水利工程围堰施工技术要点分析
2020-12-18杜永平
杜永平
(临夏回族自治州水利科学研究院,甘肃临夏731100)
在水利工程建设中,为了能够保证水利工程基础建设质量,需预留出施工位置,将河水引到指定通道或其他区域。而围堰技术主要是起到导水、挡水等作用,确保工程施工在干地面顺利进行,保证工程建设的安全性。近些年,随着我国水利行业不断发展,水利工程规模也在不断扩大,对水利工程围堰技术的应用也提出了更高要求。需要相关技术人员在实际施工中科学制定方案,做好围堰施工工作,更好的隔绝水流,降低水流对工程堤坝的冲击。总之,围堰技术对水利工程建设有着重要意义,有助于保证水利工程建设质量,实现水利工程的可持续发展。
1 围堰技术相关阐述
围堰是导流工程的临时挡水建筑物,也就是对水利工程基础进行围护,保证工程可以在干地上施工的防护性工程[1]。在导流任务完成后,如果没有考虑将围堰作为永久性建筑,则要将其拆除。多数情况下,施工围堰是一种临时性结构,可以保证工程主体和附属设施不会受到水流侵袭,强化施工环境。围堰的种类有很多,并且功能不同,包括墩台围堰、河宽限制围堰、驳岸挡墙围堰等。其中,墩台围堰是在修筑墩台等建筑时,为了确保航道可以顺利通航,通常增设墩台基础确保可以正常施工。河宽限制围堰是在河流宽度较小时使用,考虑到地形限制因素和保持正常通航,多数情况下都会临时设立引渠方案,将回流引开,为后续施工奠定基础。驳岸挡土墙施工围堰是在河流修筑挡土墙、驳岸时,应注意防止水流侵袭,以保证施工的顺利进行。
2 围堰施工原则
2.1 稳定性
在围堰施工前要做好实地勘察工作,确定围堰施工方案,保证围堰施工有效、准确。除了要重点考虑围堰施工方法,也要保障基础工程的稳定性。选择和工程地质条件、水流条件相符的材料,虽然钢筋、混凝土在水工领域中应用十分广泛,但也要结合客观条件进行选择。稳定性建设原则要求围堰不得出现渗漏、腐蚀、坍塌现象,从而保证后期水利工程建设可以顺利进行。
2.2 简洁性
多数围堰工程都是临时搭设工程,在水利工程建设完成后,多数都要拆除。因此,在围堰结构设计当中,应以最简洁的设计方案为主,保证围堰效果可以有效发挥,降低结构复杂度,这样可以减少资源损耗,提高拆除效率。
2.3 综合性
围堰的使用标准就是可以挡住流水冲击、承受土壤压力,还要保持围堰施工中的结构稳定性。因此,在围堰工程设计当中,要同时考虑土质、压力、冲击、水流等各项因素,保证围堰施工的综合性能,充分发挥围堰技术的应用价值。
2.4 紧密性
为了确保围堰结构的稳定性,要控制围堰接头的严密性。在水利工程建设当中,全面加强围堰接头加固处理,定期做好围堰工程修复,发现渗漏情况第一时间解决,避免围堰结构受损而影响自身稳定性。在围堰接头处理中,可以采用提升接触面积、加强地底嵌入、延长防渗路线等方法,减少围堰的渗漏性破坏,延长围堰工程使用寿命。同时,用于处理围堰接头的措施较为多样,在实际应用中,还要具体问题具体分析。如在遇到坚硬的岩石时,要连接堰体和岩体构筑,否则要在透水层下深埋堰体。从实际应用状况来看,岸边防渗地段要高于水面,这样可以更好的解决水流冲击、腐蚀、渗透等问题。
3 围堰施工技术要点
3.1 土石围堰施工
3.1.1 土石围堰 土石围堰施工主要分为水上、水下两部分。水上工程和普通土石坝方法相同,主要是应用分层填筑、分层碾压方案,做好防渗墙的施工工作。水下施工环节中堆石、石渣采用进占法,积极利用水下材料。水下抛填防渗料由于抗剪性差、固结慢,在上部压载系数较高的情况下,可能会产生塑流破坏问题,要对塑流稳定性进行检查。在围堰结构型式选择、拟定断面尺寸、稳定性计算时,要确保水下工程质量,做好水下施工管控。
3.1.2 两端接头处理 土石围堰以及岸坡接头施工与土石坝类似,主要是以提升接触面积、嵌入岸坡方案进行,从而提高围堰整体的防渗性,降低渗透概率。防渗设置要延伸到岸边接头位置,如果有坚硬岩石阻碍,可以将其嵌入到岩体当中,降低接触面渗透损坏。如果接头处没有坚硬岩石,防渗透部位应与弱透水层连接,但也会增加嵌入深度[2]。在岸边位置,铺盖通常延续到设计水位高程以上,如果设计中没有设置防渗漏帷幕,则要保证在两岸上的整体嵌入强度必须达到设计标准。
土石坝和混凝土纵向围堰接头主要是采用刺墙形式插入土石围堰塑性防渗体当中,扩大接头的防渗面积,这样在任何一个高程位置都能够满足渗流长度标准。
3.2 混凝土围堰
在枯水期水面上设置拱形围堰。如果围堰基础施工中覆盖层较薄,可以在水下进行基础处理;如果覆盖层厚度较大,则采用灌浆加固方案。围堰混凝土浇筑需要在水下施工,施工难度较大,必须要保证水下施工方案的完善性,确保水下混凝土浇筑质量。在分期导流过程中,主要是采用重力式混凝土围堰方案,该施工方案两侧均可挡水,同时作为一、二期纵向围堰,用作永久建筑物的组成部分[3],通常是在岩基上直接建设纵向围堰。为了确保混凝土的最终建设质量,也可以在枯水期将其直接建设在岩滩上,如果施工场地依然存在水层或过于潮湿,则要另外建设土石低水围堰工程。
3.3 草土围堰
采用捆草法开展围堰施工,先将零散的草木制作成圆柱形草捆,采用草捆和土料完成施工。在施工前,要对岸边进行清理,绑扎好草捆(每2 个草捆为1 组),预留出足够长度的草绳,之后在岸边垂直铺放草捆。草捆浸入水体30%~50%时,使用草绳在岸边固定,便于和其他草捆连接。在第一层草捆放置完成后放置第二层草捆,层间搭接长度为草捆的30%~50%。依次放入后续的草捆,构成一个约为40°角的坡度,直到草捆高度超过水面高度1 m 为止。放置完草捆后,在草捆上铺设一层厚度为25~30 cm的散草,将填充草捆中的空隙。之后再铺设一层25~30 cm 土料,采用人工压实,这样就完成了一次草捆围堰循环,依照此方法进行,即可完成整个工程[4]。
3.4 钢板桩格形围堰
钢板桩格形围堰的施工流程为定位、清理基础、模架支柱施工、插入钢板桩、填充余料、取出模架和支柱、填充渣料到设计高度。为了保证格箱的闭合性,避免扇形锁口断裂,在格体组装前不得进行打桩作业。钢板桩格围堰施工种类较多,一是圆形围堰。由单个圆柱体构成,内部填充砂砾,每个格体都是稳定单元,需要分别回填施工,填土高程也不同,通常该方案都是应用在横跨水流工程中。二是鼓形格围堰。该方案钢板分布均匀,可以提高围堰高度,适用于水头较高的情况,并且钢板桩用量少、施工简单。
4 结束语
综上所述,为了保证水利工程可以顺利施工,需要全面加强围堰施工技术的应用效果。结合围堰施工原则和标准,做好每个施工环节的控制工作。同时,针对水利工程建设情况合理挑选围堰方案和工艺,这样才能够发挥围堰工程的价值。