探究水利施工中圍堰施工技術(shù)應(yīng)用

李 嘉

（廣東省水利水電第三工程局有限公司， 廣東 東莞 523710）

0 引言

水利工程施工運(yùn)作的順利性，能夠有效減少清潔能源浪費(fèi)，合理控制洪水災(zāi)害，維護(hù)水利工程經(jīng)濟(jì)收益。然而，從現(xiàn)階段水利工程建筑發(fā)展情況觀之，在水利工程施工建筑期間，存在多重客觀影響因素，對工程品質(zhì)構(gòu)成了一定威脅。因此，加強(qiáng)圍堰施工工藝的規(guī)范性使用，顯著減少客觀因素的不利作用，保障水利工程運(yùn)作的有序性。

1 工程概況

案例工程位于河流上方位置，用于防洪防汛、灌溉農(nóng)田等。案例水利工程的組成包括：泄水閘、交通橋。案例工程所在地理位置，是亞熱帶氣候特點(diǎn)，全年范圍內(nèi)氣溫并無較大浮動(dòng)，整體溫感較為溫和，降水量年均值為2000毫米。在工程建筑期間，施工工藝以圍堰技術(shù)為主，保障施工進(jìn)展的順利性。

工程中的交通橋與周邊水電站大壩相距有500米，水電站的運(yùn)行形式為混合式，壩址所在河段，在河底高程大約343米位置，壩頂高程設(shè)計(jì)參數(shù)為375米，水庫蓄水一般水位設(shè)計(jì)為371米，岸坡角取值范圍為[45，75]度，谷底寬取值范圍為[20，45]米。水庫在水位不變時(shí)，斷面水深值為8.71米。水庫在一般蓄水位時(shí)，水深值為21.78米。案例工程的交通橋，有三個(gè)墩柱，處于水庫中，標(biāo)號分別為6#、7#、8#。三個(gè)墩樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高最大值為375米，承臺(tái)底高度與水位最大值相距16米。

2 案例工程中圍堰技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)

2.1 施工方案規(guī)劃

圍堰工藝的使用根本在于：對施工面形成保護(hù)作用，具有擋水的臨時(shí)性功能[1]。由于工程所在位置的水位較深，應(yīng)保障工程運(yùn)作安全性，提升圍堰工藝操作平穩(wěn)性。在圍堰材料摻配時(shí)，原材料選擇山坡砂礫土，將此材料與水泥進(jìn)行混合，摻配比有兩種方案，方案一為：“山坡砂礫土：水泥=9：1”；方案二為：“山坡砂礫土：水泥=8：2”。位于水壩的6#、7#墩樁，其樁基礎(chǔ)深入砂層至少5米。用于圍堰工程建筑的場區(qū)具有寬闊性，部分河道為工程所用。當(dāng)水位為最小值時(shí)，可使用挖掘機(jī)進(jìn)行多次的清泥處理，以此保障圍堰內(nèi)泥砂清除效果，為臨時(shí)圍堰搭建奠定基礎(chǔ)。在清泥處理完成時(shí)，開展有序的圍堰工程建筑。

8#墩樁所在位置的泥砂較厚，泥砂厚度最大值達(dá)到了8米。河谷整體區(qū)域?qū)掗熜圆蛔悖┕^(qū)域占據(jù)河道至少1/2，圍堰內(nèi)部的泥砂清理具有一定難度，無法沿用6#、7#墩樁清泥辦法。事先完成臨時(shí)圍堰搭建，繼而使用水泥摻速凝劑，使工程區(qū)內(nèi)砂礫處于止水狀態(tài)，保障圍堰工程建筑的有序性。

2.2 6#、7#墩樁圍堰施工

2.2.1 河流導(dǎo)流

當(dāng)水位達(dá)到350米時(shí)，導(dǎo)流堤確定為土石壩，以保障河道疏通性，減少河流堵塞問題，拓寬施工區(qū)域的面積。具體做法為：改道處理上游水庫內(nèi)的徑流水，借助6#、7#墩樁，調(diào)整水道方向，在大樹周邊深挖大溝，大溝深度取值2.5米、寬度取值3米。此種改道處理方式，能夠?qū)⑸嫌嗡晒σ林髁魑恢茫Ｕ纤鞑唤?jīng)過6#、7#墩樁的圍堰工程區(qū)。

2.2.2 圍堰平臺(tái)

在圍堰組建前期，在其周邊設(shè)計(jì)臨時(shí)護(hù)壩，繼而搭建集水井，抽取護(hù)壩內(nèi)積存的水，針對壩內(nèi)積存物進(jìn)行清除。由于3個(gè)樁基礎(chǔ)所在位置是半山坡，在圍堰基礎(chǔ)搭建時(shí)，需進(jìn)行二次爆破作業(yè)，首次爆破位置在樁頂356米，保障圍堰承臺(tái)處于平面狀態(tài)。在承臺(tái)下15厘米左右，確定找平層位置。二次爆破時(shí)，圍堰平臺(tái)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：在距離承臺(tái)13米位置，形成6米寬度的圍堰平臺(tái)。

2.2.3 圍堰修建

針對圍堰內(nèi)部淤泥完成清理工作時(shí)，在圍堰基礎(chǔ)下方進(jìn)行回填，回填材料以混合渣石為主，面層施工材料為型號為M10的水泥砂漿，以此提升圍堰基礎(chǔ)的施工加固效果。繼而使用外圍土袋，同時(shí)對圍堰進(jìn)行充填，充填物為：1份灰、9份土。灰土充填厚度為3.5米。在圍堰砌至高度為2米時(shí)，進(jìn)行側(cè)土袋砌筑。土袋在砌筑前期，在群樁核心位置設(shè)計(jì)圓心，長鉛絲為半徑控制方式，長鉛絲長度為8米，借此獲取16米圓弧線。繼而以圓弧線為方向，每隔2米設(shè)計(jì)小孔洞一個(gè)，同時(shí)在孔洞中設(shè)計(jì)工字鋼。工字鋼的使用標(biāo)準(zhǔn)為：長度5米，型號為16#[2]。

當(dāng)土袋砌筑高度為0.8米時(shí)，制作箍筋，鋼筋材料規(guī)格為φ25。在此基礎(chǔ)上，放置雙層φ12規(guī)格的鋼筋，以此完成工字鋼連接操作，在土袋砌筑在下一個(gè)0.8米位置時(shí)，在圍堰外圍位置，借助φ12規(guī)格的木桿，進(jìn)行豎向間隔設(shè)計(jì)，間隔長度為1米。在工字鋼外圍進(jìn)行灰土袋砌筑，砌筑寬度為4米，當(dāng)砌筑高度為2米，進(jìn)行灰土回填操作，以此形成止水芯墻。回填方式為：每隔0.3米，回填一次。在回填完成后，進(jìn)行夯實(shí)找平處理。開展內(nèi)側(cè)土袋的砌筑作業(yè)，每完成1米高度的砌筑工程，進(jìn)行一次灰土填充，直至砌筑到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)位置。在砌筑回填作業(yè)至標(biāo)高時(shí)，使用長度為16厘米、寬度為8厘米的工字鋼，進(jìn)行上口連接，形成環(huán)向箍。此箍在水平面具有支撐作用。

不同行業(yè)中的企業(yè)對人才需求的類別、特質(zhì)不同，同一行業(yè)中的企業(yè)對人才需求的時(shí)間、能力也有所不同，如何抽取企業(yè)需求，分解能力指標(biāo)，區(qū)分能力度，形成可初初始化的需求庫，是構(gòu)建共享平臺(tái)的關(guān)鍵問題之一，這需要對行業(yè)和企業(yè)進(jìn)行深度調(diào)研，有針對性的構(gòu)建人才需求平臺(tái)。

2.3 8#墩樁圍堰施工

2.3.1 臨時(shí)圍堰

在臨時(shí)圍堰施工建筑時(shí)，施工位置確定在真實(shí)圍堰周邊，施工原材料為灰土，材料配比為3：7。臨時(shí)圍堰的工程高度，比河水位高出2米即可，以此保障在河水位高度平穩(wěn)時(shí)，無河水經(jīng)過臨時(shí)圍堰頂。

2.3.2 封底處理

全面抽干臨時(shí)圍堰積存的水，將圍堰表層的淤泥進(jìn)行清除，在河床內(nèi)沉積砂層顯露時(shí)，依據(jù)水泥2份、沉積砂8份的配制方式，摻加干粉速凝劑，進(jìn)行封底處理。具體施工方法為：依據(jù)面積進(jìn)行劃分，將臨時(shí)圍堰劃分為四區(qū)，再逐一進(jìn)行封底處理。首先封底處理河床兩側(cè)臨時(shí)圍堰，再行處理山坡兩側(cè)的臨時(shí)圍堰。在封底處理完成時(shí)，全面挖掘每個(gè)臨時(shí)圍堰內(nèi)部的沉積砂層，挖掘至河底基巖。

事前拌制的水泥、速凝劑，依據(jù)規(guī)范比例與沉積砂混合，經(jīng)攪拌均勻后，每層回填厚度為50厘米，使用挖掘機(jī)對其碾壓處理。在全部沉積砂回填在臨時(shí)圍堰內(nèi)部時(shí)，完成封底處理。在封底處理期間，及時(shí)抽出未經(jīng)處理位置形成的積水，減少積水問題，保障工程品質(zhì)。

2.4 圍堰拆除

圍堰拆除施工流程為：

（1）優(yōu)先拆除水位線上方的圍堰部分，圍堰頂寬進(jìn)行保留，保障機(jī)械通行。

（2）以圍堰為中心，從中間向兩邊，盡可能地完成土方開挖，有序操作挖掘機(jī)，提升裝車有效性。在圍堰兩側(cè)分別預(yù)留65厘米左右的擋水堰。

（3）使用抓斗船、駁載船，逐一開展土方開挖作業(yè)。

圖 1 圍堰拆除斷面圖

3 水利施工中圍堰施工應(yīng)注意的問題

3.1 確定圍堰導(dǎo)流方式的方法

在圍堰導(dǎo)流形式確定時(shí)，應(yīng)考量的因素包括：洪枯流量比h、導(dǎo)流流量設(shè)計(jì)結(jié)果、水位變化幅度d等。其中洪枯流量比是關(guān)鍵考量因素，用于確定圍堰導(dǎo)流過水形式[3]。洪枯流量比h=洪水期流量/枯水期流量。山區(qū)性河流的洪枯性較為明顯，水位浮動(dòng)較大。在洪水期河流特點(diǎn)為：流速快、流量大；流速小、歷程長。結(jié)合現(xiàn)階段圍堰工程的施工資料、基坑施工導(dǎo)流作業(yè)形勢，當(dāng)洪枯流量比h小于20時(shí)，可采取的導(dǎo)流形式以“不過水”為主。

（1）如若洪枯流量比h大于50，導(dǎo)流形式應(yīng)確定為“過水”。如若洪枯流量比h介于20、50之間，可結(jié)合工程實(shí)際情況確定導(dǎo)流形式。在圍堰導(dǎo)流形式確定時(shí)，較為關(guān)鍵的考量因素為水位變化幅度。水位變化幅度d小于6米時(shí)，導(dǎo)流形式以“不過水”為主。

（2）水位變化幅度d大于12米時(shí)，流形式確定為“過水”。其他因素對于導(dǎo)流形式的確定，并未形成較大影響。如若水量較小，可排出過水圍堰的導(dǎo)流形式。因此，在選擇導(dǎo)流形式時(shí)，河道水流量大小具有較為明顯的影響。

3.2 有效引入新型施工工藝

在水利工程施工建筑期間，應(yīng)有效完成新型工藝的融合，提升圍堰工藝的先進(jìn)性，合理使用圍堰工藝，發(fā)揮其阻水擋水的工程作用，為水利工程有序完工奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，針對圍堰工程開展有序的推廣工作，加強(qiáng)圍堰工藝升級優(yōu)化，順應(yīng)水利工程施工需求。

3.3 提升工程布局優(yōu)化性

圍堰工程在施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合各時(shí)期的工程規(guī)劃情況，加強(qiáng)工程布局的設(shè)計(jì)優(yōu)化性，保障工程布置的合理性。在工程方案優(yōu)化時(shí)，應(yīng)分別從工藝、設(shè)備、施工方案等視角，逐一確定工程細(xì)節(jié)，保障工程進(jìn)展的順利性。在工程施工建筑期間，借助先進(jìn)性的信息技術(shù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)管工程運(yùn)作全程，賦予圍堰工藝智能運(yùn)作能力。

3.4 加強(qiáng)工程管理，提升工程運(yùn)作順暢性

（1）合理確定水利圍堰工程方案。在施工現(xiàn)場，圍堰技術(shù)人員，應(yīng)全面落實(shí)工程勘察工作，同時(shí)細(xì)化設(shè)計(jì)工程方案，結(jié)合圍堰工程需求，保障工程方案的可操作性。一般情況下，圍堰觀測位置間隔不大于40米。技術(shù)人員在觀測點(diǎn)的作用下，能夠全面獲取圍堰施工進(jìn)展情況。

（2）梳理圍堰運(yùn)作流程。圍堰工程流程為：開挖，工程起點(diǎn)設(shè)計(jì)為水利工程側(cè)向，同時(shí)在出口圍堰位置，完成基礎(chǔ)處理；清除水中淤泥，借助石料、黏土等材料，進(jìn)行清除部位的回填作業(yè)。

（3）確定圍堰工藝。在圍堰工程運(yùn)作前期，確定工程黏土、石料等材料的使用方法，減少工程間斷性問題，提升工程運(yùn)作的連續(xù)性，保障工程運(yùn)作有效性。

3.5 合理設(shè)計(jì)水利圍堰

圍堰工藝能夠最大程度地提升水利工程運(yùn)作能效，保障在期限內(nèi)完成工程建筑。在工程運(yùn)作期間，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際需求，完成圍堰設(shè)計(jì)[4]。在淺水灘進(jìn)行圍堰工程建筑時(shí)，河床建設(shè)條件為：水深不足1.5米、水流寬為0.5米。如若在河床工程建筑期間，存在滲水現(xiàn)象。則河床建設(shè)條件為：水深不足1.7米、水流速寬為2m/s。

3.6 有序落實(shí)圍堰加固

在圍堰工程建筑完成時(shí)，可借助挖土機(jī)開展兩次工程夯實(shí)處理。同時(shí)在圍堰工藝運(yùn)作期間，應(yīng)排查管道滲水、漏水等不利問題。如若圍堰工程中形成了品質(zhì)問題，比如塌方。圍堰技術(shù)人員，應(yīng)及時(shí)對工程品質(zhì)問題進(jìn)行處理。可使用木樁、砂袋等，控制坡面結(jié)構(gòu)，減少位移問題發(fā)生。同時(shí)，合理調(diào)整坡面高度，防止自然因素對圍堰結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性產(chǎn)生的不利作用，保障圍堰結(jié)構(gòu)的工程穩(wěn)定。

4 結(jié)論

綜上所述，在水利工程中，引入圍堰施工工藝，能夠最大化保障工程建筑品質(zhì)。現(xiàn)階段國內(nèi)各項(xiàng)水利工程中，圍堰施工體系尚有待完善。為此，各類工程建筑優(yōu)秀人才，應(yīng)結(jié)合國內(nèi)水利工程實(shí)際建筑需求，開展圍堰施工人才培養(yǎng)，融合新型施工工藝，提升技術(shù)創(chuàng)新性，促進(jìn)水利建設(shè)有序運(yùn)作。同時(shí)，在工程運(yùn)作期間，加強(qiáng)安全品質(zhì)管理，發(fā)揮圍堰工藝的工程價(jià)值。