水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

于建軍

中鐵二十一局一公司

1 引言

水利工程施工借助社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的契機(jī)進(jìn)入了高速發(fā)展的快車道，又反作用于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)，為其發(fā)展提供了源源不絕的動(dòng)力。二者之間的關(guān)系極為密切，可以用相輔相成來形容。如何提高水利工程施工質(zhì)量，并在保障質(zhì)量的前提下提高效率，始終是水利工程事業(yè)重點(diǎn)思考的問題。圍堰技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用，不僅考慮到了水利工程的施工質(zhì)量，還兼顧了經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性的原則，為水利工程施工水平的提升提供了技術(shù)上的支持和保障。水利工程施工人員應(yīng)意識到圍堰技術(shù)的重要性，積極學(xué)習(xí)圍堰技術(shù)的要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，將其合理的應(yīng)用至水利工程施工當(dāng)中。也要注意創(chuàng)新與改革，在施工的同時(shí)對其進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)變，充分激發(fā)圍堰技術(shù)的潛在價(jià)值與能力。

2 水利工程圍堰施工技術(shù)的概述

實(shí)踐證明，將圍堰施工技術(shù)應(yīng)用于水利工程中后，不僅可以提高水利工程項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量和水平，還可使與其相關(guān)的水電站工程設(shè)計(jì)得到優(yōu)化與完善，對整個(gè)水利事業(yè)的發(fā)展都有積極影響。項(xiàng)目設(shè)計(jì)是水利工程施工的重要組成部分，設(shè)計(jì)工作的好壞關(guān)系到整個(gè)工程的施工質(zhì)量。正是因?yàn)閲呤┕ぜ夹g(shù)的介入，水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)才能達(dá)到全新的高度。而在實(shí)際施工中，圍堰技術(shù)同樣發(fā)揮了不可替代的作用，不僅加快了技術(shù)及設(shè)備的更新速度，還使水利工程行業(yè)在原有基礎(chǔ)上得到了較大幅度的提升與改善。在圍堰施工當(dāng)中，圍護(hù)施工起著關(guān)鍵性的作用，合理而有效的圍護(hù)施工，可以保障水利工程施工基坑作業(yè)面的干燥性，全面提升施工工作的可行性。利用圍堰技術(shù)建造的建筑物可以永久保存，不需要在施工后進(jìn)行拆除。最重要的是，即便是不拆除建筑物也不會(huì)影響到其他施工工作的開展。除此之外，圍堰工程還具有保護(hù)主體建筑的作用，以免其因流水腐蝕而受到影響。由此可見，圍堰技術(shù)可以為水利工程提供理想的施工環(huán)境與優(yōu)越的作業(yè)條件，發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢，保障工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性，提升施工安全。

3 水利工程圍堰施工的原則

3.1 穩(wěn)定性

所有工程在開始施工前都要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，水利工程施工同樣如此。施工準(zhǔn)備應(yīng)由專門的技術(shù)人員負(fù)責(zé)，需到達(dá)施工場地進(jìn)行實(shí)地考察，了解施工區(qū)域的水文、地質(zhì)和自然條件等狀況，根據(jù)實(shí)際情況制定最為合理的圍堰施工方式，保障圍堰技術(shù)可以在施工區(qū)域內(nèi)充分發(fā)揮自身的價(jià)值和功能。事實(shí)上，施工前的準(zhǔn)備較為繁瑣，不僅要進(jìn)行施工方式的選擇，還要結(jié)合工程需求和實(shí)際狀況做好地基處理，按照順序和要求挖基坑、埋樁體，確保圍堰結(jié)構(gòu)堅(jiān)固牢靠。眾所周知，水利工程施工質(zhì)量很大程度上由施工材料來決定，前期準(zhǔn)備中就要意識到施工材料的重要性，選擇質(zhì)量合格的正規(guī)廠家購買施工材料，并對其進(jìn)行檢驗(yàn)，確保施工材料符合工程要求后才可進(jìn)入場地。水利工程與其他工程不同，選擇建筑材料時(shí)應(yīng)考慮的水流、土質(zhì)的特殊性質(zhì)。一般情況下，水利工程施工都會(huì)選擇鋼筋混凝土，這也是水利事業(yè)最常使用的材質(zhì)之一。但還是要在施工前考慮到工程的實(shí)際情況，基于穩(wěn)定性的原則，選擇最佳施工材料。只有選擇質(zhì)量合格、參數(shù)合適的施工材料，才能保證堰體的穩(wěn)定性，以免在施工或使用過程中出現(xiàn)腐蝕或滲漏等安全性問題。

3.2 設(shè)計(jì)合理性

從本質(zhì)上來說，圍堰結(jié)構(gòu)是一種臨時(shí)性的工程，是為了后續(xù)的施工工作而搭建的臨時(shí)設(shè)施。一般而言，大多數(shù)圍堰結(jié)構(gòu)都會(huì)在水利工程完成施工工作后被拆除，但也有少部分工程保留了圍堰結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)閲呓Y(jié)構(gòu)可以與水利工程以融洽的方式保留下來，共同服務(wù)于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。需要注意的是，并不是所有圍堰結(jié)構(gòu)都可以保留，而是只有設(shè)計(jì)合理且質(zhì)量達(dá)到要求的圍堰結(jié)構(gòu)，才可以留下來與水利工程一起使用。這就要求設(shè)計(jì)人員遵循合理性的原則進(jìn)行圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，綜合考慮不同因素給圍堰結(jié)構(gòu)乃至水利工程帶來的影響，利用嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的方案維護(hù)施工工作的科學(xué)性與可行性。除此之外，圍堰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造是否合理，還會(huì)直接決定整個(gè)水利工程的成敗，因此，大部分施工人員都會(huì)在施工過程中對圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。如果設(shè)計(jì)合理，質(zhì)量符合要求則不必要進(jìn)行后續(xù)的維修或保護(hù)。由此可見，設(shè)計(jì)工作的合理性十分重要。如若在后續(xù)的施工中加以維護(hù)或保養(yǎng)，就會(huì)投入更多的成本，致使施工單位承受較大的經(jīng)濟(jì)壓力。因此，一定要在設(shè)計(jì)過程中保障圍堰結(jié)構(gòu)的合理性與可操作性。

3.3 因地制宜

圍堰施工技術(shù)具備技術(shù)性較強(qiáng)的特征，施工環(huán)節(jié)極為復(fù)雜，要想順利的利用圍堰技術(shù)開展施工工作，不僅要了解到圍堰施工技術(shù)的實(shí)質(zhì)，還要對其要點(diǎn)形成正確的認(rèn)知。之所以說圍堰施工技術(shù)施工難度較高，是因?yàn)閲呤┕ぜ夹g(shù)不僅要在施工過程中考慮到水流的沖擊問題，還要抵抗土質(zhì)壓力，有效應(yīng)對外在環(huán)境給圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來的不利影響。設(shè)計(jì)人員一定要意識到圍堰建筑建設(shè)的重要性，遵循因地制宜的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，確保圍堰建筑與施工需求和區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件相符。設(shè)計(jì)之前應(yīng)由專門人員對施工區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘察，利用計(jì)量工具得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)與施工工作提供支持與參考。只有遵循因地制宜原則進(jìn)行的圍堰設(shè)計(jì)與建造，才能更好的與整個(gè)工程相匹配，為后續(xù)的水利工程建設(shè)打好基礎(chǔ)。

4 工程概述

精奎輸水管線是一項(xiàng)長距離的調(diào)水工程，在解決沿線生態(tài)問題方面發(fā)揮了重要作用，也在一定程度上滿足了城鎮(zhèn)的用水需求。建設(shè)精奎輸水管線之前，有專門人員對沿線的生態(tài)環(huán)境和自然條件進(jìn)行了調(diào)查與分析，了解了施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和水文條件，經(jīng)過多輪調(diào)查和討論后將管線設(shè)計(jì)流量定為16.7m3/s。其中，精奎輸水管線工程施工Ⅲ標(biāo)涉及到三個(gè)管線，分別是64+748～69+508.1 段、管線69+508.1～87+495.5 段、管線87+495.5～94+021.396（原樁號94+000）段。每段管線經(jīng)過的區(qū)域和地質(zhì)條件均不相同，施工人員和設(shè)計(jì)人員充分遵循了因地制宜的原則，根據(jù)實(shí)際情況確定了管溝開挖深度，管道底部高程同樣因?yàn)榈刭|(zhì)條件不同而做出了靈活的變動(dòng)。該項(xiàng)工程的主要施工工作包括管道開挖、機(jī)電設(shè)備安裝與準(zhǔn)備、排水等主要性的施工工作，還涉及到諸多臨時(shí)工程，例如棄渣場防護(hù)工程、附屬設(shè)施的修建與拆除等，其中就包括圍堰結(jié)構(gòu)。下文結(jié)合本工程對圍堰技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)致的分析。

5 水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用及要點(diǎn)分析

5.1 圍堰設(shè)計(jì)

實(shí)踐證明，在水利工程當(dāng)中，圍堰結(jié)構(gòu)起到了保護(hù)作業(yè)面的作用，并在擋水過程中發(fā)揮了自身的優(yōu)勢和價(jià)值。就目前來看，水利工程施工中的圍堰技術(shù)類型極為豐富，但是所有圍堰都具備強(qiáng)度較大這一特征。這是因?yàn)?，只有擁有一定的?qiáng)度，圍堰結(jié)構(gòu)才能抵御外界環(huán)境給水利工程帶來的影響。最重要的是，無論是在設(shè)計(jì)圍堰，還是在圍堰施工，都要考慮到因地制宜這一原則，只有圍堰結(jié)構(gòu)與區(qū)域內(nèi)的需求和工程現(xiàn)狀相符，才能為工程的順利開展保駕護(hù)航[。上述工程所進(jìn)行的設(shè)計(jì)與施工同樣要考慮到河床情況、選擇最合適的施工方式。例如，如果在施工過程中遇到淺灘水體，且水深和水流速度均低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，則可利用土袋施工法進(jìn)行作業(yè)，此種情況下的河床滲水性較小，且淤泥較淺；如果水深和水流速度高于規(guī)定值，但不具備打樁條件，則可利用木樁、竹條或者竹籬土進(jìn)行圍堰施工；竹鉛絲籠圍堰一般應(yīng)用于水體較深的區(qū)域，此時(shí)水流速度應(yīng)小于3.0m/s，如果情況允許，還可利用堆石土進(jìn)行圍堰結(jié)構(gòu)施工。除上述結(jié)構(gòu)外，鋼板樁圍堰和鋼筋混凝土板樁圍堰等也是水利工程施工過程中的常用圍堰技術(shù)?？偠灾煌膰呒夹g(shù)及圍堰結(jié)構(gòu)對應(yīng)著不同的地質(zhì)環(huán)境、水流速度和水深。注意，河床的堅(jiān)硬程度和土質(zhì)狀況也會(huì)決定圍堰類型?？偟膩碚f，設(shè)計(jì)圍堰的過程中，必須綜合考慮影響水利工程施工的不利因素，從而采取更具針對性的圍堰設(shè)計(jì)保護(hù)水利工程。

5.2 圍堰施工

上文已經(jīng)提出并強(qiáng)調(diào)了圍堰施工的復(fù)雜性，這是因?yàn)閲呤┕すて谳^為緊湊，且會(huì)受到諸多不利因素的影響。另外，大多數(shù)圍堰都會(huì)在地質(zhì)條件較為惡劣的場地進(jìn)行施工，施工組織也會(huì)面臨較高的要求和較為艱巨的任務(wù)。一般情況下，施工單位為了提高施工水平，保障施工質(zhì)量，都會(huì)在施工之前進(jìn)行充分的勘察與準(zhǔn)備。結(jié)合地質(zhì)情況和工程需求，選擇參數(shù)合理質(zhì)量合格的施工材料，施工材料購買與管理均需要由專門的人員負(fù)責(zé)。材料采購人員必須選擇正規(guī)廠家進(jìn)行購買，還要廠家提供合格證明。材料管理也應(yīng)由專門的人員負(fù)責(zé)，材料存放場地必須干燥、通風(fēng)，以免破壞材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，影響到施工質(zhì)量。施工之前還應(yīng)利用分段流水施工的方式有效連接圍堰施工填筑的工序，以便后續(xù)施工工作可以有序進(jìn)行，防止發(fā)生重復(fù)施工或者交叉施工的問題。如今，大部分工程都要使用機(jī)械設(shè)備，水利工程圍堰施工同樣如此，如條件允許，可通過就地取材的方式挖掘渣料或者河內(nèi)的砂礫石，如需運(yùn)輸則可利用挖掘機(jī)或自卸汽車。精奎輸水管線以場內(nèi)運(yùn)輸為主，為了方便運(yùn)輸作業(yè)，搭建了臨時(shí)的運(yùn)輸通道。施工時(shí)可以交錯(cuò)上升法為主，按照既定的順序和流程進(jìn)行逐步填筑。填筑的同時(shí)做好維護(hù)，最好利用本地砂礫土圍住土工布外圍，以免土工布在填筑土石的過程中受到外力影響而被破壞。

圖1

5.3 圍堰導(dǎo)流

當(dāng)前，大多數(shù)水利工程都會(huì)以分段導(dǎo)流和全段圍堰導(dǎo)流的方式開展配合性的導(dǎo)流工作。所謂分段導(dǎo)流，就是要按照工程的要求和實(shí)際狀況，以分段形式開展的圍堰施工導(dǎo)流工作。相對于全段圍堰導(dǎo)流而言，分段圍堰導(dǎo)游更適合河床較寬的施工區(qū)域，這部分地區(qū)普遍存在水流較急的問題，分段導(dǎo)流施工不會(huì)對外在環(huán)境提出較高要求，可以在較短的區(qū)域內(nèi)設(shè)置施工中心并進(jìn)行導(dǎo)流。成功設(shè)置圍堰結(jié)構(gòu)后，河流就會(huì)呈現(xiàn)出被分段截?cái)嗟臓顟B(tài)。一般情況下，分段圍堰導(dǎo)流會(huì)應(yīng)用于大規(guī)模的水利工程施工當(dāng)中。全段圍堰導(dǎo)流也是水利工程施工的常用手段之一，全段圍堰導(dǎo)流的優(yōu)勢在于方便儲存和導(dǎo)出，可將水流引入到既定的建筑或區(qū)域內(nèi)，水流量較大或河床較淺的區(qū)域都會(huì)選擇全段圍堰的方式進(jìn)行導(dǎo)流。但這并不是絕對結(jié)論，而是要根據(jù)實(shí)際狀況而定，真正做到具體情況具體分析。

5.4 圍堰的拆除與加固

上文已經(jīng)說明，圍堰是一種臨時(shí)性的施工設(shè)施，大多數(shù)水利工程會(huì)在完成施工后拆除圍堰結(jié)構(gòu)。圍堰結(jié)構(gòu)拆除也是一項(xiàng)技術(shù)性的工作，需要考慮到拆除過程中可能出現(xiàn)的塌方問題，拆除時(shí)極有可能因滲水而影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)。要想避免這一現(xiàn)象，可在拆除的同時(shí)進(jìn)行加固，加固工具可以是木樁，也可以是土石沙袋，這種方法特別適用于汛期河流。除此之外，部分圍堰在拆除過程中可能會(huì)遇到降水量較大或者洪水的問題，如果圍堰坡面因雨水沖刷而受到破壞，應(yīng)適當(dāng)延長工期，選擇更為合適的時(shí)間進(jìn)行拆除。等待期間可利用土石或者木樁對被破壞的區(qū)域進(jìn)行覆蓋加固，直至汛期結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行拆除作業(yè)。

5.5 圍堰信息化管控

在當(dāng)前信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，利用信息化手段進(jìn)行全過程管理是必經(jīng)之路，信息化手段能夠更加精準(zhǔn)、高效的掌握項(xiàng)目施工運(yùn)行情況，使項(xiàng)目進(jìn)度、安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益管控成效得到巨大提升。例如在圍堰施工前、中、后，充分利用現(xiàn)有信息技術(shù)手段嚴(yán)格、高效、動(dòng)態(tài)的進(jìn)行工程管理：通過審批系統(tǒng)嚴(yán)格、充分的對施工方案進(jìn)行評審，通過網(wǎng)絡(luò)電商系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、合理的采購機(jī)械設(shè)備和材料，做好施工前的謀劃、準(zhǔn)備工作；通過項(xiàng)目管理系統(tǒng)下達(dá)施工計(jì)劃、動(dòng)態(tài)監(jiān)控施工進(jìn)度及材料和人力消耗情況，做好施工中的進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)管控；經(jīng)濟(jì)合理的配備選用滲壓計(jì)、位移計(jì)、沉降計(jì)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的掌握圍堰工作情況。利用現(xiàn)有信息化手段為主體工程順利施工提供保障。

6 結(jié)語

在水利工程施工中，圍堰技術(shù)扮演著重要角色，只有利用適當(dāng)可行的技術(shù)搭建可靠的圍堰結(jié)構(gòu)，才能順利開展后續(xù)的水利工程施工，所以才會(huì)有圍堰技術(shù)影響水利工程施工質(zhì)量這一結(jié)論。就目前來看，我國水利工程圍堰施工中仍然存在諸多弊端與不足，雖然在導(dǎo)流、設(shè)計(jì)和施工中已經(jīng)取得了一定的成就，但是水利工程施工質(zhì)量還是會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩鼗蜃匀灰蛩氐挠绊懚艿狡茐?，這要求施工人員和技術(shù)人員加深對水利圍堰技術(shù)的學(xué)習(xí)與研究，結(jié)合地質(zhì)情況和工程需求對其進(jìn)行創(chuàng)新性的改革，以便水利圍堰技術(shù)可以更好的應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和自然條件。利用現(xiàn)有的圍堰技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，一定要遵循既定的原則和注意事項(xiàng)，注意反思和總結(jié)，克服水利工程圍堰施工中的弊病，為水利事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。