中小型水利工程施工中围堰技术的应用

陈 环 张崇昌

（1.青州市水利建筑总公司，山东 青州 262500；2.青州市仁河水库运行维护中心，山东 青州 262500）

0 引言

随着社会经济发展，我国对中小型水利工程提出了更加严格的施工要求。对于施工单位而言，其需要把围堰技术融合到中小型水利工程施工之中，以提高工程施工水平。钢筋混凝土围堰技术，浆砌石块围堰技术等属于围堰技术。不同围堰技术应用的要点、注意事项等存在差异。施工人员需要明确围堰技术应用思路，遵循围堰技术应用流程，不断地提高自身围堰技术应用能力，以便更好地应对施工问题。

1 中小型水利工程施工中围堰技术介绍

围堰技术是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构而应用的技术。在水利工程施工中，施工单位就需要将合适的围堰技术应用到施工之中，以此确保施工作业活动的有序进行。

2 中小型水利施工围堰技术的设计原则

安全设计、断面稳定性、就近选择材料是中小型水利施工围堰技术的设计原则的重要组成部分，具体包括的内容如下所述。

2.1 贯彻落实安全设计的基本原则

通过修建围堰，可以防止水与土进入建筑内部，避免水、土影响施工施工水平以及危及施工人员安全。所以，施工单位十分地重视围堰建设工作。在建设围堰时，施工单位需要落实安全设计的基本原则，为施工人员创设良好的施工环境，排除施工安全隐患，提高施工质量。

2.2 贯彻落实断面稳定性原则

在施工的过程中，施工单位所修建的围堰需要经受因季节变化而引起的积水问题的考验。如果围堰排水、防水性能不强，就容易降低施工水平，影响施工进度。反之，如果能够做好断面设计，就可以提升施工水平，保证施工进度。基于此，施工单位需要制定断面设计方案，科学地指导施工工作，确保河流大坝的挖掘、填筑等施工活动顺利推进。

2.3 贯彻落实就近选择材料的原则

在围堰主体施工完毕后，就需要进行大部分材料的拆除工作。施工单位需要准遵循就近选择原则，最大限度地降低材料对环境的破坏，以便保护人类赖以生存的家园。另外，施工单位在遵循就近选择材料的原则后可以降低拆除材料所产生的运费，达到减少施工成本的目的。

3 中小型水利工程施工中围堰技术工艺应用分析

该文从钢板定桩围堰技术、浆砌石块围堰技术、填充黏土、装袋与黏土围堰的方式、木板桩围堰技术角度研究了中小型水利工程施工中的围堰技术工艺，详细介绍如下。

3.1 钢板定桩围堰技术

钢板定桩围堰技术指的是将钢板定入河床中，并引用土质填充钢板间隙的方式，进行施工。钢板桩围堰的施工工作具体介绍如下。

3.1.1 施工准备

良好的施工准备，可以确保钢板定桩围堰技术的有效实施。因此，要切实开展该项工作，就要对钢板定桩围堰技术做好具体准备：1）对钢板桩检进行查、丈量、分类处理。2）对两侧锁口用一块同型号长2m～3m的短桩做通过试验[1]。3）组桩及单桩的锁LI内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为黄油︰沥青︰干锯末︰干黏土=2︰2︰2︰1）[2]。在这种情况之下，不仅可以提升钢板防渗水平，而且可以减少插打时的摩阻力，保证施工效率。

3.1.2 导框安装与插打方法

导框安装与插打是钢板定桩围堰施工的重要组成部分，所涉及的施工事项具体如下所述：1）测量定位。保证导框安装工作顺利推进。2）在导框安装时，要先打定位桩或作临时施工平台。3）将导框固定在定位桩上，确保围堰工程稳定性。4）进行钢板桩的吊运插打与合拢施工活动；5）将检查合格的钢板桩运送到码头。6）根据插桩顺序进行钢板桩的堆放工作，其中就需要控制堆放的层数，一般而言，最多堆放4层。在堆放时，每层用垫木隔开高差不得大于10 mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上[3]。允许误差不得大于20 mm。7）应用高架索道运输钢板桩，以进行后续安装工作。其中，要以水平或者垂直的方式完成钢板桩运输工作。8）在将钢板桩运输到合适的位置后，则需要用2个吊钩起吊和放下钢板桩，以垂直的方式将钢板插入钢板桩锁口中[4]。9）将钢板桩逐块（组）插打到底，保证围堰的稳定性。

3.1.3 抽水堵漏

在钢板定桩围堰施工中，施工人员需要做好抽水堵漏工作，所涉及的施工事项具体如下所述：1）做好围堰支撑工作，进行抽水工作。2）根据工程实际情况，并观察围堰情况，控制抽水速度。3）在抽水时，要应用棉絮密封锁口处，避免出现漏水问题。

3.1.4 拔桩

将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高围堰外水位1m～1.5m，使内外水压平衡[5]。在下游选择1组或1块较易拔除的钢板桩进行钢板桩拔出工作[6]。

应用钢板定桩围堰技术不仅可以提高围堰结构性能，发挥围堰阻挡水的作用，而且可以提高材料的利用率，节约围堰施工成本。水利工程施工结束后，就可以取出围堰中的钢板，将这些钢板用于其他水利工程围堰施工或者其他类型工程中。

3.2 浆砌石块围堰技术

浆砌石块围堰技术是围堰技术的重要组成部分，对于提升中小型水利工程建设水平具有积极意义，为此施工单位需要十分地重视该项技术。浆砌石块围堰如图 1 所示。浆砌石块围堰技术的施工事项如下：1）将石块进行分层处理，卧砌石块。2）引入拉线的方式，防止石块中缝隙影响工程质量。3）做好铺砌前石块的湿润处理工作，为提高施工质量提供可靠的保障。4）根据施工流程，推进浆砌石块围堰具体施工工作。由于石块的缝隙状态十分地影响工程施工效果，相关人员需要了解石块缝隙状态，根据缝隙的厚度，构建碎石填补方案。一般而言，在缝隙的厚度高于35 mm的情况之下，就需要开展碎石填补工作，避免石块出现缝隙[7]。5）在碎石填补施工完成后，就需要对施工表面进行抹面处理，提升围岩表层的光滑度、平整度，从而保证施工质量。

图1 浆砌石块围堰

3.3 填充黏土

黏土填充是一项非常严谨的工作。施工人员需要根据施工流程，进行施工工作。同时施工人员需要清楚黏土填充施工注意事项。填充黏土施工如下所述。1）在围堰施工的过程中，施工单位需要通过同步监测的方式，了解施工情况，判断围堰轴线信息。施工人员需要应用监测中所获得的围堰轴线信息，做好黏土填充处理工作；2）在到达围堰水面前时，就需要做好分层处理工作，以发挥黏土施工价值。在分层施工时，一定要控制每层黏土的填充厚度，即每层填充厚度都在280mm左右[8]。3）开展推平、夯实等多项施工活动；4）在后续施工中应用挖土机、压路机等，提高施工效率，保证施工质量。对于设备操作人员来讲，其需要增强自身设备操作素养，提高设备操作能力，强化设备推平、夯实等施工效果。

3.4 装袋与黏土围堰的方式

装袋与黏土围堰的方式需要注意2点：1）选择合适黏土。为强化黏土围堰效果，施工单位就需要做好黏土的选择工作。如果施工单位选择的沙土颗粒相对大，就需要通过价加宽围堰的方式，提升围堰防护水平；2）选择围堰方式。根据水深、水流速度等实际情况，选择围堰方式，以便最大限度地保证防护效果。在水深2700 mm以上，河水水流速度在1300mm/s时，就容易影响工程的渗透性。这时施工单位就需要应用黏土围堰的方式进行施工活动，以提升工程的防渗性[9]。而在水深1300mm以上，水流速度为400mm/s时，施工单位就需要选择黏土围堰的方式，开展围堰施工活动，避免水流入工程中。

3.5 木板桩围堰技术

3.5.1 木板桩围堰技术适用条件

木板桩围堰结构的轻度、承受能力一般，适用于小型水利工程。对于施工单位来讲，其需要根据水利工程类型选择合适的围堰技术。

3.5.2 木板桩围堰结构形式

定位桩、导木、支撑及木板桩等是木板围堰的重要组成部分。在进行木板桩围堰进行施工前，应根据工程情况确定应用单层模板桩还是双层木板桩，如图2、图3所示。在工程区域内水位相对高的情况之下，施工单位就需要使用双层木板桩进行木板桩围堰施工，以增强木板桩围堰结构性能，使其更好地达到抗水压的效果，保证围堰结构的稳定性。

图2 单层模板装围堰

图3 双层木板桩围堰

3.5.3 木板桩围堰设计计算

做好板桩最小入土深度t计算、木板桩截面的验算、导木截面的验算、导木截面的验算等多项工作，其中在确定板桩最小入土深度t的情况下，可较好地进行施工作。因此，施工单位需要根据公式（1）计算板桩最小入土深度t。

式中：h为桩总长；Φ为一级钢筋。

3.5.4 木板桩围堰施工

木板桩围堰是围堰施工的重要组成部分，应认真地研究木板桩围堰工作。木板桩围堰施工事项如下所述：1）将木桩打入河道内；2）应用平行作业法，进行打桩。同时进行填土施工，其中桩线内外填土应同步开展，其中内外高差应不拆超过1m；3）应使用黏土填充围堰，提高木板桩围堰施工水平；4）应用钢丝绳对拉连接桩杆；5）进行围堰内部的抽水工作，其中要控制抽水的速度，缓慢抽水。

3.5.5 木板桩围堰施工注意事项

在围堰施工中，施工人员需要保证围堰接头严密性，以免发生渗漏问题。其中，就需要设计堰体与岸坡接头处，降低基坑开挖后出现绕渗问题的概率。为加强围堰接头严密性，施工单位还需要指派人员到实际施工地点勘察地质，了解地质情况，特别是要做好地质渗透性评估工作，构建科学的围堰技术施工方案。针对渗透性较强的地质，施工单位就可以延伸防渗体至两侧岸坡相对不透水的地层，强化围堰的密封性，以此达到防渗的效果。施工人员需要根据施工方案，做好围堰密封性工作，合理安排围堰施工工作，从而提升围堰施工水平。

3.6 钢筋混凝土围堰技术

该文研究了钢筋混凝土围堰技术的施工流程，详细介绍如下。

3.6.1 人工筑岛

为保证筑岛的防渗性，研究人员需要做好砂土选择工作。即可以选择容易压实的土，进行筑岛施工。筑岛的岛面尺寸应为10m×10m，边坡1︰2，高出水面0.5 m，四周利用编织袋进行围堰防护。同时要通过加打钢筋管桩的方式，确保筑岛施工质量。在完成人工筑岛施工活动之后，还需要清理施工现场，为后续施工打下良好的基础。

3.6.2 铺垫木

先铺设一层50 cm厚的砂垫层，再铺设定位垫木，最后调整垫木的高度，使铺垫顶平面的最大高差不大于3 cm。

3.6.3 模板以及支撑

划分刃脚边线，确保模板安装位置；井孔模模板立好后，复合尺寸、位置、刀刃标高、井壁垂直度；安装钢筋，以更好地支撑模板；立好外膜；做好各个部分的尺寸调整工作，保证施工的严谨性；通过紧固拉杆、支撑等方式对模板进行具体的施工活动。

3.6.4 混凝土灌注、养护以及拆模和垫木的拆除

混凝土灌注：准备混凝土灌注材料以及设备，进行混凝土的灌注工作。养护：在灌注完10 h～12 h，进行养护工作，即通过遮盖并且浇水的方式，进行混凝土的养护工作，提升混凝土灌注施工水平。拆模：在混凝土强度达到2500Pa后，拆除直立模板，在混凝土强度达到设计规范标准的70%后，拆除刀脚斜面的支持与模板。垫木的拆除：根据垫木的编号，拆除垫木，保证工程建设效果。

3.6.5 下沉

通过人工挖土的方式进行下沉工作。先向四周开挖，再沿着围堰篦开挖。

3.6.6 基底清理

在围堰达到规定高度后，则要清理基底。即清理基底的涂、杂物等。

3.6.7 封底与承台施工

采用内排水封底的方法进行封底，同时进行混凝土承台施工活动，即浇筑混凝土，进行混凝土垫层。在混凝土达到设计规范强度的 70% 后，可停止抽水，进行承台施工。

3.6.8 围堰拆除

在降水量小的季节，可拆除围堰。

4 结语

综上所述，施工单位需要以高标准、高要求对待中小型水利工程施工工作，强化工程施工质量。在中小型水利工程施工中，施工单位会用到围堰技术。为提高围堰技术应用能力，施工单位需要做好施工现场勘察工作，根据工程现场情况以及工程要求，选择合适的围堰施工技术，以此将围堰技术合理地贯彻到施工中。由于技术人员的围堰施工专业能力与中小型水利工程施工质量存在莫大的关系，技术人员需要认识到自身在中小型水利工程施工中的重要作用，不断地提升自我围堰技术应用水平。施工单位则需要多为技术人员提供围堰技术学习机会，以便帮助技术人员掌握更多的技能。围堰技术包括多项施工工作以及注意事项，施工单位需要构建完善的中小型水利工程围堰技术应用体系，以此更好地指导实际工作。