水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)要點(diǎn)

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摘要:近年來我國(guó)的水利水電施工項(xiàng)目逐漸增多，其中水壩堤防作為水利施工主要項(xiàng)目之一，承擔(dān)擋水防洪的任務(wù)，如果一旦發(fā)生決口將嚴(yán)重影響人們的生命安全和社會(huì)各項(xiàng)活動(dòng)的正常開展，因此做好水利施工中的水壩堤防堵口施工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章介紹了水利施工中水壩堤防發(fā)生決口的原因及其分類，筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)提出有效的解決對(duì)策，旨在推動(dòng)水壩堤防施工質(zhì)量，為各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)的開展提供良好的的外部條件。

關(guān)鍵詞:水利施工;水壩堤防堵口;施工技術(shù);要點(diǎn)

0引言

我國(guó)領(lǐng)土面積很大，各地區(qū)間的地質(zhì)條件、自然條件、水資源和分布條件差異較大，四川、湖南、湖北、江蘇、廣西等地區(qū)經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害，水壩堤防作為主要的擋水建筑物，在擋水泄洪方面發(fā)揮著重要作用。為了保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，我國(guó)不斷加大財(cái)政投入運(yùn)用于水壩堤防施工，在實(shí)際施工過程中由于施工設(shè)計(jì)不合理、地方質(zhì)量差、維護(hù)工作不及時(shí)等導(dǎo)致水壩堤防決口，因此加強(qiáng)水壩堤防堵口施工技術(shù)的研究具有重要意義。

1水利施工中水壩堤防發(fā)生決口的原因及其分類

1.1水壩堤防決口出現(xiàn)的原因

導(dǎo)致水壩堤防發(fā)生決口的原因眾多，筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)將其分為以下4類:①爆發(fā)的洪水較大，超過水壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，或者潮汛期水位增長(zhǎng)較快，短時(shí)間內(nèi)超過堤壩頂端形成決口。②由于湖泊、河流浪潮的沖刷，導(dǎo)致堤防或者壩體出現(xiàn)局部坍塌，由于維修人員的搶修不及時(shí)導(dǎo)致的決口。③在施工過程中水壩堤防建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致的堤身、壩基底層土質(zhì)較為疏松，存在鼠蟻的洞穴，而導(dǎo)致的水壩建筑物開裂而導(dǎo)致的決口［1－3］。④由于人為因素的破壞，例如決口分洪、軍事進(jìn)攻等導(dǎo)致的水壩堤防決口。

1.2水壩堤防決口的分類

水壩堤防根據(jù)條件的不同具有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，其中最常見的是根據(jù)口門過流和決口原因分類。以下針對(duì)這兩種分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。以口門過流的不同為分類依據(jù)，水壩堤防決口可分為分流一股、全河奪流兩種。其中分流一股主要是指在水壩堤防發(fā)生決口后，原河道仍可行水。全河奪流主要是指在水壩堤防發(fā)生決口后，原河道出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象。以成因的不同為分類依據(jù)，水壩堤防決口可分為自然決口和人為決口兩種。其中自然決口又分為漫決、沖決、潰決3類。漫決主要是由于引水流溢過壩堤頂部而導(dǎo)致的決口。沖決是由于浪潮、河流、引水流等對(duì)堤壩、壩基的沖刷導(dǎo)致的邊坡穩(wěn)定性降低而發(fā)生的決口。潰決主要是由于水流長(zhǎng)時(shí)間穿過堤身、壩基，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生滲透破壞而產(chǎn)生的決口。人為決口又稱為扒決主要指人為掘堤，導(dǎo)致的決口稱為扒決。

2各階段水壩堤防堵口施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1水壩堤防準(zhǔn)備階段施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1.1施工前的準(zhǔn)備工作水壩堤防施工前首先施工期的準(zhǔn)備工作，其中包括堵口物料的籌集、并根據(jù)物料的使用情況及時(shí)調(diào)整備料庫(kù)存，同時(shí)要建立高效有力的施工指揮機(jī)構(gòu)做好施工隊(duì)伍內(nèi)部的分工，并建立責(zé)任制，將施工責(zé)任具體到個(gè)人，以提升施工質(zhì)量。此外，布置好堵口施工現(xiàn)場(chǎng)，并制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，其中包括堵口路線設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備，施工人員通道設(shè)計(jì)等;設(shè)計(jì)工作完成后要做好施工技術(shù)的交底工作，施工單位可提前做好施工技術(shù)和設(shè)備的準(zhǔn)備工作。

2.1.2做好水文觀測(cè)與河勢(shì)勘察水文觀測(cè)和河勢(shì)勘察是水壩堤防準(zhǔn)備工作的另一方面。首先做好口門水位、水流、深度等的監(jiān)測(cè)工作，并通過檢測(cè)的橫縱截面圖將數(shù)據(jù)記錄下來。其次做好口門地質(zhì)和地形的勘察，并做好記錄工作。再次制定水文預(yù)報(bào)方案，并根據(jù)方案記錄日常水文流量情況。最后，觀測(cè)口門上下游河流走勢(shì)，以便準(zhǔn)確預(yù)估河流的未來走勢(shì)。

2.1.3制定堵口的施工方案堵口施工方案的制定。首先需要根據(jù)搜集的水壩堤防決口區(qū)域的水文地質(zhì)、河勢(shì)變化、水位、水流等資料，確定合適的堵口時(shí)間和施工方案。堵口時(shí)間的確定需要充分考慮水勢(shì)、決口位置、水情、復(fù)堵條件等因素，此外堵口時(shí)間確定越早越好;堵口施工方案確定其中涉及所使用的施工技術(shù)和方法，同時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，做好現(xiàn)場(chǎng)安全保護(hù)工作。

2.1.4做好裹頭處理水壩堤防發(fā)生決口之后，首要工作就是裹頭處理，以防堤頭坍塌范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，此外裹頭處理還為水壩堤防施工提供了良好外部環(huán)境。裹頭是指水壩堤防決口的兩邊斷頭堤或者河道節(jié)流時(shí)的堤壩壩頭，在水壩堤防決口后，可選擇水流量較小時(shí)或者堤頭坍塌面積較小時(shí)進(jìn)行裹頭的修復(fù)操作。為了減小工作難度，可根據(jù)水流強(qiáng)度估算口門位置的水流寬度，通過在距離口門一定距離處挖斷堤身，重新修筑裹頭。挖斷堤身修筑裹頭，一般在裹頭部位，深挖1.5m，根據(jù)水流狀況進(jìn)行具體的裹頭處理操作。此外還要做好口門坍塌的應(yīng)對(duì)工作。在進(jìn)行裹頭設(shè)計(jì)方案制定時(shí)要以水位、地質(zhì)、水速等實(shí)際情況為依據(jù)，具體確定設(shè)計(jì)方案，如果水流量較小，土質(zhì)狀況較好，可通過在堤頭周圍打樁，在堤頭和樁之間進(jìn)行填土操作，相反土質(zhì)松軟、水流量較大時(shí)可在堤頭前鋪設(shè)拋柳枕。

2.2水壩堤防進(jìn)堵合龍階段的堵口施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1堵口的設(shè)置堵口設(shè)置包括3方面的工作:①確定合適的堵口時(shí)間。堵口時(shí)間應(yīng)在各項(xiàng)施工材料和施工隊(duì)伍、施工方案等準(zhǔn)備工作做好之后進(jìn)行，此外堵口施工還受到水位、地質(zhì)、水流等外部條件的影響，堵口時(shí)間應(yīng)在水位較低、洪峰到達(dá)之前進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)合龍。②口門的復(fù)堵次序。一般情況下水勢(shì)情況直接決定了水壩堤防決口面積，在這一過程中決口面積的大小和位置會(huì)有所差別，在堵口操作時(shí)就有復(fù)堵操作的優(yōu)先性問題。一般優(yōu)先復(fù)堵重要位置，并遵循先小口門后大口門，先下游口門后上游口門的原則。③合理選擇渡口堤壩軸線。堵口堤壩軸線的選擇合適與否之間關(guān)系到堵口施工的質(zhì)量，一般的選取需要根據(jù)口門條件和堵口方法，選擇斷流且易于施工的堵口堤壩軸線［4－6］。

2.2.2堵口的主要方法和措施堵口方法有平堵法、立堵法、混合堵等，其中平堵法主要適用于流速、單寬流量較小，水流條件較好的區(qū)域，平堵法的機(jī)械化程度較高，其施工方法包括污水口門砌堵、架橋平堵、拋料船平堵等方式。立堵法具有無(wú)需架設(shè)浮橋優(yōu)點(diǎn)，能夠縮短施工時(shí)間，該方法的施工方式包括打樁進(jìn)堵法、填土法、草木圍堰法等;混合堵綜合了平堵法和立堵法的優(yōu)先，通常在口門局部沖深較大、口門較寬、基礎(chǔ)軟弱的情況下使用。在使用該方法時(shí)應(yīng)以口門的實(shí)際情況為依據(jù)，靈活運(yùn)用。

2.2.3合龍施工技術(shù)常用的合龍施工技術(shù)主要包括橫梁合龍、沉排合龍、關(guān)門合龍3種，以下針對(duì)這3種施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。橫梁合龍主要是指通過使用截面直徑為20cm左右的粗木桿，將其橫臥在龍口位置并做好將粗木桿兩端固定好，在橫桿前面打一排木樁，將土袋置于木樁上，從而實(shí)現(xiàn)阻斷水流的目的;沉排合龍是采用樹枝、木桿等容易發(fā)生形變耐壓的材料，將其綁扎成沉排，并在沉排方格內(nèi)部放入適當(dāng)數(shù)目的土袋，以保證沉排浮在水面，將沉排移至合龍口處并固定，繼續(xù)向上拋土袋直至土袋浮出水平，之后進(jìn)行填筑施工;關(guān)門合龍主要采用粗木樁，并在木樁上捆扎柴草捆，利用水流將其卡在合龍口處，當(dāng)實(shí)現(xiàn)大部分水流被攔截后，使用土袋拋壓以完成合龍施工。

2.3水壩堤防復(fù)堤階段施工技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1堤頂高程恢復(fù)水壩堤防發(fā)生決口后堤頂高程難以滿足原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)因此需要進(jìn)行堤頂高程恢復(fù)操作。此時(shí)堵口斷面的堤質(zhì)狀況不好，存在堤基滲漏的問題，復(fù)堤操作時(shí)將堤防高度在原堤防高度的基礎(chǔ)上高出0.5m左右。

2.3.2復(fù)堤施工中的注意事項(xiàng)在筑堤之前，應(yīng)進(jìn)行基面雜物的清理工作，并做好分層填土工作，筑堤時(shí)要保證臨水面使用黏土，背水面使用砂土，當(dāng)?shù)躺砀叱鏊鏁r(shí)進(jìn)行分層填土操作，土層厚度控制在0.3m以下;填土后要進(jìn)行碾壓和夯實(shí)操作，碾壓次數(shù)控制在2－5次之間;施工過程中要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求和相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行以確保施工質(zhì)量。

2.3.3護(hù)坡防沖工程復(fù)堤階段施工主要是堤防的新建，這些堤防未經(jīng)過洪水的沖擊，又處于迎流頂沖區(qū)域，為了防止坡腳滑動(dòng)，可通過護(hù)坡防沖工程使得堤防得到有效的保護(hù)。

3結(jié)語(yǔ)

水壩堤防施工作為水利施工的重要方面，其施工質(zhì)量直接關(guān)系社會(huì)生產(chǎn)生活活動(dòng)的正常開展，水壩堤防一旦發(fā)生決口后，進(jìn)行修復(fù)的難度將非常大，這就要求在實(shí)際的堵口施工中藥把握好各施工技術(shù)的要點(diǎn)，以保證良好的施工質(zhì)量，確保水壩堤防良好發(fā)揮防洪的作用。

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作者：黃永明 單位：江西省贛撫平原水利工程南昌縣管理站