刍议水工建筑物围堰的施工与拆除

司学成，郭友文，姜宝全

(1. 黑龙江省水利第二工程处，哈尔滨150302;2. 黑龙江省水利工程建设局，哈尔滨150081;3. 虎林市七虎林涝区管理站，黑龙江 虎林158400)

1 围堰的分类

围堰是导流工程的临时性挡水建筑物，用来围护施工基坑，保证水工建筑物能在干地施工。在导流任务完成后如不能加以利用，应予以拆除。围堰如果按其所用材料不同，大致可分为土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、钢板桩格围堰等。

1.1 土石围堰

土石围堰是指由土石填筑而成的围堰，可以看作小型的土石坝。土石围堰多作用上下游横向围堰，它的优点是能充分利用当地材料节省成本，对基础适应性较强，可以直接利用主体工程开挖装运设备进行快速机械化施工。缺点是一般不作用于过水围堰。土石围堰的防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、垂直防渗墙式及帷幕灌浆式等。

土石围堰的施工分为水上与水下两部分，水上部分的施工与一般土石坝相同，采用分层填筑，碾压施工，并适时安排防渗墙施工;水下部分的施工，土料、石渣、堆石体的填筑可采用进占法，也可采用各种驳船抛填水下材料。土石围堰与混凝土纵向围堰的接头，通常采用刺墙形式插入土石围堰的塑性防渗墙中，并将接头的防渗体断面扩大，以保证在任一高程处均能满足绕流渗径长度要求。

土石围堰具体构造如图1 所示。

图1 土石围堰

全段围堰法导流，又称为一次拦断法导流或河床外导流，就是要在河床主体。

1.2 混凝土围堰

混凝土围堰是指由混凝土浇筑而成的围堰，混凝土纵向或横向围堰多为重力式，为减小工程量，狭窄河床的上游围堰也常采用拱形结构。混凝土围堰优点是抗冲防渗性能好，占地范围小，挡水水头高，适用于挡水围堰和过水围堰。缺点是造价较土石围堰相对较高［1］。

混凝土围堰按结构形式可分为双向挡水支墩式、撑墙式、溢流重力式3 种，其施工方式大致与混凝土坝相似，工艺流程大致如下:吹砂筑岛→场地平整→测量放线→刃脚填砂内模→安装底节井孔内模→绑扎底节钢筋→安装底节外模→灌注底节混凝土→混凝土养护拆模→开 挖下沉→绑扎顶节钢筋、安装内外模→开挖下沉到位→拼装门吊→拼装护筒导向架→插打护筒→围堰内填砂，并拆除导向架，筑岛加高→钻孔施工。

1.3 草土围堰

草土围堰草土围堰是用草与土夹杂分层在水中逐渐堆筑形成的挡水结构，为我国传统的河工技术。其下层的草土体靠上层草土体的重量，使之逐步下沉并稳定，堰体边坡很小，甚至可以没有边坡(俗称收分)。其基本断面是矩形，断面宽度是依据水深和施工时上游壅水高度及基坑施工场地要求来确定，据各地实践经验，断面宽为水深的2．7 ～3．3 倍。流沙基础和采用机械化施工，断面宽度应适当的加大。由于草土体的沉陷较大，这必须留备足够的起高，一般超高为设计堰高的8% ～10%。

2 围堰的布置

围堰的平面布置只要包括确定基坑范围和围堰轮廓布置。

2.1 围堰内基坑范围确定

堰内基坑范围大小主要取决于主体工程的轮廓和相应的施工方法。当采用一次拦断法导流时，围堰基坑是由上、下游围堰和河床两岸围城的。当采用分期导流时，基坑是由纵向围堰与上下游横向围堰围城。在上述两种情况下，上下游横向围堰的布置，都取决于主体工程的轮廓。通常，基坑坡址距离主体工程轮廓的距离≥20－30 m，以便布置排水设施、交通运输道路、堆放材料和模板等。至于基坑开挖边坡的大小，则与地质条件有关。

实际工程的基坑形状和大小往往是很不相同的。有时可以利用地形以减少围堰的高度和长度，有时为照顾个别建筑物施工的需要，将围堰轴线布置成折线形;有时为了避开岸边较大的溪沟，也采用折线布置。为保证基坑开挖和主体建筑物的正常施工，基坑范围应当留有一定余地［2］。

2.2 分期导流纵向围堰布置

在分期导流方式中，纵向围堰布置与施工是其关键问题，选择纵向围堰位置，实际上就是要确定适宜的河床束窄度。束窄度就是天然河流过水面积被围堰束窄的程度，一般可用见公式1:

式中:K 为河床的束窄程度，%，一般取值在47% ～68%;A1为原河床的过水面积，m2;A2为围堰和基坑所占据的过水面积，m2。

纵向围堰的布置，与下列主要因素有关:①地形地质条件;②水工布置;③河床允许束窄度;④导流过水要求;⑤施工布局的合理性。

3 围堰的拆除

在水工建筑物修建完毕后，围堰这种临时建筑物要及时拆除，对于土石围堰、草土围堰，拆除方法比较简单也相对便捷，而对与混凝土围堰，拆除时就要采取爆破等手段。

在围堰拆除爆破时，为严格控制爆破振动、水击波、爆破飞石等有害效应，一些安全措施(如毫秒微差起爆技术、气泡帷幕防护技术等)已成为围堰拆除爆破的常规技术。随着围堰拆除爆破的一些新的技术要求，如导流洞围堰爆破后即需过流，且石渣不能对导流洞壁面造成太大的损伤，因此，爆破前需对爆破效果进行预测，包括有利于过流的爆堆形式、爆渣的块度分布等。同时通过水力学模型试验，对爆破的石渣块度提出新的要求，并进行反馈分析，优化爆破设计参数。施工导流洞进出口围堰爆破，设计前就进行了模型试验和设计科研，通过爆破方案对于进口围堰和出口围堰同时爆破，爆破后15 min即达到导流洞过流的要求。

在国外，对于土石围堰一般也采用机械法拆除，对于岩坎和混凝土围堰则采用爆破法予以拆除。越南华宾水利枢纽围堰拆除，采用线性药包抛掷爆破的方法进行拆除，前苏联列宁格勒防洪堤围堰拆除以及库列依斯克水电站导流渠下游围堰拆除，则采用硐室集中药包抛掷爆破方案进行拆除。

4 结 语

从以上论述中可以看出，为确保水利工程的顺利实施，围堰作为工程中的一个环节，其地位也是重中之重。如何合理有效的利用环境和自身条件选择围堰的施工与拆除形式，也成为了水利施工的一个难题。攻克这个难题不仅仅是上述的几种传统形式，随着现代科技的迅速发展，将会涌现出更多更好的围堰形式，相信在不久的未来，我国的水利事业会更上一个台阶!

［1］夏仲平. 水利工程施工围堰技术进展［J］. 人民长江，2005(11).3－4，74.

［2］戴会超，邓玉敏. 三峡工程围堰施工技术问题的突破［J］.水利水电科技进展，2000(03):48－51，57，74.