水利施工论文
1 基本情况
高台县黑河县城段防洪及生态治理工程 2011 年 7月开工，经过近一年的建设，于 2012 年 8 月全部竣工，一座横跨黑河的蓝色橡胶坝立于高台城北黑河湿地公园北侧，为高台县城增添了一道亮丽的风景线。
高台县黑河县城段防洪及生态治理工程地处高台县城北侧，工程坐落于黑河洪积扇平原与黑河河床区，地下水为第四系松散孔隙性潜水。含水层岩性为细砂、中粗砂、含砾砂等，富水性中等，地下水位埋深较浅，地下水与地表水水力联系十分密切，存在着相互转换的关系。不论丰水还是枯水时段，均有丰富的地下潜流。
在高台县黑河县城段防洪及生态治理工程项目建设过程中，设计上考虑橡胶坝防渗、防冲、稳定等要求，同时结合蓄水区整体布置要求。坝袋基础底板上游设钢筋混凝土铺盖，铺盖上、下游分别设齿墙。在橡胶坝铺盖上游齿墙（1.5m）下及下游海鳗齿墙（1.5m）下设厚40cm 的 C15 混凝土防冲墙，墙深 3.0m，兼起到延长渗径的作用。
招标文件上显示：高台县黑河县城段防洪及生态治理工程地下水位埋深浅，局部为明水，基坑开挖时，渗水量大，需重视并加强施工期排水措施。橡胶坝、堤防基础、泵站等建筑物施工时，基坑受河道的侧向补给、地下水、天然降雨和施工弃水等形成较大的积水，给基础施工带来较大影响。 因此，工程必须加强施工排水，建议施工排水采用明沟式排水，布置集水井及水泵抽水等方式，降低地下水位。
2 方案选择
截水墙的施工，其底高程位于河床以下 4.5m（底板齿墙 1.5m，截水墙 3.0m），南北长度 245m，上下两截水墙相距 29m。对于黑河河床这样的地质而言，难度之大可想而知。另外，时值八月下旬，夏季作物已经收割，渠道引水锐减，河道来水陡增，根据施工计划，工期又不能推后。为此，会同业主、监理和施工项目部人员相继提出了先在河床稍高一侧加固沙堤围堰，再实施（1）明沟式排水；（2） 集水井式排水；（3） 牵引箱式浇筑混凝土；（4）水泵抽水利用板桩分层支护开挖边坡，在板桩之间浇筑混凝土等 4 种施工方案进行分析对比。
（1）明沟式排水。由于底高程较深，为将 4.5m 以下的水排出，按照黑河河床纵坡需开挖近 4km 长的河道，同时还要不断进行排水沟的护坡支护及开挖，还由于河道内有水流下泄，排水沟内水位较高，无法排出。
（2）集水井式排水。由于在河道内施工，地下水比较富集，且截水墙横向贯穿河道，需要不断移动工作面，加之截水墙工程量较小，每米只有 C15 混凝土1.6m3，集水井数量少起不了作用，多则成本太大。
（3） 牵引箱式浇筑混凝土。这种方法是将 2 块3.0m×2.5m×6mm 的钢板上下用粗钢筋焊接，一端开口卡在已浇筑混凝土墙上，一端设计加工成高 3.0m 的三角形端头，在其高度 1/3 处焊制牵引架，利用挖掘机牵引，在箱体内部浇筑混凝土。经试验，由于箱体外部河砂挤压力较大，致使箱体内混凝土随箱体移动，使得浇筑混凝土墙断裂，无法连续。
（4）水泵抽水利用板桩分层支护开挖边坡，在板桩之间浇筑混凝土，这种方案是先按照自然边坡开挖，待挖到边坡滑坡之前，在坡上插入钢管，钢管外侧插入钢板，待岸坡稳定以后，开挖中间（墙体）部分，此时抓紧时间抽水，待水位降低后再插入两排间距为截水墙等宽的钢管，再在钢管两边插入钢板，利用人工捞去板桩之间的河砂，浇入混凝土，24h 后提去板桩，拔掉钢管，继续进行下一段墙体浇筑。经过分析论证实验，第 4 种方案操作性及可行性优于前几种方案，最终确定采用方案（4）进行施工。
3 截水墙施工
为进行施工，首先在河岸稍高的左岸加固围堰，将橡胶坝长度方向基础一半圈于围堰内，河道内 30～60m3/s 的水流导向右岸，上下游两道截水墙同时施工。
3.1 资源配置准备
为了尽可能加快进度，安排两个施工队分别进行上下游截水墙的施工，每个施工队人员不少于 20 人，1.4m×6m×4mm 钢板不少于 12 块，3m 的钢管不少于 80根，380m3/h 的离心水泵不少于三台（套），每个施工队配备挖掘机 1 台，还对购置的钢板进行了边角加固。另外还有相应的搅拌机、振捣器、混凝土运输机具及吊斗都做了充分的准备。
3.2 安全教育准备
由于工程场面不大，人员机具分布密集，地质条件复杂，开工之初，根据实验阶段掌握的施工情况，对参加施工的工人、机具操作员、技术员进行了施工步骤的预演，一个环节一个环节的进行了细致要求，使得每个参与施工的人员都知道自己干完这一步接下来是哪一步，期间还要注意哪些可能出现的情况。对参建人员进行了安全警示教育，加强了安全员巡查力度，对场内人员安全配置、基坑边坡稳定与否都有专人检查，同时制定了详细的安全施工预案。
3.3 施工
（1）先在截水墙直线位置设立明显标记，将已加固的围堰分割成 30～40m 的小块，将要开挖这段的地表水抽干，开挖口面按照边坡 1:4.0 开挖（即口宽 32m），先开挖长 10～15m，深 2.5～3.0m。
（2）抓紧抽干坑内渗入水，离中心线两侧 5.0m 外插入钢管，钢管外侧再插入 2 块钢板（两侧 4 块），2 块钢板之间相互搭接，搭接长度不小于 50cm,此时，钢板顶面低于地面 2.0m 左右。
（3）开挖中间 10.0m 部分，一侧的抽水泵不间断抽水，挖掘机自未浇筑一侧驶入中间，一次性开挖至设计底高程，此时要使水位不致于太低（由于有水的张力，外侧流砂不至于对已插入钢板压力不大）。待在水下将流砂清挖完之后，在中心线两侧 20cm 插入钢管，再在钢管外侧插入钢板，挖掘机边插边退，同样插入 2 块钢板，如上搭接，两排钢板间距为 40cm（中心必须和截水墙直线相符），钢板底部超过设计底高程，抓紧抽水，使得水位低于钢板顶，检查钢板内流砂高度。当流砂高度较高时，利用人工清理仓内流砂，由于流砂流动性较大，又有水，所以仅 40cm 仓内的流砂清理较容易。
（4）用水准仪检测至仓内高度达到要求后，马上将搅拌后运至现场的 C15 混凝土利用吊斗通过导管浇入仓内，从一侧快速浇筑，将仓内水挤出，完成浇筑后，将钢板外侧填平，将水泵移至已浇筑混凝土尾端挖好的集水坑内不停抽水，严禁水位高于钢板。
（5） 最后将上层钢板及钢管拔出，准备开挖第二段，12 块钢板除上段防渗墙底部 4 块不能取外，剩余 8块又能进行第二段的开挖，由于第二段开挖后，相对低于上一段，故第一段水位不会较大幅度上升。
3.4 注意事项
（1）在完成底层混凝土浇筑后，在已浇筑混凝土上面间隔 50cm 插长度 60cm 钢筋，以利于和上层混凝土防渗墙连接。
（2） 浇筑完成后即回填钢板外侧，待混凝土初凝后，缓缓抽拔钢板及钢管，防止将浇筑防渗墙破坏。
（3）底层混凝土钢板高 1.4m，但是浇筑混凝土只能算 1.2m（底部还有流砂，经测算其高度始终有 20～30cm不能清理完），故混凝土初始浇筑面要尽量低于设计线，待 2～3d 后连续浇筑上层防渗墙至设计顶高程。
如上所述，再完成第二段浇筑，按照施工时间，一天仅能完成两段，其长度近20m。如此利用半月左右时间将左岸围堰内防渗墙浇筑完毕，然后撤除左岸围堰，加固右岸围堰，进行右岸防渗墙浇筑。利用一个月时间完成了低于河床 4.5m，高 3.0m，宽 0.4m，长度 260m 的防渗墙。
4 结束语
利用此类方法施工，由于截水墙浇筑量不大，就黑河的施工环境和条件而言，相比别的施工方法，进度快，能保证墙体浇筑质量，能进行循环作业，还可以很好的利用挖掘机进行钢板及钢管的插入与拔出，减少了人工操作环节，在投入不太高的情况下，有效解决了困扰施工的难题，为在黑河水下施工积累了经验。
参考文献：
［1］ 陕西省水利电力勘测设计研究院. 甘肃省高台县黑河县城段防洪暨生态治理工程初步设计报告［R］.西安：陕西省水利水电勘测设计院，2012.
［2］ 陕西省水利电力勘测设计研究院. 甘肃省高台县黑河县城段防洪暨生态治理工程招标公告［R］.西安：陕西省水利水电勘测设计院，2013.
［3］ SL 227-98，橡胶坝技术规范［S］.北京：中国水利水电出版社，1999.