水利施工中水壩堤防堵口施工應用

王云華，王素紅

（1.北京商和建設集團有限公司，北京 100000；2.河南省建筑勞務服務中心，河南 鄭州 450000）

0 引言

堤壩是一種非常重要的擋水設施，堤壩一旦出現決口，不僅會給經濟造成巨大損失，還會危及人們的生命安全，因此，需要我們增加對堤壩堵口技術的了解，加強對堤壩堵口技術的合理應用。

1 水利施工中水壩堤防發生決口現象的原因及種類

1.1 水利施工中水壩堤防發生決口現象的原因

雖然我國水資源豐富，但資源分布存在很大的地區差異，導致洪災頻發。大壩和堤防是水利防洪的主力軍，但在實踐中不可避免地會出現各種問題，而這些問題的最終結果往往是堤防決堤，造成經濟損失，甚至損害人民生活。水利工程中的大壩工程較為復雜，在工程投產前的整個施工期間，可能會受到外部因素的影響，多種因素都會造成大壩決堤事故。堤壩的工作環境復雜，其質量和安全也受多種因素的影響。因此，堤壩決口的原因是多方面的。潰壩的原因可以總結如下：①洪水超過大壩最大承載能力或水位漲到壩頂以下。②水流或潮汐特別大，對大壩產生巨大沖擊，導致大壩垮塌。③堤防工程質量不夠。④地震造成大壩裂縫或山體滑坡造成決口。⑤人為破壞[1]。以上五種原因都可能對堤壩造成破壞，進而造成決口。

在現有技術和其他條件下，設計建造的大壩都有一定的承載能力，但這個承載能力是有上限的。因此，當大壩受到超過承載能力的極端洪水沖擊時，潰壩是必然的。但風暴潮和汛期發生時，水位會突然升高。如果增加的高度太高，沒有達到壩頂，就會決口。自然因素是無法預測和控制的。當巨大的水波沖擊大壩造成潰壩，維修工作沒有及時完成，必然會出現決口。此外，如果堤壩本身質量不夠，如果使用的土不夠粘，如果受到外力破壞，比如螞蟻筑巢，也往往會發生決口。這些質量問題在正常情況下很難發現，但一旦發生洪水或洪水，大壩就會出現滲漏和管涌，最終導致大壩決堤。很難避免由地震或山體滑坡等自然災害造成的漏洞，由軍事襲擊等人為破壞造成的漏洞也需要花費大量時間和金錢來管理。破口可分為溢出、爆裂、破裂和撕裂。水位漫溢，水流沖擊決口，堤質決口，人為決口。

1.2 水利施工中水壩堤防發生決口現象的種類

不同堤壩條件下的分類標準也不同，最常見的分類標準有兩類：決口原因和口門過流原因。下面詳細介紹兩種類型的標準。根據入口流作為分類標準，可以劃分為：分流一股、全河奪流兩種。全河奪流主要指堤防決口后發生的原河道斷流現象。分流一股是指堤防決口發生后，原河水仍可沿原河道流動。基于各種原因的分類，可分為人為決口和自然決口兩類。自然決口分為彌漫性、潰決、沖決3 種。人為決口主要指人工挖掘，也稱為扒決。水流長久的穿過堤壩本身、壩基，導致建筑結構的滲透破壞，這是決堤的主要原因。沖決是由河水侵蝕堤壩、壩基造成的邊坡松動造成的。分散主要是因為太多的水超過了堤壩的容量，河水流經堤壩的頂部。

2 堵口施工原則

2.1 堤壩的決口破損程度

施工過程中，一定要根據現場實際情況，決定如何進行施工，如果出口損壞程度不特別嚴重，而只是輕微故障，那么就可以使用一些大體積的工程進行攔截，進行堵塞，這就節省了大量的人力物力，一定程度上也節省了大量的施工成本，增加了一定的獲取空間，因此施工時必須根據實際情況采取有效措施解決問題。

2.2 選擇合適的堵口時間

河流上有汛期，汛期河水泛濫，所以如果選擇在汛期施工堵塞，必要性給施工帶來一定難度，從而也需要大量的人力物力，增加了施工成本，而在汛期也可能出現材料水淹、資源浪費，在很多方面都存在不足。因此，在施工堵塞時，要選擇在洪水后或河流旱季施工，這樣施工效果也比較好，施工也比較容易，還能節約一定數量的資源和成本，具有一定的科學意義，因此最好在洪水后或旱季進行堵塞施工[2]。

2.3 堵口施工要安排妥當

堵口施工過程中，各種材料、工具都要做好準備，各類人員、工具要到位，在這些細節上不出現問題，一旦出現問題，將影響施工進度，影響工期的完成，對各方面數據的準確記錄不能有任何松動的痕跡，施工過程中要隨時保持警惕，確保施工的正常進行，確保工程順利完工。

3 水利施工中水壩堤防堵口的施工技術

3.1 堵口前的準備工作

堵口前應做好以下準備工作。

（1）水文觀測。①定期檢測門等水位、水深、流速和寬度、流量等數據，并按縱橫斷面記錄。②定期檢查口門水下地形、地下土壤情況，并記錄在水下地形圖和地質剖面圖上。③制定口門水文預報程序，定期記錄水文和流量。④應定期注意勘探口門上游河流變化趨勢，預測水流發展趨勢。

（2）制定堵口施工方案。堵口施工方案的制定。根據堤壩決堤的要求，收集水文和河流變化、水位和供水情況，確定截流時間和相應的施工方案。堵口施工方案確定涉及使用的施工工藝和方法，同時根據施工現場情況，做好現場安全防護工作。堵口時間越早確定越好，在確定關閉時間時，要充分考慮水勢、斷層位置、水文狀況等因素的影響。

（3）修筑裹頭。裹頭是一種保護措施，用來突破堤防和扒口，防止口門被沖刷和膨脹。主要做法是在洞口兩端修建裹頭或圍堰塔封閉河道進行保護，裹頭施工可使用混凝土、石頭或土袋、竹籠、鐵絲籠或井蓋等材料，看門的具體位置來制定裹頭施工方案，該施工工藝在中國已有一千多年的歷史。

具體情況下，當堤防決口時，應及時對兩端的堤防采取保護措施。如果汛期開始時流量連續增加，且入港后可能出現類似情況，為了減少裹頭施工難度，防止門被沖走，需要在現場做裹頭，等情況在進行二次施工時更好，以保護門。如果在汛期結束時，后面不再有大的光束沖擊，那么可以很快做好裹頭，防止口門擴大[3]。

裹頭的施工應根據路堤土壤、水深和水流速度的具體設計。水流較慢、土質較好的情況下，先堵塞堤岸，在樁中沿邊緣鋸柳樹、秸稈材料等，回填在樁和堤岸之間。在不打樁的情況下，可以通過拋編織袋和拋石直接完成裹頭。當水深和湍急的水流不好時，可以挖填方在路堤上拋墊層或鋪土工布，沿裹頭部分向下挖1～2m。做好包邊，以計算流速，準備足夠的被搶材料，準備好門坍塌時的救生保險，裹頭長度將根據門的水勢情況在裹頭和回水部分維護。

（4）制作良好的施工材料。如果堤壩破裂，堤壩會先受到沖擊，堤壩通常范圍很廣，因此也會顯得更加脆弱。因此，在水利工程的過程中，必須注意堤壩建筑材料的選擇標準。一旦堤壩決堤，需要很多材料來堵塞，這些材料中除了大塊石頭、土袋，還有鉛籠、混凝土塊或沉船等。在大壩堤防實際封堵過程中，為了使鉛籠更加穩固，需要在大壩內部放置一些石塊或混凝土塊，但堆放在其中的混凝土塊或石塊的體積不應太大，有關人員應嚴格控制這些材料。在封堵過程中，可以直接選擇幾塊大石頭進行封堵，如果大壩的突破程度較大或其徑流速度較快，可以將幾塊鉛細胞連接在一起，通過拋石封堵口。

3.2 水利工程施工中堵口的方法

堵口有以下8 種方法。

（1）拋石堵口法。在決口處直接拋石，根據水流速度和決口寬度，拋石不宜過小，拋石速度也有相應要求。

（2）鉛絲籠。使用鉛絲籠或竹絲籠填石料填孔，當石料小，不能直投時，可將石料放入鉛絲籠或竹絲籠堵孔內。小塊石頭時，可以用混凝土封閉石頭，對于那些有較大鋒利度的，可以連接多個投擲物，同時投擲，可以應付較大的決口。

（3）埽捆進占。埽捆進占是指用柳枝、樹枝或蘆葦做成直徑為0.1～0.2m 的把手，上面鋪上石頭，然后扎成大小合適的埽捆，繩子綁在埽捆的兩端，然后推入水中固定在堤壩的木樁上。往前推，直到氣閉，再填土，加厚。注意埽捆厚度，用土帶壓住背水面。

（4）打樁進占。打樁法適用于堵水深度在1.5m 左右的情況，具體操作方法是在口門兩端加包頭后，在大壩兩側沿軸線打樁，樁的平均間距為0.5m，樁之間用鉛絲或木板聯結，樁的深度在土下2～3m。具體情況下，為了抵抗水壓，會每隔3～4 根樁需要加1 根支撐樁，在對著水的水面上鋪設一層層的草、土、柳枝、豎立的埽捆。

（5）沉船堵口。當決口處水流比較急，水勢失控，急需搶險時，可采用沉船封堵決口的方法。堵沉船口，就是在空船上填土，當土的重量超過船體時，船就會下沉，把船降到決口的位置，然后在船體背面固定傾倒帶和土料，堵住決口，攔截水流。一般來說，船只的數量和大小取決于決口閘門的大小，沉船在閘門處呈“一”字形排列，便于充分利用空間。堵口是一項非常緊迫的任務，但需要在出發前做好精密嚴謹的準備工作，比如在大門口勘測測量地形、地質、縱橫斷面水力等。堵口準備工作完成后，必須迅速堵口，并注意施工質量和人員安全。

（6）埽工。埽工做法是將稻草、柳枝或蘆葦逐層均勻鋪開，用碎石和土覆蓋，卷成埽捆，連接在一起，就成了護岸工程。埽捆是我國特有的護岸方式，用于護岸、截流、堵口或筑壩。

（7）堤防截流技術。該技術的實施重點在于選擇合理的阻塞順序和阻塞時間。阻塞順序是按照從下游到上游的堵塞順序。當下游封閉后，再進行上游施工，上游施工則相反。采用該施工工藝時，封堵時間的選擇非常重要。通常堵漏時間選擇在所需材料和機械設備準備充分后，在一些特殊路段，可以選擇避開汛期施工，減少工期；主要施工工藝有混堵、立堵、平堵3 種。混堵是立堵、平堵的結合。立堵是指大壩兩側逐漸向河口靠攏。平堵是指自下而上填堵壩軸線，材料超過水面時進行封堵。在實際施工中，需要根據實際情況選擇合適的封堵方法。封堵施工技術的關鍵是封堵施工。直接影響大壩的防洪能力，截流是指壩體與堵口兩側的距離，約為2.5m，此時入口較小，河壩入口會對其產生較大影響，造成較大影響。此時可以通過關門合攏，陳排合攏，橫梁合攏等。使封閉工作順利完成。

（8）合攏技術。合攏是指在口門的兩側進行施工和封堵，最終將口門的兩側距離縮小到2～3m。合攏摳門后，應該開展閉氣的工作，也就是把口門完全堵住。根據所用材料，合攏技術可分為3 種，即關門合攏、陳排合攏和橫梁合攏。橫梁合攏具體是指用一根直徑約20cm 的粗木桿，橫放在龍口上，固定后在橫梁前打一排木樁，木樁中間填土袋，以阻擋水流；陳排合攏是指將樹枝捆扎加工成陳排，并在陳排中放入適量的土袋。人手動控制陳排移動到關閉位置，待陳排穩定后，拋擲土袋，使土袋最終超過水面高度；關門合攏是指在木樁上捆綁柴草，使木樁卡在龍口，攔截水流后再投擲土袋，從而完成合攏工作。

3.3 水壩堤防復堤階段的施工技術

復堤階段的施工技術如下。

（1）恢復堤壩高度。在大壩筑堤期間，必須將大壩的高度恢復到原來的高度。這是因為大壩截流后的基本防御能力仍然較差，可能會出現滲水等問題，回水有池有坑。因此，在恢復大壩高度時，需要保證留出一定的高度，以保證恢復功能的效果。

（2）復堤施工的注意事項。復堤修復前，必須清理基面上的雜物，并逐層均勻填筑。筑壩時也要注意接水面是否已經鋪好粘土，背水面鋪上沙土。堤身填到高于水面后，要分層填土，最后夯實。堤防施工全過程必須嚴格執行相關施工標準，避免事故發生。

3.4 堤防堵口施工后的技術

為了有效避免泄流事故的發生，工程完工后通常會留下擋水壩。雖然在這樣的壩規模上，大壩的體積很小，但缺口很多。因此，可采用抬高壩頂的方式有效防洪，并需采取其他有效措施防止安全事故。總的來說，大壩的斷面還是比較脆弱的，經常會出現水坑、滲漏等問題。大壩的高度一般為40～60cm，可以保證大壩不會決堤。潰壩后，第一項工作就是包扎頭部，防止潰壩進一步擴大。除了包裹施工，大壩還應提供一個良好的外部環境。裹頭是指河流節流時，堤口兩側的破堤或堤頭。如發生決口，可選擇水流小或垮堤面積小的地方修復裹頭。為了降低工作難度，根據水流強度估算的當前水流寬度，在距入口一定距離處對堤身進行了破斷，并對包頭進行了改造。一般在裹頭處挖深1.5m，根據水的具體情況對包頭進行詳細處理[4]。此外，還要做好口門崩塌的工作。對于包頭的設計，需要根據水流速度、地質、水位等實際情況來確定設計方案。土質松軟，水流較大時，可在堤前鋪設柳條拋枕。相反，如果土質條件好，水流小，可以在樁與路堤之間進行填筑作業，但這種作業需要在路堤周圍打樁。

4 結語

綜上所述，大壩截流施工是一項環節多、任務重、技術和經驗要求高的工程。大壩堤防建設的質量將直接影響社會生產生活活動的正常開展。一旦堤壩決口，修復起來極其困難。因此，做好大壩圍堤截流施工，不僅有助于提高水利工程的安全性，還能保證大壩圍堤起到良好的防洪作用。因此，我們有必要切實提高堤壩封堵的施工技術，加強堤壩封堵的管理，以進一步促進我國水利工程的發展。