探討圍堰施工技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用

劉克玉+邵榮開(kāi)+張道全

摘 要：本文將對(duì)圍堰工程的概念和分類進(jìn)行探討，并對(duì)圍堰技術(shù)在水利工程施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：圍堰技術(shù) 水利工程 施工管理 技術(shù)管理 應(yīng)用

水利工程往往是在河道上進(jìn)行施工的，沙土、水流不利于施工的質(zhì)量和安全，在這種情況下，在擬建工程的上下游或四周修建圍堰，排除圍堰內(nèi)的積水，將河水?dāng)r隔在圍堰外，為工程施工圈出必要的操作場(chǎng)地。那么，圍堰技術(shù)都有哪些種類？在水利工程中發(fā)揮著什么樣的作用？又有哪幾方面的應(yīng)用呢？在下文中，我們圍繞這幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一定的探索和分析。

1.圍堰技術(shù)概述

施工圍堰是指在河道上、湖泊中，為建造閘、壩、橋梁等永久性的水利工程設(shè)施，提供無(wú)水作業(yè)施工環(huán)境而修建的臨時(shí)性擋水圍護(hù)構(gòu)筑物。其作用就是創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)封閉的空間，將擬建工程施工場(chǎng)地內(nèi)的泥水排出，以保證基坑開(kāi)挖、基礎(chǔ)施工、建筑物修建順利進(jìn)行。圍堰施工技術(shù)是水利工程施工技術(shù)的重要組成部分，在選擇應(yīng)用的時(shí)候應(yīng)遵循其基本原則。首先，在修建圍堰之前，應(yīng)先對(duì)施工組織技術(shù)方案進(jìn)行確定，結(jié)合工程所在地及河道的實(shí)際情況，全面地分析各種要素，最終確定一個(gè)合理的、可行的操作方案。其次，在圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，要注重對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的補(bǔ)充和優(yōu)化，將新技術(shù)中的信息化、自動(dòng)化、智能化等優(yōu)勢(shì)運(yùn)用到施工中，更好地發(fā)揮圍堰技術(shù)的作用。最后，由于水利圍堰包含了很多種類，因此，在施工的時(shí)候應(yīng)根據(jù)環(huán)境、氣候等因素，對(duì)圍堰種類進(jìn)行科學(xué)選擇，確保水利工程的進(jìn)度、質(zhì)量得到保障。

2.圍堰技術(shù)的重要作用

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)于水利工程施工質(zhì)量和安全更加重視，圍堰技術(shù)的重要性日趨得到凸顯。圍堰技術(shù)在水利工程施工中應(yīng)用較為廣泛，其主要作用是為了對(duì)施工中的建筑物實(shí)現(xiàn)遮擋，防止水流滲入，影響工程進(jìn)度與施工質(zhì)量，起到保護(hù)施工作業(yè)面的重要作用。為了能夠使圍堰工程的作用得以實(shí)現(xiàn)，在修建擋水圍堰的時(shí)候，要保障其穩(wěn)定性和抗壓性，在結(jié)構(gòu)上要盡可能地簡(jiǎn)單，便于施工和維護(hù)，并且保證圍堰外的水流順利通過(guò)，避免發(fā)生局部的水流沖撞。

3.圍堰的分類

按堰體結(jié)構(gòu)材料分，施工圍堰主要有土堤圍堰、土石圍堰、木籠圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰、鋼筋混凝土圍堰等。

土堤圍堰，就是以土為原材料，經(jīng)過(guò)層層填筑最終合攏起來(lái)的臨時(shí)擋水堤體結(jié)構(gòu)，是最為傳統(tǒng)的圍堰施工技術(shù)。為了減少土方填筑量及填土在水中被沖刷流失，增加土堤圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在施工中，可將草與土相互疊放、層層搭建合攏形成草土圍堰；也可用編織袋裝土，兩側(cè)上下層互相錯(cuò)縫，堆碼整齊，中間填土合攏形成草袋圍堰。土堤圍堰在自重力的作用下，逐步下沉并形成比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，其堰堤斷面通常為梯形，堰堤的斷面寬度、坡度應(yīng)根據(jù)河水的流速和深度而定，堰堤斷面頂部寬度一般為2～3米，底部寬度一般是水深的3倍；草土圍堰、草袋圍堰外側(cè)坡度一般為1：0.5～1：1.5，內(nèi)側(cè)坡度一般為1：0.2～1：0.6。當(dāng)水利工程的地基流沙較多或?yàn)檐浫醯鼗?，或者采用機(jī)械施工的情況，應(yīng)適當(dāng)增加斷面寬度、高度。這種土體圍堰產(chǎn)生的沉降量一般較大，施工時(shí)應(yīng)予考慮，必須預(yù)留一定的沉降高度，至少為設(shè)計(jì)方案中堰體高度的百分之十。

土石圍堰是以泥土和石頭為原材料，填筑合攏而成的臨時(shí)擋水堤體結(jié)構(gòu)，一般建在擬建工程的上下游，形成橫向的截流擋水堤壩。按工程基坑施工場(chǎng)地是否允許過(guò)水淹沒(méi)，土石圍堰又可分為過(guò)水圍堰和不過(guò)水圍堰兩種。大部分土石圍堰為不過(guò)水圍堰，如果有排水要求，圍堰過(guò)水不可避免，在洪水、梅雨季節(jié)來(lái)臨之際，應(yīng)重視對(duì)土石圍堰的保護(hù)和維修，修建溢流面，在堰堤基礎(chǔ)處及兩岸接頭處采取防沖措施；或拆除部分堰體，加強(qiáng)對(duì)流水的引導(dǎo)疏散，避免堰體大部分沖垮。

在當(dāng)今的水利工程施工中，鋼板樁圍堰是一種較為常見(jiàn)的板樁圍堰，尤其是拉森鋼板樁圍堰。拉森鋼板樁是一種帶有連鎖鎖口的型鋼，其截面型式主要有直板形、槽形及Z形等幾種（見(jiàn)圖1），尺寸和連鎖多種多樣，在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選取。鋼板樁圍堰有著很多優(yōu)點(diǎn)。首先，鋼板樁的強(qiáng)度高、韌性好，易施工，能夠順利地打進(jìn)非常堅(jiān)硬的土層中；其次，鋼板樁可在深水中施工作業(yè)，鋼板樁圍堰防水性能好，滲漏小，修補(bǔ)簡(jiǎn)單；最后，鋼板樁能夠根據(jù)施工需求組成各種形狀的圍堰，并且可以多次使用，降低對(duì)施工材料的浪費(fèi)率。由于鋼板樁的性能十分突出，因此，鋼板樁圍堰在水利工程施工中的應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)水利工程的施工面積相當(dāng)大時(shí)，可以采用鋼板樁單體組成構(gòu)體圍堰。構(gòu)體圍堰由鋼板樁單體組成，鋼板樁單體由單件的鋼板樁連在一起，常用的有圓形及隔壁形等形式，中間用土填實(shí)。由于構(gòu)體圍堰圍護(hù)的場(chǎng)地縱橫兩個(gè)方向的距離都比較大，用支撐來(lái)固定單體很不經(jīng)濟(jì)。因此，要求組成構(gòu)體圍堰的各個(gè)單體均必須有足夠的抗傾力、抗滑力。

如果圍堰在建設(shè)完畢之后需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行保留，那么就最好采用鋼筋混凝土圍堰。鋼筋混凝土圍堰與鋼板樁圍堰相比，強(qiáng)度更好，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，常用于碼頭、水工建筑等工程中。鋼筋混凝土圍堰可以用來(lái)打成地下連續(xù)墻，采用特制鉆機(jī)，從地面向地下在泥土中挖出不連續(xù)的孔壁，再在這些孔壁中放入鋼筋混凝土構(gòu)件，并澆筑混凝土，使之形成墻面。

4.圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用

4 . 1因地制宜地選擇圍堰種類

由于圍堰的種類有很多，在選擇的時(shí)候應(yīng)根據(jù)河道的實(shí)際情況，選擇最經(jīng)濟(jì)合理的圍堰方案。

4 . 2圍堰施工中的技術(shù)管理

土石圍堰防滲心墻是圍堰施工中的技術(shù)要點(diǎn)，因此我們應(yīng)對(duì)其施工流程和技術(shù)管理進(jìn)行重點(diǎn)分析。首先，在挖渠過(guò)程中，應(yīng)從一側(cè)向另一側(cè)開(kāi)挖，然后再清理尾水出口圍堰，對(duì)水下體積較大、深度較大的物體進(jìn)行清除，然后再回填堰體石料和粘土，在進(jìn)行堰體填之前，應(yīng)對(duì)施工中采用粘土料和石料的數(shù)量、質(zhì)量進(jìn)行確定，并且盡可能采用分段流水作業(yè)的方法，確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)的銜接、流暢；其次，在填筑的時(shí)候，應(yīng)使填筑料與心墻粘土交錯(cuò)進(jìn)行填筑，粘土心墻的內(nèi)側(cè)和外側(cè)應(yīng)該選擇土工布做成反濾層，并適當(dāng)在外圍增加一定厚度的粘土，對(duì)土工布進(jìn)行保護(hù)，防止其在土石填筑的過(guò)程中受到質(zhì)量上的損壞。為了更加便捷地獲取土石料，可以利用挖掘機(jī)在河道搜集砂礫石或者渣料，再將這些砂礫石、渣料運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，用后退法將這些材料卸下，當(dāng)堰體填筑高度已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)，使水利工程的出口段在圍堰的保護(hù)下進(jìn)行施工。最后，待工程完畢之后，將圍堰拆除。

4.3圍堰聯(lián)接

圍堰防汛墻之間的聯(lián)接方法、聯(lián)接形式等對(duì)于水利工程的施工質(zhì)量、成本、進(jìn)度和安全都有著重要的影響，因此，如何能夠加強(qiáng)對(duì)圍堰聯(lián)接技術(shù)的管理，使得防汛墻之間緊緊相連，就成為水利工程施工單位需要思考的問(wèn)題。因此，在圍堰施工之前，就應(yīng)安排有關(guān)工作人員對(duì)圍堰周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行勘察，調(diào)查接口處質(zhì)量是否符合規(guī)范，一旦發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，就應(yīng)及時(shí)采取彌補(bǔ)措施，用粘土袋或者沙包對(duì)圍堰進(jìn)行填充。如果在施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)聯(lián)接接地點(diǎn)存在著大量的河砂、淤泥等，會(huì)影響到施工的正常進(jìn)行，就要及時(shí)采取措施，對(duì)這些存在質(zhì)量問(wèn)題的泥土進(jìn)行改造，確保施工的質(zhì)量和安全。

4 . 4圍堰拆除

圍堰拆除一般是工程完成之后，在枯水時(shí)段或者枯水季節(jié)進(jìn)行的。如果急需在洪水時(shí)段進(jìn)行拆除，就需要進(jìn)行可行性分析，在經(jīng)過(guò)上級(jí)單位批準(zhǔn)之后才能夠拆除。對(duì)圍堰拆除技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)在施工設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行專項(xiàng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在圍堰拆除前，對(duì)設(shè)計(jì)完畢的圖紙和文檔材料進(jìn)行研究，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，并對(duì)施工范圍內(nèi)的線路、管線、網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行了解，并與電力、氣象、交通等部門(mén)取得聯(lián)系，待采取了完善的防護(hù)措施之后才能夠進(jìn)行施工。

5.結(jié)語(yǔ)

從上文的分析中我們可以看出，當(dāng)前圍堰技術(shù)對(duì)于我國(guó)水利工程來(lái)說(shuō)有著重要的意義，也是當(dāng)前水利工程中應(yīng)最為重要的施工技術(shù)之一。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，我們也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)圍堰創(chuàng)新技術(shù)的探索和創(chuàng)新，對(duì)圍堰技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，為提升水利工程施工質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙欣.鋼板樁圍堰在水利工程施工中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與計(jì)，2015，04：105-106+110.

[2]石蹈波.大型水電站高土石圍堰安全研究[D].河海大學(xué)，2007.endprint