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围堰工程中几种施工方法经验探讨

2013-04-29孙静芳

关键词:围堰水利工程施工

孙静芳

摘 要:水利工程对于水利资源的利用具有十分关键的作用,因此水利工程的建设工作受到重视。为了确保水利工程施工的顺利进行,往往需要在水利工程建设的之前修建围堰,通过导流使原本的河道改变,使水利工程建设能够在干地上进行,因此围堰工程施工对于水利工程施工具有十分重要的意义,本文结合我国水利工程围堰施工原则,探讨了水利工程围堰的施工技巧和方法,总结了相关的施工经验。

关键词:水利工程;围堰;施工

我国是一个农业大国,雨水季节性变化大,旱涝灾害较为频繁,水利工程的修建,将直接关系到全国范围内旱情的预防减缓,关系到涝灾的疏导,科学合理的水利工程建设,不仅可以减轻自然灾害,减小损失,同时也一定程度上完善着水路交通系统,有力的促进了我国水路运输的发展,筑堤围堰,是一项对水利资源进行综合利用的过程,同时也是一项需要精密设计,严谨施工的工程。

1围堰分类

水利工程中的围堰种类十分的繁多,按照水流流向和围堰之间的相对的位置,围堰可以分为纵向和横向围堰两种。根据围堰使用的材料的差异,可以将其分为草土、土石以及混凝土围堰等。这些围堰各自都有自身的一些特点和功能,在水利工程建设过程当中应该根据施工的实际情况具体选择相应的围堰类型,从而确保水利工程的顺利开展。

2围堰的基本型式及构造

2.1不过水土石围堰

在水利工程建设中比较常见的围堰形式就是不过水土石围堰。由于这种类型的围堰可以充分的利用当地所有的土石材料,就地取材,材料的来源十分的广泛,并且其构造十分的简易,施工工艺简单,具有很强的适应性,可以在不同的地质环境和水文环境中进行修建。如在流速较快、深度较深的水中或者是河床中都可以进行广泛的使用。但是不过水土石围堰也有自己的缺点,那就是具有十分大的工程量,容易发生沉降和变形。

2.2 过水土石围堰

过水土石围堰主要用于基坑淹没的导流方式,这要求围堰允许过水,针对这种情况,应该加固堰脚,并在下游坡面采取相应的保护措施。当前比较常见的保护措施有使用大块的石材或者是钢筋混凝土作为护面。

2.3 混凝土围堰

混凝土在水利工程中的使用极为广泛,用在围堰施工当中具有很强的抗冲击以及较好的防渗能力,由于施工简单,成本相对较低,因此使用比较普遍。在国内很多的水利工程的建设过程当中的横向围堰普遍的采用了混凝土围堰,而在纵向围堰的选择上,大多数工程还是选择重力式混凝土作为纵向围堰。

2.4 钢板桩格型围堰

钢板桩格型围堰具有多种的平面形式,如圆筒形、扇形等,这些不同的平面形式具有不同挡水高度,在整个钢板桩格型围堰中,圆筒形的格体使用最为普遍。

3 围堰的防渗和防冲

围堰施工的环境大多都是位于水文条件比较复杂的河流地段,这使得围堰面临着较强水流的冲击,同时还面临着渗漏的问题,尤其是土石围堰来说,这些问题更为普遍,这就要求做好围堰的防冲和防渗工作。

3.1 围堰的防渗

与一般的水利工程的防渗要求相比,围堰工程的防渗要求与其并没有本质上的差别。针对比较容易发生渗漏的土石围堰,可以采用相应的防渗措施来进行有效的处理,比较常见的有帷幕灌浆法以及设置垂直防渗墙等。

3.2 围堰的接头处理

围堰和水利工程建筑物之间的结合的部位比较薄弱,因此是渗漏的高发地带,应该采取相应的措施进行加固和防渗,刺墙型式能够有效地增加绕流渗径,可以有效地防止渗漏的扩大化,以及相应的危害。

3.3围堰的防冲

围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关,一般多采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。关于围堰区护底范围及护底材料尺寸的大小,应通过水工模型试验确定。解决围堰及其基础的冲刷问题,除了护底以外,还应对围堰的布置给予足够的重视,力求使水流平顺地进、出束窄河段。通常在围堰的上下游转角处设置导流墙,以改善束窄河段进出口的水流条件

4围堰法导流

从施工导流方式来分析,大体上可分为三类,即分段围堰法导流、全段围堰法导流、淹没基坑法导流。

4.1分段围堰法导流

分段围堰法亦称分期围堰法,就是用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。

所谓分段,就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工。所谓分期,就是在时间上将导流分为若干时期。采用分段围堰法导流时,纵向围堰位置的确定,也就是河床束窄程度的选择是关键问题之一。

在确定纵向围堰的位置或选择河床的束窄程度时,应重视下列问题:充分利用河心洲、小岛等有利地形条件;纵向围堰尽可能与导墙、隔墙等永久建筑物相结合;束窄河床流速要考虑施工通航、筏运、围堰和河床防冲等的要求,不能超过允许流速;各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡;便于布置后期导流泄水建筑物,不致使后期围堰过高或截流落差过大。

分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程,尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。分段围堰法导流,前期都利用束窄的原河道导流,后期要通过事先修建的泄水道导流,常见的有以下几种:底孔导流、坝体缺口导流、束窄河床导流。

上述三种后期导流方式,一般只适用于混凝土坝,特别是重力式混凝土坝。对于土石坝、非重力式混凝土坝等坝型,若采用分段围堰法导流,常与河床外的隧洞导流、明渠导流等方式相配合。

4.2 全段围堰法导流

全段围堰法导流,就是在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰,使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时,再将临时泄水道封堵。

全段围堰法导流,其泄水道类型通常有以下几种。

4.2.1 隧洞导流。隧洞导流是在河岸中开挖隧洞,在基坑上下游修筑围堰,河水经由隧洞下泄。一般山区河流,河谷狭窄,两岸地形陡峻,山岩坚实,采用隧洞导流较为普遍。

4.2.2 明渠导流。明渠导流是在河岸上开挖渠道,在基坑上下游修筑围堰,河水经渠道下泄。

4.2.3 涵管导流。涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工程中采用。

4.3 淹没基坑法导流

这是一种辅助导流方法,在全段围堰法和分段围堰法中均可使用。山区河流特点是洪水期流量大、历时短,而枯水期流量则很小,水位暴涨暴落、变幅很大。若按一般导流标准要求来设计导流建筑物,不是挡水围堰修得很高,就是泄水建筑物的尺寸要求很大,而使用期又不长,这显然是不经济的。在这种情况下,可以考虑采用允许基坑淹没的导流方法,即洪水来临时围堰过水,若基坑被淹没,河床部分停工,待洪水退落,围堰挡水时再继续施工。这种方法,基坑淹没所引起的停工天数不长,施工进度能保证,在河道泥沙含量不大的情况下,导流总费用较节省,一般是合理的。

5 结语

随着我国经济发展速度的加快,水利工程作为一种十分重要的基础设施对于保证整个国民经济的快速稳定的发展具有十分重要的作用。为了确保水利工程施工的顺利进行必须采用围堰来对流水进行有效的阻挡,只有这样才能够使水利工程建设有一个稳定的施工环境,为水利工程的按期完成打下坚实的基础。围堰作为一种临时性的设施,只是在施工期间进行挡水,随着水利工程的完工,如果没有留下的必要就应该对围堰进行拆除。

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