探析水利工程圍堰施工技術的要點

孫關起 李慧

摘 要：當前城市為了在河流上建造水利樞紐格式的水工建筑物，其次要對建筑物的基礎進行處理，而大面積的基本處理以及水工建筑物的施工很難在流水中開展，所以需要形成基坑，把水抽干，通常采用的方法是用臨時擋水建筑物——圍堰將建筑物基坑的全部或一部分從河床中隔離開來，然后把水抽干進行施工。

關鍵詞：水利工程；圍堰施工技術

一、圍堰分類

按其所使用的材料，可以：土石圍堰、草土圍堰、鋼板樁格型圍堰、混凝土圍堰等。按圍堰與水流方向的相對位置，可以分為：橫向圍堰和縱向圍堰。按導流期間基坑淹沒條件，可以分為：過水圍堰和不過水圍堰。過水圍堰除需要滿足一般圍堰的基本要求外，還要滿足堰頂過水的專門要求。

二、圍堰的基本型式及構造

（1）不過水土石圍堰，不過水土石圍堰是水利水電工程中應用最廣泛的一種圍堰型式。它能充分利用當地材料或廢棄的土石方，構造簡單，施工方便，可以在動水中、深水中、巖基上或有覆蓋層的河床上修建。但其工程量大，堰身沉陷變形也較大。

（2）過水土石圍堰，當采用允許基坑淹沒的導流方式時，圍堰堰體必須允許過水。因此，過水土石圍堰的下游坡面及堰腳應采取可靠的加固保護措施。目前采用的有：大塊石護面、鋼筋石籠護面、加筋護面及混凝土板護面等。較普遍的是混凝土板護面。

（3）混凝土圍堰，混凝土圍堰的抗沖與防滲能力強，擋水水頭高，底寬小，易于與永久建筑物相連接，必要時還可以過水，因此應用比較廣泛。國內浙江緊水灘、貴州烏江渡、湖南鳳灘及湖北隔河巖等水利水電工程中均采用過拱型混凝土圍堰作橫向圍堰，但多數工程還是以重力式混凝土圍堰作縱向圍堰。

三、圍堰的平面布置與堰頂高程

（1）圍堰的平面布置，圍堰的平面布置一般應按導流方案、主體工程的輪廓和對圍堰提出的要求而定。通常，基坑坡趾離主體工程輪廓的距離，不應小于20～30m，以便布置排水設施、交通運輸道路及堆放材料和模板等。至于基坑開挖邊坡的大小，則與地質條件有關。當縱向圍堰不作為永久建筑物的一部分時，基坑縱向坡趾離主體工程輪廓的距離，一般不大于2.0m，以供布置排水系統和堆放模板。如果無此要求，只需留0.4～0.6m就夠了。

（2）堰頂高程，堰頂高程取決于導流設計流量及圍堰的工作條件。下游圍堰的堰頂高程由下式決定：

Hd=hd+ha+δ

式中Hd—下游圍堰堰頂高程，m；hd—下游水位高程，m；可直接從河流水位流量關系查出；ha—波浪爬高，m；δ—圍堰的安全超高，m。上游圍堰的堰頂高程由下式決定：

Hu=hd+z+ha+δ

式中Hu—上游圍堰堰頂高程，m；z—上下游水位差，m；其余符號同上式。

必須指出，當圍堰要攔蓄一部分水流時，則堰頂高程應通過調洪計算來確定?？v向圍堰的堰頂高程，要與束窄河段宣泄導流設計流量時的水面曲線相適應。因此，縱向圍堰的頂面往往作成階梯形或傾斜狀，其上游和下游分別與上游圍堰和下游圍堰頂同高。

四、圍堰的防滲和防沖

圍堰的防滲、接頭和防沖是保證圍堰正常工作的關鍵問題，對土石圍堰來說尤為突出。

（1）圍堰的防滲，圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻、斜墻接水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。

（2）圍堰的接頭處理，圍堰的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言?；炷量v向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑，防止引起有害的集中滲漏。

（3）圍堰的防沖，圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關，一般多采用拋石護底、鉛絲籠護底、柴排護底等措施來保護堰腳及其基礎的局部沖刷。關于圍堰區護底范圍及護底材料尺寸的大小，應通過水工模型試驗確定。解決圍堰及其基礎的沖刷問題，除了護底以外，還應對圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉角處設置導流墻，以改善束窄河段進出口的水流條件。

五、圍堰法導流

從施工導流方式來分析，大體上可分為三類，即分段圍堰法導流、全段圍堰法導流、淹沒基坑法導流。

（1）分段圍堰法導流，分段圍堰法亦稱分期圍堰法，就是用圍堰將水工建筑物分段、分期維護起來進行施工的方法。

在確定縱向圍堰的位置或選擇河床的束窄程度時，應重視下列問題：充分利用河心洲、小島等有利地形條件；縱向圍堰盡可能與導墻、隔墻等永久建筑物相結合；束窄河床流速要考慮施工通航、筏運、圍堰和河床防沖等的要求，不能超過允許流速；各段主體工程的工程量、施工強度要比較均衡；便于布置后期導流泄水建筑物，不致使后期圍堰過高或截流落差過大。

分段圍堰法導流一般適用于河床寬、流量大、施工期較長的工程，尤其在通航河流和冰凌嚴重的河流上。分段圍堰法導流，前期都利用束窄的原河道導流，后期要通過事先修建的泄水道導流，常見的有以下幾種：底孔導流、壩體缺口導流、束窄河床導流。

（2）全段圍堰法導流，全段圍堰法導流，就是在河床主體工程的上下游各建一道斷流圍堰，使河水經河床以外的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時，再將臨時泄水道封堵。全段圍堰法導流，其泄水道類型通常有以下幾種。①隧洞導流，隧洞導流是在河岸中開挖隧洞，在基坑上下游修筑圍堰，河水經由隧洞下泄。一般山區河流，河谷狹窄，兩岸地形陡峻，山巖堅實，采用隧洞導流較為普遍。②明渠導流，明渠導流是在河岸上開挖渠道，在基坑上下游修筑圍堰，河水經渠道下泄。③涵管導流，涵管導流一般在修筑土壩、堆石壩工程中采用。

六、結語

我國目前的經濟快速發展，水利工程作為一種十分重要的基礎設施對于保證整個國民經濟的快速穩定的發展具有十分重要的作用。為了確保水利工程施工的順利進行必須采用圍堰來對流水進行有效的阻擋，只有這樣才能夠使水利工程建設有一個穩定的施工環境，為水利工程的按期完成打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]鄒鵬.選擇施工導流方法的探討[J].廣西水利水電，2006，（03）.

（作者單位：曹縣太行提水利工程管理處）