探析水利工程圍堰施工技術(shù)的要點(diǎn)

孫關(guān)起 李慧

摘 要：當(dāng)前城市為了在河流上建造水利樞紐格式的水工建筑物，其次要對(duì)建筑物的基礎(chǔ)進(jìn)行處理，而大面積的基本處理以及水工建筑物的施工很難在流水中開(kāi)展，所以需要形成基坑，把水抽干，通常采用的方法是用臨時(shí)擋水建筑物——圍堰將建筑物基坑的全部或一部分從河床中隔離開(kāi)來(lái)，然后把水抽干進(jìn)行施工。

關(guān)鍵詞：水利工程；圍堰施工技術(shù)

一、圍堰分類

按其所使用的材料，可以：土石圍堰、草土圍堰、鋼板樁格型圍堰、混凝土圍堰等。按圍堰與水流方向的相對(duì)位置，可以分為：橫向圍堰和縱向圍堰。按導(dǎo)流期間基坑淹沒(méi)條件，可以分為：過(guò)水圍堰和不過(guò)水圍堰。過(guò)水圍堰除需要滿足一般圍堰的基本要求外，還要滿足堰頂過(guò)水的專門(mén)要求。

二、圍堰的基本型式及構(gòu)造

（1）不過(guò)水土石圍堰，不過(guò)水土石圍堰是水利水電工程中應(yīng)用最廣泛的一種圍堰型式。它能充分利用當(dāng)?shù)夭牧匣驈U棄的土石方，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，可以在動(dòng)水中、深水中、巖基上或有覆蓋層的河床上修建。但其工程量大，堰身沉陷變形也較大。

（2）過(guò)水土石圍堰，當(dāng)采用允許基坑淹沒(méi)的導(dǎo)流方式時(shí)，圍堰堰體必須允許過(guò)水。因此，過(guò)水土石圍堰的下游坡面及堰腳應(yīng)采取可靠的加固保護(hù)措施。目前采用的有：大塊石護(hù)面、鋼筋石籠護(hù)面、加筋護(hù)面及混凝土板護(hù)面等。較普遍的是混凝土板護(hù)面。

（3）混凝土圍堰，混凝土圍堰的抗沖與防滲能力強(qiáng)，擋水水頭高，底寬小，易于與永久建筑物相連接，必要時(shí)還可以過(guò)水，因此應(yīng)用比較廣泛。國(guó)內(nèi)浙江緊水灘、貴州烏江渡、湖南鳳灘及湖北隔河巖等水利水電工程中均采用過(guò)拱型混凝土圍堰作橫向圍堰，但多數(shù)工程還是以重力式混凝土圍堰作縱向圍堰。

三、圍堰的平面布置與堰頂高程

（1）圍堰的平面布置，圍堰的平面布置一般應(yīng)按導(dǎo)流方案、主體工程的輪廓和對(duì)圍堰提出的要求而定。通常，基坑坡趾離主體工程輪廓的距離，不應(yīng)小于20～30m，以便布置排水設(shè)施、交通運(yùn)輸?shù)缆芳岸逊挪牧虾湍０宓?。至于基坑開(kāi)挖邊坡的大小，則與地質(zhì)條件有關(guān)。當(dāng)縱向圍堰不作為永久建筑物的一部分時(shí)，基坑縱向坡趾離主體工程輪廓的距離，一般不大于2.0m，以供布置排水系統(tǒng)和堆放模板。如果無(wú)此要求，只需留0.4～0.6m就夠了。

（2）堰頂高程，堰頂高程取決于導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量及圍堰的工作條件。下游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：

Hd=hd+ha+δ

式中Hd—下游圍堰堰頂高程，m；hd—下游水位高程，m；可直接從河流水位流量關(guān)系查出；ha—波浪爬高，m；δ—圍堰的安全超高，m。上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：

Hu=hd+z+ha+δ

式中Hu—上游圍堰堰頂高程，m；z—上下游水位差，m；其余符號(hào)同上式。

必須指出，當(dāng)圍堰要攔蓄一部分水流時(shí)，則堰頂高程應(yīng)通過(guò)調(diào)洪計(jì)算來(lái)確定?？v向圍堰的堰頂高程，要與束窄河段宣泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量時(shí)的水面曲線相適應(yīng)。因此，縱向圍堰的頂面往往作成階梯形或傾斜狀，其上游和下游分別與上游圍堰和下游圍堰頂同高。

四、圍堰的防滲和防沖

圍堰的防滲、接頭和防沖是保證圍堰正常工作的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)土石圍堰來(lái)說(shuō)尤為突出。

（1）圍堰的防滲，圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無(wú)大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻、斜墻接水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。

（2）圍堰的接頭處理，圍堰的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言?；炷量v向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑，防止引起有害的集中滲漏。

（3）圍堰的防沖，圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關(guān)，一般多采用拋石護(hù)底、鉛絲籠護(hù)底、柴排護(hù)底等措施來(lái)保護(hù)堰腳及其基礎(chǔ)的局部沖刷。關(guān)于圍堰區(qū)護(hù)底范圍及護(hù)底材料尺寸的大小，應(yīng)通過(guò)水工模型試驗(yàn)確定。解決圍堰及其基礎(chǔ)的沖刷問(wèn)題，除了護(hù)底以外，還應(yīng)對(duì)圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進(jìn)、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉(zhuǎn)角處設(shè)置導(dǎo)流墻，以改善束窄河段進(jìn)出口的水流條件。

五、圍堰法導(dǎo)流

從施工導(dǎo)流方式來(lái)分析，大體上可分為三類，即分段圍堰法導(dǎo)流、全段圍堰法導(dǎo)流、淹沒(méi)基坑法導(dǎo)流。

（1）分段圍堰法導(dǎo)流，分段圍堰法亦稱分期圍堰法，就是用圍堰將水工建筑物分段、分期維護(hù)起來(lái)進(jìn)行施工的方法。

在確定縱向圍堰的位置或選擇河床的束窄程度時(shí)，應(yīng)重視下列問(wèn)題：充分利用河心洲、小島等有利地形條件；縱向圍堰盡可能與導(dǎo)墻、隔墻等永久建筑物相結(jié)合；束窄河床流速要考慮施工通航、筏運(yùn)、圍堰和河床防沖等的要求，不能超過(guò)允許流速；各段主體工程的工程量、施工強(qiáng)度要比較均衡；便于布置后期導(dǎo)流泄水建筑物，不致使后期圍堰過(guò)高或截流落差過(guò)大。

分段圍堰法導(dǎo)流一般適用于河床寬、流量大、施工期較長(zhǎng)的工程，尤其在通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流上。分段圍堰法導(dǎo)流，前期都利用束窄的原河道導(dǎo)流，后期要通過(guò)事先修建的泄水道導(dǎo)流，常見(jiàn)的有以下幾種：底孔導(dǎo)流、壩體缺口導(dǎo)流、束窄河床導(dǎo)流。

（2）全段圍堰法導(dǎo)流，全段圍堰法導(dǎo)流，就是在河床主體工程的上下游各建一道斷流圍堰，使河水經(jīng)河床以外的臨時(shí)泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。全段圍堰法導(dǎo)流，其泄水道類型通常有以下幾種。①隧洞導(dǎo)流，隧洞導(dǎo)流是在河岸中開(kāi)挖隧洞，在基坑上下游修筑圍堰，河水經(jīng)由隧洞下泄。一般山區(qū)河流，河谷狹窄，兩岸地形陡峻，山巖堅(jiān)實(shí)，采用隧洞導(dǎo)流較為普遍。②明渠導(dǎo)流，明渠導(dǎo)流是在河岸上開(kāi)挖渠道，在基坑上下游修筑圍堰，河水經(jīng)渠道下泄。③涵管導(dǎo)流，涵管導(dǎo)流一般在修筑土壩、堆石壩工程中采用。

六、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水利工程作為一種十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于保證整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定的發(fā)展具有十分重要的作用。為了確保水利工程施工的順利進(jìn)行必須采用圍堰來(lái)對(duì)流水進(jìn)行有效的阻擋，只有這樣才能夠使水利工程建設(shè)有一個(gè)穩(wěn)定的施工環(huán)境，為水利工程的按期完成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒鵬.選擇施工導(dǎo)流方法的探討[J].廣西水利水電，2006，（03）.

（作者單位：曹縣太行提水利工程管理處）