圍堰技術(shù)在水利施工中應(yīng)用
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1引言
水利工程是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性建筑工程，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。而在水利工程施工過程中，導(dǎo)流問題是施工重要環(huán)節(jié)，左右著工程的進(jìn)度。在水利工程施工導(dǎo)流工程中，經(jīng)常在河道中采用修建圍堰來阻擋流水。導(dǎo)流任務(wù)完成后，如果圍堰對(duì)永久建筑物的運(yùn)行有妨礙或影響后期導(dǎo)截流時(shí)，應(yīng)予以拆除。所以說圍堰一般是為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。圍堰可以根據(jù)所使用材料或者與水流的相對(duì)位置劃分好多種，不同的類型適用條件不一樣。本文將具體講述不同類型圍堰的具體選擇及施工。
2圍堰種類
圍堰類型眾多，但是無論圍堰屬于哪種類型，由于大部分具有臨時(shí)性，并且還要考慮一些圍堰導(dǎo)流完成后應(yīng)拆除的情況，故圍堰在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求:具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和可靠性;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜，便于修建和拆除;布置上應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷;巖基易于處理，圍堰的接頭，圍堰與岸坡的連接要安全可靠，不至于因集中滲漏等破壞作用導(dǎo)致圍堰失事;在預(yù)定施工期內(nèi)修筑到需要的斷面及高程，并能適應(yīng)防汛搶險(xiǎn)的要求?，F(xiàn)將幾種常見圍堰類型介紹如下。
2．1土石圍堰
土石圍堰是施工倒流中采用最廣泛的一種類型。土石圍堰由土石填筑而成，多用作上下游橫向圍堰，它能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，?duì)基礎(chǔ)適應(yīng)性強(qiáng)，施工工藝簡(jiǎn)單。按基坑是否允許淹沒分:過水圍堰、不過水圍堰。一般多用于不過水圍堰，如用于過水圍堰，允許汛期過水，應(yīng)予以妥善保護(hù)，需要做好溢流面，圍堰下游基礎(chǔ)和兩岸接頭的防沖保護(hù)。土石圍堰的防滲結(jié)構(gòu)形式有土質(zhì)心墻和斜墻、混凝土心墻和斜墻、鋼板樁心墻及其他防滲心墻結(jié)構(gòu)。土石圍堰一般適用于水深2米以內(nèi)，流速0.5米/s，河床土質(zhì)滲水較小情況。
2．2鋼筋混凝土圍堰
這種技術(shù)在水利水電工程中也是經(jīng)常見到的根據(jù)形式結(jié)構(gòu)的不同，可以將其分為重力式鋼筋混凝土圍堰與拱形鋼筋混凝土圍堰。重力式鋼筋混凝土圍堰采用兩側(cè)既能擋水，又能疏導(dǎo)水流的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的圍堰通常在水利水電工程結(jié)束后作為永久性建筑保留下來。拱形鋼筋混凝土圍堰具有比重力鋼筋混凝土圍堰更強(qiáng)的抗壓能力，這種圍堰相當(dāng)?shù)墓?jié)省材料，斷面比較小，但是其施工難度卻很大。通常建筑隧道和基坑進(jìn)行水流的疏導(dǎo)，這種方法主要是應(yīng)用在兩側(cè)是堅(jiān)硬的石塊或者是陡峭的懸崖的情況。
2．3草土圍堰
草土圍堰用草捆和涂料分層填筑而成，草捆可以由麥草、稻草、蘆葦或其他柔軟性植物做成。壩體斷面多為矩形或邊坡很陡的梯形。據(jù)各地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，斷面寬為水深的2.7～3.3倍。流沙基礎(chǔ)和采用機(jī)械化施工，斷面寬度應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟?。由于草土體的沉陷較大，這必須留備足夠的超高，一般超高為設(shè)計(jì)堰高的8%～l0%。草土圍堰一般適用于缺乏石料的土質(zhì)地區(qū)。他的特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、速度快，可就地取材，造價(jià)低，具有一定的防沖、防滲能力，堰體密度小，能適應(yīng)一定的沉陷變形，可用于軟弱地基。但這種圍堰不能承受較大的水頭，禾草易于腐爛，所以僅限于水深不超過6～8m，流速不超過3～5m/s，使用期一般在兩年以內(nèi)的工程中應(yīng)用。
2．4鋼板樁圍堰
鋼板樁格型圍堰是重力式擋水建筑物，由一系列彼此相接的格體組成。格體是由鋼板樁拼出和土石料構(gòu)成的聯(lián)合結(jié)構(gòu)。格體從平面上可分為圓形、扇形和花瓣形，應(yīng)用較多的是圓筒形。鋼板樁格型威嚴(yán)的修剪由定位、搭設(shè)模架支柱、模架就位、安插鋼板樁、搭設(shè)鋼板樁、填充料渣、取出模架及其支柱和填充料渣到設(shè)計(jì)高度等工序組成。格體一般需在水中修剪，施工機(jī)械化程度高，鋼板樁回收率達(dá)70%以上。同時(shí)，堰體邊坡垂直，斷面小、占地少、可過水、抗沖能力強(qiáng)，安全可靠，適用于在巖基和不含大量孤石的軟基上修建，其最大擋水水頭不應(yīng)大于30m。
3圍堰的選擇
不同圍堰均有各自的特點(diǎn)及適用條件，涉水工程中圍堰方式的選取需結(jié)合工程所在地特定的工程地質(zhì)環(huán)境，以及當(dāng)?shù)氐氖┕げ牧蟽r(jià)格、所擁有的施工設(shè)備等進(jìn)行分析比較，從而選取適合特定工程的圍堰類型。現(xiàn)就包括上述三種圍堰在內(nèi)的幾種常見圍堰形式及使用條件:土石圍堰，適用的條件是水深≤1.5m，水流速度≤0.5m/s，河床土質(zhì)滲水較小，迎水面流速稍大時(shí)，可對(duì)外坡進(jìn)行防護(hù)處理，河床底平緩。草土圍堰，適用的條件是水深≤3m，水流速度≤1.5m/s，河床土質(zhì)滲水性較小，河床底平緩，可筑土袋圍堰。高出最高水位0.5m～0.7m。鋼板樁圍堰，適用的條件是水深≤6m，流速較大的河水河床。更適合于砂類土、粘性土、碎石土及風(fēng)化巖等堅(jiān)硬河床，擋水性能好，可以成為結(jié)構(gòu)的一部分，也可拆除利用。雙壁鋼圍堰，適用的條件是大型河流的深水基礎(chǔ)施工，覆蓋層較薄平坦的巖石河床?；炷羾?，適用的條件是拱形混凝土圍堰適用于兩岸陡峻、巖石堅(jiān)硬的山區(qū)河流。
4圍堰技術(shù)在水利工程中應(yīng)用
4．1圍堰的施工流程
圍堰的建設(shè)施工流程主要是:測(cè)量放線→設(shè)護(hù)坡木樁→人工堆碼袋裝茹土→鋪設(shè)彩條布→鋼板樁支護(hù)及填充堰體內(nèi)側(cè)與鋼板樁之間至頂面→淤泥清除。當(dāng)然，根據(jù)具體情況的不同，其中有些工序的施工次序須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
4．2圍堰的防沖和接頭處理
圍堰技術(shù)在水利工程施工中的主要目的是其防滲漏、防沖擊。所以圍堰的防沖、防滲及接頭處理是保證圍堰正常工作的關(guān)鍵，有些圍堰因?yàn)榉罌_和集中滲漏沒有解決好而出現(xiàn)問題。圍堰受沖刷原因多方面，諸如承受較大的流速以及堰前形成較大庫容后，大風(fēng)引起波浪會(huì)沖刷圍堰迎水面等?，F(xiàn)實(shí)中，一般在圍堰平面布置時(shí)力求使水流平順進(jìn)入束窄河段，如加大縱向圍堰與橫向圍堰夾角等。也可采用拋大石或其他措施(如鉛絲石籠和柴排等)保護(hù)束窄河段的堰腳和河床。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的連接。圍堰接頭的防滲漏施工遵循前、中及后的施工原則，從圍堰施工開始就要同步進(jìn)行防滲漏檢測(cè)。
4．3圍堰的拆除
圍堰承擔(dān)圍護(hù)基坑的任務(wù)完成后，對(duì)影響導(dǎo)流、泄水和永久水工建筑物運(yùn)行的部分需要拆除。圍堰的拆除一般采用挖掘機(jī)和爆破法。土石圍堰體積較大，多采用挖掘機(jī)拆除，施工時(shí)可在汛期過后隨著水位的下降先拆除水上的背水坡部分，待已不需要圍堰擋水時(shí)，再拆除最后擋水部分?；炷羾叩牟鸪嘤帽品ú鸪珣?yīng)注意不應(yīng)損害臨時(shí)建筑物或其他措施。
5結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，水利工程的建設(shè)任務(wù)也在逐漸增多，建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，水利工程建設(shè)對(duì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定有著重要作用。在水利工程施工中，需要采用許多的施工技術(shù)，圍堰技術(shù)是修建水利工程中相當(dāng)重要的一部分工作。水利工程中圍堰的種類有很多，要根據(jù)水利工程施工的具體情況確定圍堰的施工方案，并要對(duì)圍堰技術(shù)進(jìn)行深入的研究，充分發(fā)揮其在水利施工中的作用，提高水利施工的質(zhì)量，確保水利工程安全、快速、有序地完成。
作者：于元康 石峰 單位：宿遷江淮水利集團(tuán)公司 徐州市水利建筑設(shè)計(jì)研究院