中小型水利工程施工中圍堰技術的應用

陳 環 張崇昌

（1.青州市水利建筑總公司，山東 青州 262500；2.青州市仁河水庫運行維護中心，山東 青州 262500）

0 引言

隨著社會經濟發展，我國對中小型水利工程提出了更加嚴格的施工要求。對于施工單位而言，其需要把圍堰技術融合到中小型水利工程施工之中，以提高工程施工水平。鋼筋混凝土圍堰技術，漿砌石塊圍堰技術等屬于圍堰技術。不同圍堰技術應用的要點、注意事項等存在差異。施工人員需要明確圍堰技術應用思路，遵循圍堰技術應用流程，不斷地提高自身圍堰技術應用能力，以便更好地應對施工問題。

1 中小型水利工程施工中圍堰技術介紹

圍堰技術是指在水利工程建設中，為建造永久性水利設施，修建的臨時性圍護結構而應用的技術。在水利工程施工中，施工單位就需要將合適的圍堰技術應用到施工之中，以此確保施工作業活動的有序進行。

2 中小型水利施工圍堰技術的設計原則

安全設計、斷面穩定性、就近選擇材料是中小型水利施工圍堰技術的設計原則的重要組成部分，具體包括的內容如下所述。

2.1 貫徹落實安全設計的基本原則

通過修建圍堰，可以防止水與土進入建筑內部，避免水、土影響施工施工水平以及危及施工人員安全。所以，施工單位十分地重視圍堰建設工作。在建設圍堰時，施工單位需要落實安全設計的基本原則，為施工人員創設良好的施工環境，排除施工安全隱患，提高施工質量。

2.2 貫徹落實斷面穩定性原則

在施工的過程中，施工單位所修建的圍堰需要經受因季節變化而引起的積水問題的考驗。如果圍堰排水、防水性能不強，就容易降低施工水平，影響施工進度。反之，如果能夠做好斷面設計，就可以提升施工水平，保證施工進度。基于此，施工單位需要制定斷面設計方案，科學地指導施工工作，確保河流大壩的挖掘、填筑等施工活動順利推進。

2.3 貫徹落實就近選擇材料的原則

在圍堰主體施工完畢后，就需要進行大部分材料的拆除工作。施工單位需要準遵循就近選擇原則，最大限度地降低材料對環境的破壞，以便保護人類賴以生存的家園。另外，施工單位在遵循就近選擇材料的原則后可以降低拆除材料所產生的運費，達到減少施工成本的目的。

3 中小型水利工程施工中圍堰技術工藝應用分析

該文從鋼板定樁圍堰技術、漿砌石塊圍堰技術、填充黏土、裝袋與黏土圍堰的方式、木板樁圍堰技術角度研究了中小型水利工程施工中的圍堰技術工藝，詳細介紹如下。

3.1 鋼板定樁圍堰技術

鋼板定樁圍堰技術指的是將鋼板定入河床中，并引用土質填充鋼板間隙的方式，進行施工。鋼板樁圍堰的施工工作具體介紹如下。

3.1.1 施工準備

良好的施工準備，可以確保鋼板定樁圍堰技術的有效實施。因此，要切實開展該項工作，就要對鋼板定樁圍堰技術做好具體準備：1）對鋼板樁檢進行查、丈量、分類處理。2）對兩側鎖口用一塊同型號長2m～3m的短樁做通過試驗[1]。3）組樁及單樁的鎖LI內，涂以黃油混合物油膏（重量配合比為黃油︰瀝青︰干鋸末︰干黏土=2︰2︰2︰1）[2]。在這種情況之下，不僅可以提升鋼板防滲水平，而且可以減少插打時的摩阻力，保證施工效率。

3.1.2 導框安裝與插打方法

導框安裝與插打是鋼板定樁圍堰施工的重要組成部分，所涉及的施工事項具體如下所述：1）測量定位。保證導框安裝工作順利推進。2）在導框安裝時，要先打定位樁或作臨時施工平臺。3）將導框固定在定位樁上，確保圍堰工程穩定性。4）進行鋼板樁的吊運插打與合攏施工活動；5）將檢查合格的鋼板樁運送到碼頭。6）根據插樁順序進行鋼板樁的堆放工作，其中就需要控制堆放的層數，一般而言，最多堆放4層。在堆放時，每層用墊木隔開高差不得大于10 mm，上下層墊木中線要在同一垂直線上[3]。允許誤差不得大于20 mm。7）應用高架索道運輸鋼板樁，以進行后續安裝工作。其中，要以水平或者垂直的方式完成鋼板樁運輸工作。8）在將鋼板樁運輸到合適的位置后，則需要用2個吊鉤起吊和放下鋼板樁，以垂直的方式將鋼板插入鋼板樁鎖口中[4]。9）將鋼板樁逐塊（組）插打到底，保證圍堰的穩定性。

3.1.3 抽水堵漏

在鋼板定樁圍堰施工中，施工人員需要做好抽水堵漏工作，所涉及的施工事項具體如下所述：1）做好圍堰支撐工作，進行抽水工作。2）根據工程實際情況，并觀察圍堰情況，控制抽水速度。3）在抽水時，要應用棉絮密封鎖口處，避免出現漏水問題。

3.1.4 拔樁

將圍堰內的支撐，從下到上陸續拆除，并陸續灌水至高圍堰外水位1m～1.5m，使內外水壓平衡[5]。在下游選擇1組或1塊較易拔除的鋼板樁進行鋼板樁拔出工作[6]。

應用鋼板定樁圍堰技術不僅可以提高圍堰結構性能，發揮圍堰阻擋水的作用，而且可以提高材料的利用率，節約圍堰施工成本。水利工程施工結束后，就可以取出圍堰中的鋼板，將這些鋼板用于其他水利工程圍堰施工或者其他類型工程中。

3.2 漿砌石塊圍堰技術

漿砌石塊圍堰技術是圍堰技術的重要組成部分，對于提升中小型水利工程建設水平具有積極意義，為此施工單位需要十分地重視該項技術。漿砌石塊圍堰如圖 1 所示。漿砌石塊圍堰技術的施工事項如下：1）將石塊進行分層處理，臥砌石塊。2）引入拉線的方式，防止石塊中縫隙影響工程質量。3）做好鋪砌前石塊的濕潤處理工作，為提高施工質量提供可靠的保障。4）根據施工流程，推進漿砌石塊圍堰具體施工工作。由于石塊的縫隙狀態十分地影響工程施工效果，相關人員需要了解石塊縫隙狀態，根據縫隙的厚度，構建碎石填補方案。一般而言，在縫隙的厚度高于35 mm的情況之下，就需要開展碎石填補工作，避免石塊出現縫隙[7]。5）在碎石填補施工完成后，就需要對施工表面進行抹面處理，提升圍巖表層的光滑度、平整度，從而保證施工質量。

圖1 漿砌石塊圍堰

3.3 填充黏土

黏土填充是一項非常嚴謹的工作。施工人員需要根據施工流程，進行施工工作。同時施工人員需要清楚黏土填充施工注意事項。填充黏土施工如下所述。1）在圍堰施工的過程中，施工單位需要通過同步監測的方式，了解施工情況，判斷圍堰軸線信息。施工人員需要應用監測中所獲得的圍堰軸線信息，做好黏土填充處理工作；2）在到達圍堰水面前時，就需要做好分層處理工作，以發揮黏土施工價值。在分層施工時，一定要控制每層黏土的填充厚度，即每層填充厚度都在280mm左右[8]。3）開展推平、夯實等多項施工活動；4）在后續施工中應用挖土機、壓路機等，提高施工效率，保證施工質量。對于設備操作人員來講，其需要增強自身設備操作素養，提高設備操作能力，強化設備推平、夯實等施工效果。

3.4 裝袋與黏土圍堰的方式

裝袋與黏土圍堰的方式需要注意2點：1）選擇合適黏土。為強化黏土圍堰效果，施工單位就需要做好黏土的選擇工作。如果施工單位選擇的沙土顆粒相對大，就需要通過價加寬圍堰的方式，提升圍堰防護水平；2）選擇圍堰方式。根據水深、水流速度等實際情況，選擇圍堰方式，以便最大限度地保證防護效果。在水深2700 mm以上，河水水流速度在1300mm/s時，就容易影響工程的滲透性。這時施工單位就需要應用黏土圍堰的方式進行施工活動，以提升工程的防滲性[9]。而在水深1300mm以上，水流速度為400mm/s時，施工單位就需要選擇黏土圍堰的方式，開展圍堰施工活動，避免水流入工程中。

3.5 木板樁圍堰技術

3.5.1 木板樁圍堰技術適用條件

木板樁圍堰結構的輕度、承受能力一般，適用于小型水利工程。對于施工單位來講，其需要根據水利工程類型選擇合適的圍堰技術。

3.5.2 木板樁圍堰結構形式

定位樁、導木、支撐及木板樁等是木板圍堰的重要組成部分。在進行木板樁圍堰進行施工前，應根據工程情況確定應用單層模板樁還是雙層木板樁，如圖2、圖3所示。在工程區域內水位相對高的情況之下，施工單位就需要使用雙層木板樁進行木板樁圍堰施工，以增強木板樁圍堰結構性能，使其更好地達到抗水壓的效果，保證圍堰結構的穩定性。

圖2 單層模板裝圍堰

圖3 雙層木板樁圍堰

3.5.3 木板樁圍堰設計計算

做好板樁最小入土深度t計算、木板樁截面的驗算、導木截面的驗算、導木截面的驗算等多項工作，其中在確定板樁最小入土深度t的情況下，可較好地進行施工作。因此，施工單位需要根據公式（1）計算板樁最小入土深度t。

式中：h為樁總長；Φ為一級鋼筋。

3.5.4 木板樁圍堰施工

木板樁圍堰是圍堰施工的重要組成部分，應認真地研究木板樁圍堰工作。木板樁圍堰施工事項如下所述：1）將木樁打入河道內；2）應用平行作業法，進行打樁。同時進行填土施工，其中樁線內外填土應同步開展，其中內外高差應不拆超過1m；3）應使用黏土填充圍堰，提高木板樁圍堰施工水平；4）應用鋼絲繩對拉連接樁桿；5）進行圍堰內部的抽水工作，其中要控制抽水的速度，緩慢抽水。

3.5.5 木板樁圍堰施工注意事項

在圍堰施工中，施工人員需要保證圍堰接頭嚴密性，以免發生滲漏問題。其中，就需要設計堰體與岸坡接頭處，降低基坑開挖后出現繞滲問題的概率。為加強圍堰接頭嚴密性，施工單位還需要指派人員到實際施工地點勘察地質，了解地質情況，特別是要做好地質滲透性評估工作，構建科學的圍堰技術施工方案。針對滲透性較強的地質，施工單位就可以延伸防滲體至兩側岸坡相對不透水的地層，強化圍堰的密封性，以此達到防滲的效果。施工人員需要根據施工方案，做好圍堰密封性工作，合理安排圍堰施工工作，從而提升圍堰施工水平。

3.6 鋼筋混凝土圍堰技術

該文研究了鋼筋混凝土圍堰技術的施工流程，詳細介紹如下。

3.6.1 人工筑島

為保證筑島的防滲性，研究人員需要做好砂土選擇工作。即可以選擇容易壓實的土，進行筑島施工。筑島的島面尺寸應為10m×10m，邊坡1︰2，高出水面0.5 m，四周利用編織袋進行圍堰防護。同時要通過加打鋼筋管樁的方式，確保筑島施工質量。在完成人工筑島施工活動之后，還需要清理施工現場，為后續施工打下良好的基礎。

3.6.2 鋪墊木

先鋪設一層50 cm厚的砂墊層，再鋪設定位墊木，最后調整墊木的高度，使鋪墊頂平面的最大高差不大于3 cm。

3.6.3 模板以及支撐

劃分刃腳邊線，確保模板安裝位置；井孔模模板立好后，復合尺寸、位置、刀刃標高、井壁垂直度；安裝鋼筋，以更好地支撐模板；立好外膜；做好各個部分的尺寸調整工作，保證施工的嚴謹性；通過緊固拉桿、支撐等方式對模板進行具體的施工活動。

3.6.4 混凝土灌注、養護以及拆模和墊木的拆除

混凝土灌注：準備混凝土灌注材料以及設備，進行混凝土的灌注工作。養護：在灌注完10 h～12 h，進行養護工作，即通過遮蓋并且澆水的方式，進行混凝土的養護工作，提升混凝土灌注施工水平。拆模：在混凝土強度達到2500Pa后，拆除直立模板，在混凝土強度達到設計規范標準的70%后，拆除刀腳斜面的支持與模板。墊木的拆除：根據墊木的編號，拆除墊木，保證工程建設效果。

3.6.5 下沉

通過人工挖土的方式進行下沉工作。先向四周開挖，再沿著圍堰篦開挖。

3.6.6 基底清理

在圍堰達到規定高度后，則要清理基底。即清理基底的涂、雜物等。

3.6.7 封底與承臺施工

采用內排水封底的方法進行封底，同時進行混凝土承臺施工活動，即澆筑混凝土，進行混凝土墊層。在混凝土達到設計規范強度的 70% 后，可停止抽水，進行承臺施工。

3.6.8 圍堰拆除

在降水量小的季節，可拆除圍堰。

4 結語

綜上所述，施工單位需要以高標準、高要求對待中小型水利工程施工工作，強化工程施工質量。在中小型水利工程施工中，施工單位會用到圍堰技術。為提高圍堰技術應用能力，施工單位需要做好施工現場勘察工作，根據工程現場情況以及工程要求，選擇合適的圍堰施工技術，以此將圍堰技術合理地貫徹到施工中。由于技術人員的圍堰施工專業能力與中小型水利工程施工質量存在莫大的關系，技術人員需要認識到自身在中小型水利工程施工中的重要作用，不斷地提升自我圍堰技術應用水平。施工單位則需要多為技術人員提供圍堰技術學習機會，以便幫助技術人員掌握更多的技能。圍堰技術包括多項施工工作以及注意事項，施工單位需要構建完善的中小型水利工程圍堰技術應用體系，以此更好地指導實際工作。