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水利施工的水坝堤防堵口施工技术分析

2016-05-30林建祁仰成

水能经济 2016年12期
关键词:水利施工施工技术

林建 祁仰成

【摘要】文章针对水利施工中的水坝堤防堵口施工技术进行分析,首先总结了水坝堤防堵口施工的具体流程,最后简要分析了堵口施工中应遵循的基本原则,望引起同行人员的关注与重视。

【关键词】水利施工;水坝堤防;堵口;施工技术

一、堵口施工基本原则

为确保堵口施工达到满意的处理效果,在工程实践中应当重点关注如下几个方面的基本原则:第一,若水坝堤防发生决口后尚未完全溃决或决口时间较短,现场工作人員可首先用大体积物料进行抢堵。若门口已经扩大,且现场堵口物料储备不足,则不应强行抢堵,以免对后期堵口产生更为不良的影响;第二,施工现场工作人员应当根据水坝堤防决口严重程度以及施工方案的难易程度合理设计堵口施工实践。结合既往工程实践经验来看,为降低堵口施工难度,堵口时间应优先选择枯水期或汛期后,此时口门过水量较少,水流速度小,堵口施工成功率更高;第三,若水坝堤防工程中同时存在多处决口,且口门大小不一致,在堵口处理时应当优先处理下游口门,然后再进行上游口门的堵口作业。其主要依据时:若先对上游口门进行堵口处理,则势必会导致下游口门分流量的增加,下游口门可能被冲深扩宽,导致堵口难度增加。

二、水坝堤防堵口施工流程

1.水文观察

对发生水坝堤防决口事故区域内的口门宽度、水深、水位、流速、以及流量等关键参数进行密切观察,及时绘制形成口门纵断面、横断面分布图。对口门以及周边水下地形条件进行及时施测,了解施工现场土质情况,及时绘制形成水下地形图以及地质剖面图。同时,还需对口门上游、下游区域的河势变化情况进行定期勘察与分析,以了解本区域内口门水流的发展趋势,形成对口门处的水文、流量预报方案。

2.修筑裹头

此环节是在对决口部位进行堵口处理前必须进行的一项工作内容。施工目的是在水坝堤防决口部位以及有计划扒口的抠门两端堤头进行裹护。目前工程实践中可以选用的裹头材料包括铁丝笼、竹笼、块石、混凝土、以及土石袋等。施工人员应根据决口现场口门水流的基本情况,遵循因地制宜原则就近取材。结合既往工程实践经验来看,对于水深较浅、土质较好且流速缓慢的施工场地,可在堤头打桩并沿桩基内侧贴秸料、散柳、篱笆、以及土工布等材料,然后在堤头与桩基之间进行填土稳固。除此以外,也可采用抛石法对决口区域进行裹护。但对于水深较大,土质较差且流速较快的施工场地,应当将土工布软体排提前铺设于堤头区域,以起到裹护的效果。需要特别注意的一点是:在本环节施工过程中若出现挖断堤身的问题,在地面制作截头裹时应沿裹头方向向下挖深度1.0m~2.0m基槽,根据前期水文观察报告中的预计流速进行裹头修筑处理。具体方案如下图所示(见图1)。

3.堵口施工

现场施工人员应当根据发生水坝堤防决口事故所在区域的水文条件、水下地形条件、地质条件、河势变化以及施工现场周边对物料的筹集能力,选择最佳的堵口施工方案,并通过模拟实验的方式验证堵口方案的可行性与效果。以下即针对水利施工中水坝堤防决口常采用的几类堵口方案施工要点进行阐述:

3.1 直接抛石法

直接抛石法是指在发生水坝堤防决口问题的区域直接投放大小适中的石料,以起到堵口的效果。一般来说,所选用的石料直径应当根据决口区域的水流速度进行合理设计,若决口区域水流速度大,则应优先选用直径较大的石料进行堵口。

3.2 铅丝笼装石、混凝土抛堵法

若预计抛投石料仍然难以彻底堵口,则可选用铅丝笼装石、混凝土抛投的方式进行堵口处理。在选用此方法进行施工时需要注意的是:若决口区域水流速度较大,可在抛投前将多个抛投体连接起来,同步抛投,以达到更加理想的合拢效果,从而有效堵口。

3.3 埽捆进占法

施工人员可以就地取材,将柳枝、芦苇等树枝捆扎形成柴把子,直径控制在0.1m~0.2m范围内,在柴把子内包裹石料,制作形成尺寸适中的埽捆。在堵口施工前,将绳索分别系于埽捆两端,推入决口内后将两端绳索分别固定于堤坝木桩桩身上,使埽捆向前进占并闭气,最后通过填土的方式加高培厚,以达到满意的堵口效果。在选用本方法进行堵口施工时,需要特别注意的一点是,埽捆进占过程中水坝后土戗应当同步填高,在决口部位完全合拢后还应当在背水面上填压土袋,以起到保护决口堵口面的效果。

3.4 打桩进占法

本方法通常适用于水坝堤防决口区域水深在1.5m左右的情况。在采用打桩进占法进行堵口施工时,施工人员首先需要在口门区域两侧增设裹头,然后沿坝轴线进行打排桩处理,桩基设置遵循两侧间隙大,中间间隙小的基本原则。计划对决口区域进行合拢的部位应当打三排桩,桩距按照0.5m标准设置,打桩桩身入土深度应当达到2.0m~3.0m标准,然后用木料或铅丝将桩基连接起来。根据决口现场的水流速度,按照3~4根桩的间隔距离增设支撑桩,以提高桩基整体对水压的抵抗能力,最后在迎水面覆盖层草层土,上部覆盖土袋,以促进决口区域的中间进占,进占过程中同步进行填土推进,直至决口部位合拢闭气。本方法的具体施工方案如上图所示(见图2)。

三、结束语

众所周知,水坝堤防工程是防洪保护区的重要屏障,对抗御洪水侵害有重要作用与价值。在发生决口事故后,及时对水坝堤防进行封堵处理是一项工期紧张、任务繁重的工作内容,必须引起施工人员的高度重视。本文即围绕水利施工中水坝堤防堵口施工的相关技术要点与主要内容进行分析与研究,望能够引起同行人员的关注与重视。

参考文献:

[1] 刘铁奇,高长权,杨宏宇等.堤防决口的几项堵口技术[J].黑龙江水利科技,2008,36(4):165.

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