水利施工中水坝堤防堵口施工应用

王云华，王素红

（1.北京商和建设集团有限公司，北京 100000；2.河南省建筑劳务服务中心，河南 郑州 450000）

0 引言

堤坝是一种非常重要的挡水设施，堤坝一旦出现决口，不仅会给经济造成巨大损失，还会危及人们的生命安全，因此，需要我们增加对堤坝堵口技术的了解，加强对堤坝堵口技术的合理应用。

1 水利施工中水坝堤防发生决口现象的原因及种类

1.1 水利施工中水坝堤防发生决口现象的原因

虽然我国水资源丰富，但资源分布存在很大的地区差异，导致洪灾频发。大坝和堤防是水利防洪的主力军，但在实践中不可避免地会出现各种问题，而这些问题的最终结果往往是堤防决堤，造成经济损失，甚至损害人民生活。水利工程中的大坝工程较为复杂，在工程投产前的整个施工期间，可能会受到外部因素的影响，多种因素都会造成大坝决堤事故。堤坝的工作环境复杂，其质量和安全也受多种因素的影响。因此，堤坝决口的原因是多方面的。溃坝的原因可以总结如下：①洪水超过大坝最大承载能力或水位涨到坝顶以下。②水流或潮汐特别大，对大坝产生巨大冲击，导致大坝垮塌。③堤防工程质量不够。④地震造成大坝裂缝或山体滑坡造成决口。⑤人为破坏[1]。以上五种原因都可能对堤坝造成破坏，进而造成决口。

在现有技术和其他条件下，设计建造的大坝都有一定的承载能力，但这个承载能力是有上限的。因此，当大坝受到超过承载能力的极端洪水冲击时，溃坝是必然的。但风暴潮和汛期发生时，水位会突然升高。如果增加的高度太高，没有达到坝顶，就会决口。自然因素是无法预测和控制的。当巨大的水波冲击大坝造成溃坝，维修工作没有及时完成，必然会出现决口。此外，如果堤坝本身质量不够，如果使用的土不够粘，如果受到外力破坏，比如蚂蚁筑巢，也往往会发生决口。这些质量问题在正常情况下很难发现，但一旦发生洪水或洪水，大坝就会出现渗漏和管涌，最终导致大坝决堤。很难避免由地震或山体滑坡等自然灾害造成的漏洞，由军事袭击等人为破坏造成的漏洞也需要花费大量时间和金钱来管理。破口可分为溢出、爆裂、破裂和撕裂。水位漫溢，水流冲击决口，堤质决口，人为决口。

1.2 水利施工中水坝堤防发生决口现象的种类

不同堤坝条件下的分类标准也不同，最常见的分类标准有两类：决口原因和口门过流原因。下面详细介绍两种类型的标准。根据入口流作为分类标准，可以划分为：分流一股、全河夺流两种。全河夺流主要指堤防决口后发生的原河道断流现象。分流一股是指堤防决口发生后，原河水仍可沿原河道流动。基于各种原因的分类，可分为人为决口和自然决口两类。自然决口分为弥漫性、溃决、冲决3 种。人为决口主要指人工挖掘，也称为扒决。水流长久的穿过堤坝本身、坝基，导致建筑结构的渗透破坏，这是决堤的主要原因。冲决是由河水侵蚀堤坝、坝基造成的边坡松动造成的。分散主要是因为太多的水超过了堤坝的容量，河水流经堤坝的顶部。

2 堵口施工原则

2.1 堤坝的决口破损程度

施工过程中，一定要根据现场实际情况，决定如何进行施工，如果出口损坏程度不特别严重，而只是轻微故障，那么就可以使用一些大体积的工程进行拦截，进行堵塞，这就节省了大量的人力物力，一定程度上也节省了大量的施工成本，增加了一定的获取空间，因此施工时必须根据实际情况采取有效措施解决问题。

2.2 选择合适的堵口时间

河流上有汛期，汛期河水泛滥，所以如果选择在汛期施工堵塞，必要性给施工带来一定难度，从而也需要大量的人力物力，增加了施工成本，而在汛期也可能出现材料水淹、资源浪费，在很多方面都存在不足。因此，在施工堵塞时，要选择在洪水后或河流旱季施工，这样施工效果也比较好，施工也比较容易，还能节约一定数量的资源和成本，具有一定的科学意义，因此最好在洪水后或旱季进行堵塞施工[2]。

2.3 堵口施工要安排妥当

堵口施工过程中，各种材料、工具都要做好准备，各类人员、工具要到位，在这些细节上不出现问题，一旦出现问题，将影响施工进度，影响工期的完成，对各方面数据的准确记录不能有任何松动的痕迹，施工过程中要随时保持警惕，确保施工的正常进行，确保工程顺利完工。

3 水利施工中水坝堤防堵口的施工技术

3.1 堵口前的准备工作

堵口前应做好以下准备工作。

（1）水文观测。①定期检测门等水位、水深、流速和宽度、流量等数据，并按纵横断面记录。②定期检查口门水下地形、地下土壤情况，并记录在水下地形图和地质剖面图上。③制定口门水文预报程序，定期记录水文和流量。④应定期注意勘探口门上游河流变化趋势，预测水流发展趋势。

（2）制定堵口施工方案。堵口施工方案的制定。根据堤坝决堤的要求，收集水文和河流变化、水位和供水情况，确定截流时间和相应的施工方案。堵口施工方案确定涉及使用的施工工艺和方法，同时根据施工现场情况，做好现场安全防护工作。堵口时间越早确定越好，在确定关闭时间时，要充分考虑水势、断层位置、水文状况等因素的影响。

（3）修筑裹头。裹头是一种保护措施，用来突破堤防和扒口，防止口门被冲刷和膨胀。主要做法是在洞口两端修建裹头或围堰塔封闭河道进行保护，裹头施工可使用混凝土、石头或土袋、竹笼、铁丝笼或井盖等材料，看门的具体位置来制定裹头施工方案，该施工工艺在中国已有一千多年的历史。

具体情况下，当堤防决口时，应及时对两端的堤防采取保护措施。如果汛期开始时流量连续增加，且入港后可能出现类似情况，为了减少裹头施工难度，防止门被冲走，需要在现场做裹头，等情况在进行二次施工时更好，以保护门。如果在汛期结束时，后面不再有大的光束冲击，那么可以很快做好裹头，防止口门扩大[3]。

裹头的施工应根据路堤土壤、水深和水流速度的具体设计。水流较慢、土质较好的情况下，先堵塞堤岸，在桩中沿边缘锯柳树、秸秆材料等，回填在桩和堤岸之间。在不打桩的情况下，可以通过抛编织袋和抛石直接完成裹头。当水深和湍急的水流不好时，可以挖填方在路堤上抛垫层或铺土工布，沿裹头部分向下挖1～2m。做好包边，以计算流速，准备足够的被抢材料，准备好门坍塌时的救生保险，裹头长度将根据门的水势情况在裹头和回水部分维护。

（4）制作良好的施工材料。如果堤坝破裂，堤坝会先受到冲击，堤坝通常范围很广，因此也会显得更加脆弱。因此，在水利工程的过程中，必须注意堤坝建筑材料的选择标准。一旦堤坝决堤，需要很多材料来堵塞，这些材料中除了大块石头、土袋，还有铅笼、混凝土块或沉船等。在大坝堤防实际封堵过程中，为了使铅笼更加稳固，需要在大坝内部放置一些石块或混凝土块，但堆放在其中的混凝土块或石块的体积不应太大，有关人员应严格控制这些材料。在封堵过程中，可以直接选择几块大石头进行封堵，如果大坝的突破程度较大或其径流速度较快，可以将几块铅细胞连接在一起，通过抛石封堵口。

3.2 水利工程施工中堵口的方法

堵口有以下8 种方法。

（1）抛石堵口法。在决口处直接抛石，根据水流速度和决口宽度，抛石不宜过小，抛石速度也有相应要求。

（2）铅丝笼。使用铅丝笼或竹丝笼填石料填孔，当石料小，不能直投时，可将石料放入铅丝笼或竹丝笼堵孔内。小块石头时，可以用混凝土封闭石头，对于那些有较大锋利度的，可以连接多个投掷物，同时投掷，可以应付较大的决口。

（3）埽捆进占。埽捆进占是指用柳枝、树枝或芦苇做成直径为0.1～0.2m 的把手，上面铺上石头，然后扎成大小合适的埽捆，绳子绑在埽捆的两端，然后推入水中固定在堤坝的木桩上。往前推，直到气闭，再填土，加厚。注意埽捆厚度，用土带压住背水面。

（4）打桩进占。打桩法适用于堵水深度在1.5m 左右的情况，具体操作方法是在口门两端加包头后，在大坝两侧沿轴线打桩，桩的平均间距为0.5m，桩之间用铅丝或木板联结，桩的深度在土下2～3m。具体情况下，为了抵抗水压，会每隔3～4 根桩需要加1 根支撑桩，在对着水的水面上铺设一层层的草、土、柳枝、竖立的埽捆。

（5）沉船堵口。当决口处水流比较急，水势失控，急需抢险时，可采用沉船封堵决口的方法。堵沉船口，就是在空船上填土，当土的重量超过船体时，船就会下沉，把船降到决口的位置，然后在船体背面固定倾倒带和土料，堵住决口，拦截水流。一般来说，船只的数量和大小取决于决口闸门的大小，沉船在闸门处呈“一”字形排列，便于充分利用空间。堵口是一项非常紧迫的任务，但需要在出发前做好精密严谨的准备工作，比如在大门口勘测测量地形、地质、纵横断面水力等。堵口准备工作完成后，必须迅速堵口，并注意施工质量和人员安全。

（6）埽工。埽工做法是将稻草、柳枝或芦苇逐层均匀铺开，用碎石和土覆盖，卷成埽捆，连接在一起，就成了护岸工程。埽捆是我国特有的护岸方式，用于护岸、截流、堵口或筑坝。

（7）堤防截流技术。该技术的实施重点在于选择合理的阻塞顺序和阻塞时间。阻塞顺序是按照从下游到上游的堵塞顺序。当下游封闭后，再进行上游施工，上游施工则相反。采用该施工工艺时，封堵时间的选择非常重要。通常堵漏时间选择在所需材料和机械设备准备充分后，在一些特殊路段，可以选择避开汛期施工，减少工期；主要施工工艺有混堵、立堵、平堵3 种。混堵是立堵、平堵的结合。立堵是指大坝两侧逐渐向河口靠拢。平堵是指自下而上填堵坝轴线，材料超过水面时进行封堵。在实际施工中，需要根据实际情况选择合适的封堵方法。封堵施工技术的关键是封堵施工。直接影响大坝的防洪能力，截流是指坝体与堵口两侧的距离，约为2.5m，此时入口较小，河坝入口会对其产生较大影响，造成较大影响。此时可以通过关门合拢，陈排合拢，横梁合拢等。使封闭工作顺利完成。

（8）合拢技术。合拢是指在口门的两侧进行施工和封堵，最终将口门的两侧距离缩小到2～3m。合拢抠门后，应该开展闭气的工作，也就是把口门完全堵住。根据所用材料，合拢技术可分为3 种，即关门合拢、陈排合拢和横梁合拢。横梁合拢具体是指用一根直径约20cm 的粗木杆，横放在龙口上，固定后在横梁前打一排木桩，木桩中间填土袋，以阻挡水流；陈排合拢是指将树枝捆扎加工成陈排，并在陈排中放入适量的土袋。人手动控制陈排移动到关闭位置，待陈排稳定后，抛掷土袋，使土袋最终超过水面高度；关门合拢是指在木桩上捆绑柴草，使木桩卡在龙口，拦截水流后再投掷土袋，从而完成合拢工作。

3.3 水坝堤防复堤阶段的施工技术

复堤阶段的施工技术如下。

（1）恢复堤坝高度。在大坝筑堤期间，必须将大坝的高度恢复到原来的高度。这是因为大坝截流后的基本防御能力仍然较差，可能会出现渗水等问题，回水有池有坑。因此，在恢复大坝高度时，需要保证留出一定的高度，以保证恢复功能的效果。

（2）复堤施工的注意事项。复堤修复前，必须清理基面上的杂物，并逐层均匀填筑。筑坝时也要注意接水面是否已经铺好粘土，背水面铺上沙土。堤身填到高于水面后，要分层填土，最后夯实。堤防施工全过程必须严格执行相关施工标准，避免事故发生。

3.4 堤防堵口施工后的技术

为了有效避免泄流事故的发生，工程完工后通常会留下挡水坝。虽然在这样的坝规模上，大坝的体积很小，但缺口很多。因此，可采用抬高坝顶的方式有效防洪，并需采取其他有效措施防止安全事故。总的来说，大坝的断面还是比较脆弱的，经常会出现水坑、渗漏等问题。大坝的高度一般为40～60cm，可以保证大坝不会决堤。溃坝后，第一项工作就是包扎头部，防止溃坝进一步扩大。除了包裹施工，大坝还应提供一个良好的外部环境。裹头是指河流节流时，堤口两侧的破堤或堤头。如发生决口，可选择水流小或垮堤面积小的地方修复裹头。为了降低工作难度，根据水流强度估算的当前水流宽度，在距入口一定距离处对堤身进行了破断，并对包头进行了改造。一般在裹头处挖深1.5m，根据水的具体情况对包头进行详细处理[4]。此外，还要做好口门崩塌的工作。对于包头的设计，需要根据水流速度、地质、水位等实际情况来确定设计方案。土质松软，水流较大时，可在堤前铺设柳条抛枕。相反，如果土质条件好，水流小，可以在桩与路堤之间进行填筑作业，但这种作业需要在路堤周围打桩。

4 结语

综上所述，大坝截流施工是一项环节多、任务重、技术和经验要求高的工程。大坝堤防建设的质量将直接影响社会生产生活活动的正常开展。一旦堤坝决口，修复起来极其困难。因此，做好大坝围堤截流施工，不仅有助于提高水利工程的安全性，还能保证大坝围堤起到良好的防洪作用。因此，我们有必要切实提高堤坝封堵的施工技术，加强堤坝封堵的管理，以进一步促进我国水利工程的发展。