在水利、交通等工程施工中，通常在河流上建構(gòu)造物施工時(shí)首先設(shè)計(jì)圍堰，主要用于阻擋水流沖刷結(jié)構(gòu)物，以滿足水上安全施工而采用的一種施工的方案。圍堰形式主要有以下幾種: ①土圍堰; ②土袋圍堰; ③鋼板樁圍堰; ④鋼筋砼板樁圍堰; ⑤竹、鉛絲圍堰; ⑥套箱圍堰; ⑦雙壁鋼圍堰。它們適用于不同的水深及流速。
本文所述砂袋圍堰是在土袋圍堰基礎(chǔ)上的一種深化和發(fā)展,它適用于較大水深和流速情況下的砂質(zhì)河床。本方法具有就地取材、施工工藝簡單、工期短、投資小、拆除方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),是目前在大江大河上修筑結(jié)構(gòu)物時(shí)圍堰選擇的一種理想方案。隨岳南高速公路K23 + 854. 5東荊河特大橋水中墩（柱） 施工中就采用了這種方案。該橋設(shè)計(jì)為38 跨,上部為T 梁結(jié)構(gòu),下構(gòu)為鉆孔灌注樁,全長1216m 。本橋施工的最大難點(diǎn)是軟基礎(chǔ),同時(shí)在東荊河水中設(shè)計(jì)有4 排16根直徑為1. 8m 鉆孔灌注樁, 樁長在70. 5 至80. 015 m要求水中墩（柱） 施工必須考慮設(shè)計(jì)施工圍堰,同時(shí)在2006 年東荊河來汛前完成水中樁（柱） 蓋梁施工，并拆除圍堰。圍堰分南北兩岸先后施工。經(jīng)4 個(gè)多月的運(yùn)行,隨水位上漲流速加大,目前兩圍堰中流速已接近3 m/ s，水中鉆孔灌注樁于2006 年2 月全部完成。為進(jìn)入下道工序（墩柱、蓋梁） 施工提供了足夠的時(shí)間，目前水中墩柱、蓋梁已全部施工完畢，將在5 月份全部拆除圍堰，為東荊河堤防防洪解除了憂患。
1、砂袋壩平面尺寸的擬定
用砂袋筑壩的目的是起到擋水作用，其要求是重在穩(wěn)定，有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)保證在計(jì)劃工期內(nèi)不受陽光輻射而腐蝕損壞，導(dǎo)致坍塌或不安全事故，所以每條砂袋質(zhì)量必須滿足施工要求，砂袋的平面尺寸必須滿足抗沖刷、抗穩(wěn)定要求 。
1.1壩頂標(biāo)高
東荊河為季節(jié)性通航河流,枯水季節(jié)水面寬約148 m ,水深4～5 m ,橋位處設(shè)計(jì)流量5000m3 / s ,設(shè)計(jì)水位為35. 89 m，設(shè)計(jì)流速為2. 26m/ s ,最高通航水位32. 58m ,開工前實(shí)測流速2. 05 m/ s ,施工中實(shí)測表面流速達(dá)到2. 63 m/ s，目前已達(dá)到2. 85 m/ s ，水深大于5 m，受上游澤口閘水位控制,為保證正常施工，壩頂標(biāo)高必須高出現(xiàn)有水位（26. 484 m） 1～2m，故壩高定為7m，相應(yīng)標(biāo)高為28. 50 m。
1. 2壩體頂面寬度及邊坡
為了保證壩體在施工期處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)考慮到施工期間迎水面留有一定寬度設(shè)置安全網(wǎng)以及施工人員能在壩頂行走作業(yè),壩面寬設(shè)計(jì)為3m。兩邊按1 ∶0. 5 的邊坡系數(shù)計(jì)算出壩底最大寬為9 m，壩體布置如圖1 所示。
2、砂枕制作工藝及形式
2.1 主要船舶、機(jī)械及砂源
2.1. 1 主要船舶及機(jī)械
100 t 機(jī)駁6 艘,其中定位船2 艘,運(yùn)沙枕船4艘。100LWB210 泥漿泵2 臺（施工時(shí)負(fù)責(zé)吸砂） ,還有泥漿輸送膠皮管和高壓水槍配套使用。
2.1.2 砂源
沖砂袋用本地河砂,只要能濾水就行,取砂時(shí)盡可能就近,不論水下水上砂均可以,就東荊河而言,均在圍堰上、下游1 km 內(nèi)取砂。
2.2 砂袋要求
根據(jù)本工程圍堰所處位置的重要性,對做砂袋的土工布有特殊強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求,要保證在施工期能夠不因沖砂、水流和其他干擾的影響而損壞。選用常州克萊斯特土工布,該土工布用在大橋圍堰上的主要作用是:隔離、反濾與排水,其優(yōu)點(diǎn):重量輕、整體性好、連續(xù)性好、滲透性好,且質(zhì)地柔軟能與砂土很好結(jié)合,砂袋的幾何尺寸為5m ×1. 5 m ×0. 5 m ,做工精細(xì),經(jīng)實(shí)地試驗(yàn),能滿足施工要求。
2.3 施工流程
?。?） 取砂。船舶定位→船上備砂袋→泥漿管頭伸入砂袋并封口→開啟泥漿抽砂→砂漿在砂袋濾水,邊濾水邊沖進(jìn)砂漿至灌滿后形成砂枕止。
?。?） 運(yùn)砂枕、拋枕。每條船左右各布置2 個(gè)砂枕,當(dāng)砂袋完全形成砂枕后,機(jī)駁船收錨起航,將砂枕送往已定好位的壩區(qū)進(jìn)行拋枕,拋枕采用船上自動(dòng)翻板裝置,在統(tǒng)一指揮下,按下電鈕,砂枕自動(dòng)落入水中規(guī)定的地點(diǎn)。拋砂枕要求:分上游、中游、下游順序分排拋放,一般先上游、中游拋出水面,后下游拋出水面,再封口。在3 個(gè)方向均出水面后需繼續(xù)施工水上部分,一般露出水面壩體均為2 m ,水面以上部分沖砂程序?yàn)?在岸上取砂上船,再用高壓水槍將船上砂沖進(jìn)輸砂管,同時(shí)開啟泥漿泵將砂送入壩上砂袋至形成完整砂枕。
?。?） 拋砂枕應(yīng)先護(hù)底,后筑壩。根據(jù)河流動(dòng)力學(xué)的原理,河床演變是靠三大條件而形成:一是來水,二是來砂,三是邊界條件,前兩種是主要因素,由于雙邊圍堰陸續(xù)筑高,流水?dāng)嗝嫦鄳?yīng)減小,從148m 變?yōu)榈讓?5m ,頂寬32m ,水流歸槽,水位抬高1～2m。隨上游水流挾砂力的作用,會相應(yīng)地加大對下游河床的沖刷力,如果事先不加護(hù)底,將導(dǎo)致兩岸壩基不穩(wěn)定,影響施工,造成的后果不堪設(shè)想。東荊河大橋砂枕圍堰能順利建成到現(xiàn)在未出現(xiàn)維修和坍塌,原因在于開始就護(hù)底,護(hù)底材料也是砂枕平鋪。主河槽與壩體連成一體,形成了一個(gè)短時(shí)穩(wěn)定的河床。
3、圍堰拆除
本圍堰拆除方法較簡單,即分層拆除降低水位,先外后里,先下游后上游,先河中后河邊,用挖機(jī)后退法清除每一個(gè)砂袋（枕） 。同時(shí)要求土工布收集歸倉,不得污染環(huán)境,拆除時(shí)岸上有專人指揮,壩內(nèi)砂盡量清除壩區(qū),不得留河礙航,同時(shí)拆除時(shí)不得碰撞墩柱,做到萬無一失,還一個(gè)清潔的東荊河。
4、結(jié)語
東荊河大橋砂袋圍堰試驗(yàn)成功,體現(xiàn)出如下優(yōu)越性:
?。?） 就地取砂沖袋成本低,制作工藝簡單,速度快,穩(wěn)定性好,拆除方便不堵河道,不污染環(huán)境。
?。?） 節(jié)省資金,總投資僅68 萬元。經(jīng)測算,與其他圍堰型式相比,使用鋼管樁（投標(biāo)書中的施工組織設(shè)計(jì)方案） 需用鋼管、鋼板樁、工字鋼等1364 t ,施工臨時(shí)設(shè)施費(fèi)用350 萬元,而該投標(biāo)報(bào)價(jià)僅為100 萬元;如果采用土袋圍堰施工,除季節(jié)通航外有防洪要求,施工完后不允許留土在河中,河道清理很麻煩。并且為保證河道清理干凈,東荊河河道管理局要求承包人在圍堰施工前先交160 萬元押金,給承包人造成資金緊缺的壓力。經(jīng)3 種圍堰方案比較,筆者認(rèn)為用砂袋筑圍堰在橋梁建設(shè)施工中具有經(jīng)濟(jì)性、適用性、可行性的優(yōu)點(diǎn),并且這一技術(shù)在上世紀(jì)80 年代漢江整治工程中已有成功經(jīng)驗(yàn),目前已廣泛運(yùn)用于內(nèi)河航道整治碼頭建設(shè)及沿海護(hù)岸工程。所以在砂質(zhì)河床上修橋采用砂袋筑圍堰是一條有效途徑。
