許棟
【摘要】本文對水利施工中水壩堤防決口成因進行了分析,并且對水壩堤防堵口相關施工技術進行了研究,希望能夠對我國的水利施工起到一定積極的作用。
【關鍵詞】水利施工;水壩堤防;堵口施工技術;分析
水壩堤防屬于擋水建筑物,在現今的水利施工中屬于運用最廣泛的一種防洪工程。但是倘若水壩堤防出現決口,將會對人民的人身安全和財產安全帶來很大的危害。所以,需要有效運用水壩堤防堵口有關的施工技術,使用有效的復堵措施,來抵御洪水的侵害,在最大程度上降低洪水災害造成的損失,避免造成不可挽回的傷害。
1、水壩堤防決口的成因分析
水壩堤防決口的成因有以下幾種,因為水漫出頂部而造成的決口,通常稱為漫決,漫決可能是因為出現風暴、洪水等堵塞河道,造成水位急劇增長,形成了決口。而由于水流沖擊出現的決口,稱為沖決,大多是湍急的浪潮或者水流沖擊堤身,造成堤身坍塌,沒有及時搶救,形成了沖決。因為堤壩坍塌出現的決口稱為潰決,一般由于堤身或者土基土質比較差,遇大水沖擊時,容易出現流土、滲水和漏洞的情況,形成決口。因為人為掘堤出現的決口稱為扒決,為分流水流,導致水壩承受能力降低,形成決口。
2、水利工程堵口的分類
按照堵口的分類,堵口能夠分成兩類,就是堵水口與堵旱口。堵水口是指在泥沙比較多的河灘上,泥沙不斷累積,導致河床被抬高,等到河床超過兩岸時,就會出現決口。倘若沒有及時進行堵口,就會造成河道奪流,使河流不斷改道,帶來不可預測的危險。在這個時候需要使用科學有效的方法進行堵口與攔截,使河道水流能夠回到原先的流道,堵旱口指的是河床比兩岸地面低,決口分流比較少,在洪水期之后,就會自動出現斷流的情況。一般在這樣的情況下,只需等到河道斷流后,再進行堵復工作就可以。
3、水壩堤防堵口前的準備工作
3.1 水文觀測
首先,需要定期對口門的水深、水位、寬度、流速以及流量等數據進行檢測,并且通過縱向橫向的斷面圖進行記錄。再定期對水下地形和地下的土質狀況進行檢測,并用準確的水下地形圖以及地質剖面圖進行記錄。還有,需要制定水文預報方案,定期記錄水文與流量信息。還需要定期勘查口門下游上游河流變化的趨勢,對水流發展的趨勢進行預測。
3.2. 修筑裹頭
裹頭是使用來防止堤防決口與扒口的保護措施,可防止口門被沖刷而不斷擴大。一般做法是在口門兩端堤頭或河道截流圍堰壩頭的位置修筑裹頭進行防護,修筑裹頭時可以使用柳石枕、鐵絲籠、竹籠、混凝土或者石塊等材料,需要根據實際情況制定裹頭的修筑方法。一旦堤防決口,需要及時對堤頭采取有效的保護措施。倘若在汛期初期出現決口的情況,流量不斷增多,并且口門在之后還可能發生類似的情況時,為了減少施工困難,避免口門被沖深,就需要就地做裹頭。倘若是在汛期的末期,后面不會有較大的束流沖擊,那么需要迅速做裹頭,避免口門不斷擴大。進行裹頭施工需要按照水的流速、水的深度以及堤頭的土質進行方案設計。在水流較慢并且土質好的情況下,需要在堤頭先打樁,在樁內部沿邊釘上秸稈料、柳把等,在樁和堤頭間填土。或者在不打樁情況下,可以使用拋石和編織袋進行裹頭防護。當水流湍急并且土質較差的時候,可以挖斷堤身,在堤頭鋪土工軟布或者拋排枕,沿著裹頭位置向下挖1到2米。裹頭需要計算好流速,準備足量的搶護料物,裹頭長度需要按照口門的水勢在裹頭背水和迎水部分進行維護工作。
4、水利施工中水壩堤防堵口施工技術
4.1. 拋石堵口法
在潰口位置直接拋石料,按照決口寬度和水流速度,拋石不應該太小,拋石速度也需要有一定的要求。
4.2. 鉛絲籠
使用竹絲籠或者鉛絲籠進行石料裝填,來填補決口,當石料比較小,沒有辦法直接進行拋擲的時候,可以把石料裝進竹絲籠或者鉛絲籠拋入覺口當中,進行堵口。倘若石料比較細碎,那么可以使用混凝土合攏石料,對決口比較大的情況,可以把幾個拋頭體連接到一起,然后同時拋投,可以對付比較大的決口。
4.3. 埽捆進占
埽捆進占指的是使用樹枝、柳枝或者蘆葦扎成直徑在0.1到0.2m之間的把子,在里面包上石料,捆成合適尺寸得埽捆,把繩索系于埽捆兩端,推入水中,然后固定于堤壩的木樁上。不斷向前推進,直到閉氣為止,再進行填土,不斷加厚。
4.4. 打樁進占
堵口水深大約1.5m左右比較適合使用打樁進占法。實際操作方法是在口門兩端加上裹頭后,在壩的兩側沿著軸線打排樁,排樁之間的間距為0.5m,在排樁之間需要使用木料或者鉛絲進行鏈接,樁深度是土下2到3m。在實際情況中,為了有效抵抗水壓,通常間隔三四根樁就會加上一根撐樁,并在迎水面鋪上柳枝、草土和豎立的埽捆。
4.5. 沉船堵口
沉船堵口指的是在空船里面裝土,等到土體的重量大于船體時,船就會開始下沉,把船下落到決口的地方,然后在船身的背面固定拋土帶,使用土料來堵住決口,起到攔截水流的作用。通常來講,船的大小和數量都按照決口口門大小決定,把沉船在口門位置排成一字形,有利于充分使用空間。沉船堵口屬于一項較為緊急的搶堵工作,因此,在工作開始之前,必須進行完善并且周密的準備工作,例如對口門位置的地質、地形和縱橫斷面水力都需要進行測量和勘察。做好堵口準備工作之后,堵口速度需要快,與此同時,需要注意人員安全和施工質量。
5、結束語
總而言之,水壩堤防堵口施工通常時間較為緊迫、任務比較艱巨、對經驗和技術的要求都比較高,因此,有關單位需要加強對水壩堤防堵口相關施工技術的研究,并且對堵口時可能出現的各種問題進行全面地、充分地考慮,選擇科學的有效的堵口施工技術,并做好人員方面、材料方面、設備方面相應的組織準備工作,保證堵口施工能夠順利完成,從而促進我國水利施工的發展。
參考文獻:
[1]中華人民共和國水利部.海堤工程設計規范[S].北京:中國水利水電出版社,2012(10).69-71.
[2]陳柏榮.防汛與抗旱[M].中國水利水電出版社,2013,(09).112-114.
作者簡介:姓名:許 棟(1978.11),性別:男,職稱:工程師,學歷:本科,主要從事水利工程施工管理工作。