圍堰技術在水利施工中的應用

秦 偉

招遠市城子水庫管理所，山東 煙臺 265400

1 水利工程圍堰施工要求

1.1 重視圍堰結構設計

在以往的施工中，部分水利項目建設的圍堰存在滲漏、沖擊和垮堤等問題，影響了水利項目建設的效率與安全。為避免這些問題發生，在新時期水利項目建設中需重視圍堰結構的合理設計，同時應制訂科學、完善的施工計劃，確保圍堰施工內容的高效完成。基于圍堰建設的高質量要求，在圍堰結構設計前，還需對水利工程建設區域的地質、水文情況進行具體調研，從而為圍堰結構設計、圍堰技術應用提供有效依據。

1.2 優化水利工程布局

從近些年水利項目施工情況來看，當前水利工程設施建設具有規模持續擴大、施工環境日趨復雜的特點，這在一定程度上對圍堰工程結構形式的選擇和應用帶來了較大挑戰。在水利項目建設中，為充分發揮圍堰防護職能，確保水利項目高效建設和應用，還需優化工程結構布局。例如，水利施工人員可依靠信息技術進行工程運行情況的動態化、信息化管理，并依托大數據、BIM技術進行圍堰施工數據計算和技術方案設計，提高圍堰建設的專業程度。

1.3 加大新技術的應用力度

為進一步提高水利工程圍堰施工質量，還需強化新技術、新工藝的應用。一方面，針對圍堰水土滲漏及沖擊問題，可擴大雙層薄壁鋼圍堰的應用范圍，起到良好的擋水、圍水作用；另一方面，在施工中，可對圍堰防沖技術、高程控制技術、導流設計等內容進行優化，通過控制標準的補充和完善，約束圍堰及水利工程建設過程，不斷提高工程項目的建設質量。

2 水利工程圍堰技術控制要點

2.1 正確選擇圍堰結構形式

水利工程項目建設環境具有一定的復雜性，基礎建設條件不同時，圍堰結構形式的選擇也會出現一定差異。現階段，除了不過水圍堰、過水土石圍堰，混凝土圍堰、雙層薄壁鋼圍堰也是當前圍堰應用的重要形式。

不過水圍堰是最常見的圍堰應用形式，在不過水圍堰建設中，應對填筑土石方等材料進行選擇，確保這些材料與周圍環境具有較高的吻合度，同時這些材料的應用有助于提升巖體結構穩定性。此外，為避免堰身出現變形、滲漏問題，在控制深水、動水的基礎上，還需對河床的具體情況進行測量、控制。使用過水圍堰進行水利工程防護時，需重點加固圍堰下游坡面以及堰腳部位。現階段，在這些部位加固的過程中，常用的加固手段不僅包含鋼筋石籠護面加固，還會涉及混凝土板護面、加筋護面加固，采用這些加固方式可有效提升圍堰支撐能力?；炷羾甙亓κ胶凸靶蝺煞N形態，其中重力式混凝土圍堰的兩側均具備河水疏通堵的作用，而拱形混凝土圍堰的導流作用較為突出，但在實際應用中，需對圍堰抗壓強度、斷面大小、建設成本等要素進行系統控制。雙層薄壁鋼圍堰在水深且流速較大的地區應用較多，其不僅具有防水、圍水的作用，還可以支撐基坑的坑壁，綜合效益較為突出。

2.2 合理設計圍堰高程

高程控制是圍堰技術應用的重要內容，在堰頂高程設計中，不僅要考慮圍堰的實際工作環節，還需要對項目導流設計情況進行系統分析，以此確保圍堰設計應用的規范性、合理性。在上流圍堰高程設計中，設計人員需要在考慮水位、爬高的基礎上，對圍堰安全超高情況進行規范控制，此外需系統管理上下游的水位差情況；而在下流圍堰設計中，下游水位、波浪爬高和圍堰安全超高是三個基本的設計要素。值得注意的是，對于用來攔截水流的圍堰，在高程設計中需考慮調洪因素、縱向圍堰設計，然后按照階段分布的形式進行頂面設計，滿足上下游圍堰頂高設置要求。

2.3 重視防滲防沖設計

圍堰使用過程滲透、沖擊影響強烈，這要求在圍堰技術應用中應將防滲防沖設計作為設計重點，系統開展圍堰結構的斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻設計。防沖設計要點如下：（1）科學合理地選擇斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻的建設材料，明確規定此材料的類型、尺寸。（2）圍堰底部防護設計中，應重視拋石護底、柴排護底方式的應用，合理設置導流墻，達到穩定束窄河道水流的作用。（3）系統開展堰接頭部位設計和施工，如可選擇刺墻的形式來增加繞流滲徑，這樣能減少集中滲漏對堰體的危害，確保圍堰接頭的穩定性，達到提升圍堰防沖的效果。

在圍堰防滲施工中，灌漿防滲是較為常用的技術類型，其技術要點如下：（1）灌漿防滲施工鉆孔中，應將孔徑的大小保持在130mm，同時孔深植入基巖的距離需不低于50cm，鉆孔偏差保持在25cm以下。（2）灌漿防滲施工要注意冒水、脫空現象的控制，在鉆孔結束后，工程人員應進行PVC管的高質量安放，通常該類管道的間距保持在10～15cm，管道直徑為5cm。（3）灌漿施工前，應對灌漿材料的配比進行嚴格設計，然后按照全孔灌漿的方式進行處理，提升整體灌漿效果。圍堰灌漿防滲技術控制要求如表1所示。要注意的是，就地取材是灌漿防滲施工的基本原則，一方面圍堰本身是一個臨時性結構，采用灌漿防滲技術施工時，通過就地取材可節約工程建設成本，這對于工程效益具有積極作用；另一方面其能進一步降低施工污染程度，實現環境污染的有效控制。此外，通過灌漿施工能使圍堰結構內部的應力狀況良好，提升圍堰防滲效果。

表1 灌漿防滲施工技術指標控制

2.4 規范進行工程導流

為最大限度地發揮圍堰的防護作用，在水利工程建設中還應注重圍堰施工和施工導流的有效配合。現階段，水利工程圍堰導流包含了分段導流和全段圍堰導流兩種基本形式。分段導流利用圍堰工程結構分段保護水利工程建筑物，其在混凝土壩中的應用較多。水利項目施工中，如果采用縱向圍堰分段導流施工形式，則還應重視河心洲、小島的應用，進而在人工構筑物、自然環境協同中提升導流效果。在全段圍堰導流中，需要建設一定的排水通道或者永久排水建筑來下泄河水。目前排水通道的應用較多，水利項目施工中，可結合工程建設區域具體情況選擇隧洞導流、明渠導流、涵管導流等形式的排水通道，減少水流對圍堰的影響，提高圍堰施工及水流工程建設質量。

3 圍堰技術在水利工程中的應用實例

3.1 項目概況

某水利工程集防洪、灌溉、城鎮供水、工業供水等功能為一體，是一座位于河流中游的中性水庫。長期應用的過程中，水庫上游護坡及防水涵洞存在破損問題，需對其進行加固處理，同時需對高塔架和人行交通橋進行改造。施工前期，必須嚴格開展圍堰施工和項目導流處理。該項目在非汛期建設施工，經計算，圍堰的擋水圍高950.2m，圍堰頂高程為952.31m，堰高和堰頂長分別為15m和138m。該項目圍堰施工中采用了土石圍堰施工形式，并按照混凝土心墻的形式進行施工，有效提升了圍堰施工質量，滿足了工程項目建設需要。

3.2 技術應用

該項目施工中，對于土石圍堰的建設嚴格按照基礎截水槽開挖、土工膜鋪設與回填、壩殼料回填、坡面土工膜鋪設及黏土培厚的流程進行圍堰基礎施工。在圍堰基礎截水槽開挖中，要求底部開挖至巖石，這樣能達到截斷河床砂礫料強透水層的目的。施工中，受地下水位高、滲水較大等因素的影響，接水槽開挖難度較大，為提升排水效果，在圍堰軸線中部區域還設置了集水坑，要求集水坑低于槽底基礎2～3m，這樣能實現滲水的有效引出。土工膜鋪設及回填時，嚴格按照從右向左、分段鋪設、隨鋪隨填的要求進行施工，保證整體擋水效果。當圍堰建設達到設計高程后，進行坡面整形處理，該項目坡面整形中，采用從下往上進行坡面鋪膜的方式處理，滿足了圍堰建設需要。

為充分發揮圍堰的擋水、圍水作用，該項目還采用灌漿防滲的方法設置混凝土心墻，按照兩排進行防滲灌漿，在兩排防滲灌漿孔位置設計中，不僅注重了主排孔與前壩肩、主排孔與副排孔的位置設計，還對副排孔與前壩肩位置進行了系統規劃。然后選擇穩定性良好、可灌性強、水固效果快的材料進行灌漿施工，有效地提升了圍堰結構的完整性、穩定性，提升并保證了圍堰的防滲、防沖效果。

4 結束語

規范合理地進行圍堰施工能為水利工程項目的高效、安全建設創造有利條件。水利項目建設中，施工人員只有充分認識到圍堰結構的作用和建設要求，深化圍堰技術在工程項目中的應用，并系統選擇圍堰結構類型，控制圍堰防沖，高程及導流階段的設計、施工要點，才能最大限度地發揮圍堰的作用，促進水利工程項目建設的有序開展。