水利施工圍堰技術(shù)應(yīng)用與施工

王鳳 單縣水務(wù)局

圍堰技術(shù)作為土木工程中最重要的水利施工保證技術(shù)之一，在大型水利工程施工管理中合理應(yīng)用圍堰技術(shù)，充分考慮了特殊的地理位置、地質(zhì)條件等諸多因素，水利工程建設(shè)保障點(diǎn)的水文和自然環(huán)境特征，極大地提高了水資源利用率，有效緩解了新時(shí)期日益加劇的能源危機(jī)，促進(jìn)了新時(shí)期我國水利事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

一、圍堰施工原則

（一）圍堰施工應(yīng)穩(wěn)定

在掌握圍堰技術(shù)原理之前，施工組織人員應(yīng)到現(xiàn)場仔細(xì)考慮各施工樁段的實(shí)際地質(zhì)情況，力求找到各種有效實(shí)用的圍堰設(shè)計(jì)和施工方法，從而充分保證現(xiàn)場圍堰方案施工過程的正確性和經(jīng)濟(jì)效益。除了靈活選擇各種圍堰方案設(shè)計(jì)和施工技術(shù)方法外，堅(jiān)實(shí)實(shí)用的工程基礎(chǔ)管理也成為施工人員不容忽視的一個(gè)方面。正確選擇使用性能和施工土壤質(zhì)量與地形、水流條件相一致的新型建筑材料。

（二）圍堰設(shè)計(jì)應(yīng)正確、簡單

圍堰結(jié)構(gòu)施工通常是臨時(shí)開工后為配合后期或其他中期水利工程的實(shí)施，持續(xù)、有效、順利地完成施工目的而形成的特殊臨時(shí)工程之一。因此，在一期水利工程任務(wù)目標(biāo)順利實(shí)施和完成后，還必須確保圍堰結(jié)構(gòu)，以避免工程的臨時(shí)性和隨意性，及時(shí)拆除。

（三）圍堰建筑應(yīng)當(dāng)與局部狀況相符

圍堰的施工結(jié)構(gòu)需要能夠有效、安全地抵抗天然水同時(shí)形成的各種強(qiáng)水沖擊，并能承受河土和自身造成的巨大沖刷壓力，確保在圍堰施工及自身及各種環(huán)境條件下，不存在可能直接影響整個(gè)圍堰穩(wěn)定和正常運(yùn)行的其他方面。因此，在規(guī)劃建設(shè)和設(shè)計(jì)施工過程中，應(yīng)更全面、正確地考慮當(dāng)?shù)赝寥罈l件、局部地形的沖擊起伏、水壓和水流條件等各種綜合因素對精確地質(zhì)調(diào)查的影響，只有這樣，我們才能在正確的施工測量規(guī)模水平上進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，以確保這些整個(gè)圍堰建筑能夠更準(zhǔn)確地符合當(dāng)?shù)氐臈l件，在各類水利工程規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或立項(xiàng)審批中，能使整個(gè)圍堰施工更加方便。

（四）嚴(yán)密的圍堰結(jié)構(gòu)

圍堰結(jié)構(gòu)工程施工的科學(xué)性和技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)性往往成為保證其持續(xù)保護(hù)圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定必須考慮的一些基本條件。因此，在保護(hù)其他類型的水利工程時(shí)，必須考慮對圍堰結(jié)構(gòu)工程的嚴(yán)格檢查和檢測、修理或加固的技術(shù)處理，定期檢查、維護(hù)和加固圍堰結(jié)構(gòu)，及時(shí)、穩(wěn)妥地解決工程局部滲漏和裂縫，避免對自身造成嚴(yán)重破壞或其他影響圍堰穩(wěn)定和安全使用的特殊情況。在施工管理領(lǐng)域，若要對圍堰節(jié)點(diǎn)的防水處理方案進(jìn)行改造，則需要考慮其它的改造方法，如增加接觸面、埋設(shè)墊層或加深墊層等。

（五）圍堰施工經(jīng)濟(jì)合理

堰型結(jié)構(gòu)的施工往往影響水利工程的最終成敗。因此，在大壩施工設(shè)計(jì)過程中，施工專業(yè)人員往往要定期對其進(jìn)行加固。正確可靠的圍堰整體施工和設(shè)計(jì)，對大幅度降低工程圍堰整體施工和施工成本具有相當(dāng)大的綜合影響。

二、常見水利工程圍堰技術(shù)

（一）土圍堰以及土袋圍堰施工的技術(shù)

利用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粘性土進(jìn)行混凝土圍堰工程的過程稱為粘土圍堰技術(shù)。在選擇砂土材料時(shí)，工作設(shè)計(jì)人員還應(yīng)經(jīng)常加強(qiáng)檢查，注意建筑物內(nèi)混凝土滲透顆粒的具體長度及其附近的堰深。堰深處的實(shí)際土壤厚度通常應(yīng)完全根據(jù)混凝土內(nèi)部滲流中顆粒數(shù)量的具體大小來判斷。

（二）木樁圍堰施工技術(shù)的具體應(yīng)用

圍堰技術(shù)選擇一般是指指導(dǎo)施工的單位根據(jù)當(dāng)前實(shí)際施工需要或結(jié)合現(xiàn)場地形環(huán)境的實(shí)際變化和實(shí)際施工需要，選擇合理的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行技術(shù)選擇，木樁圍堰技術(shù)也是我國在建中小型水利工程的常用技術(shù)。此外，還有另一種土圍堰技術(shù)。木樁圍堰工程的主要設(shè)計(jì)方法是采用機(jī)械在天然河床巖石結(jié)構(gòu)上鉆孔或打入木樁，然后在其周圍設(shè)置木柵欄，以進(jìn)一步保證工程質(zhì)量，有效維護(hù)其邊坡結(jié)構(gòu)，通過使用這些鉆孔木樁形成天然擋土圍堰渠道，確保安全性和穩(wěn)定性。

（三）鋼板樁圍堰技術(shù)

目前，在我國大型水利工程圍堰技術(shù)體系的研究中，廣泛采用的是另一種樁型，即直接采用的鋼板樁。同時(shí)，這種樁型還提供了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，可應(yīng)用于我國各種工程不同類型地形條件下的特殊自然或地理位置的水利工程系統(tǒng)中。顧名思義，鋼板樁水利圍堰的技術(shù)體系是可直接用于大型水利工程圍堰。由于鋼板樁系統(tǒng)本身具有較高的鋼材硬度系數(shù)，因此具有較好且穩(wěn)定的抗水力和耐磨性，因此，即使只能單獨(dú)設(shè)置，并在一些狹窄的區(qū)域性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用，其中水流不需要太快，它往往能在相對較長的時(shí)間內(nèi)保持良好的連續(xù)運(yùn)行的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（四）砌體圍堰技術(shù)

漿砌石圍堰施工時(shí)，應(yīng)按上下層石料順序進(jìn)行水平砌筑。一般情況下，應(yīng)至少提前預(yù)留上下層石塊之間有一定間隙距離的空間。如有必要，也可在砂漿砌體層施工期間使用拉線和其他輔助工具，以避免石材內(nèi)部出現(xiàn)空腔開裂問題。

（五）鋼筋混凝土圍堰

鋼筋混凝土圍堰系統(tǒng)也是最常見的堰技術(shù)。該類型圍堰系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件為高強(qiáng)度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大可靠的安全穩(wěn)定功能和工程承載力。鋼筋混凝土圍堰技術(shù)的應(yīng)用效果一般是不同的，因?yàn)樗艿皆S多因素的影響，如所在城市的區(qū)域環(huán)境、圍堰結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)等。

三、水利施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析

（一）因地制宜合理設(shè)置水利圍堰

水利工程施工中使用的施工圍堰結(jié)構(gòu)本身具有臨時(shí)性。圍堰結(jié)構(gòu)主要用于在整個(gè)施工作業(yè)過程中臨時(shí)阻斷工程水流，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)施工項(xiàng)目設(shè)施的永久保護(hù)。整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)營后需要定期拆除，因此，一方面需要采用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，以確保施工的穩(wěn)定性和安全性。另一方面，要把投資成本降到最低，保證整體經(jīng)濟(jì)。這就要求專業(yè)設(shè)計(jì)和研究人員在根據(jù)自身實(shí)際情況發(fā)布結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要統(tǒng)籌考慮和統(tǒng)籌規(guī)劃，因地制宜，確保方案的經(jīng)濟(jì)可行性和社會(huì)實(shí)用性。由于建設(shè)穩(wěn)定可靠的河床圍堰結(jié)構(gòu)是保證整體施工的重要基礎(chǔ)，工程順利順利實(shí)施，施工質(zhì)量高，施工組織人員在施工過程中需要更加科學(xué)，準(zhǔn)確合理地掌握河流水深和河床流速，一方面，當(dāng)河流水深≤1.5m，河床水流速度相對穩(wěn)定緩慢，可進(jìn)行河床施工作業(yè)。在實(shí)際運(yùn)營和施工的整個(gè)過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的河流滲漏。一旦出現(xiàn)情況，施工人員也應(yīng)調(diào)整方案，如果水柱深度大于1.7m，施工速度保持在2M/s以上的施工范圍內(nèi)，施工和養(yǎng)護(hù)人員可考慮省略人工打樁等操作。靈活利用周邊木材進(jìn)行處理和施工，解決問題；當(dāng)河流水深小于或等于4m時(shí)，施工組織人員應(yīng)首先觀察河床條件是否能適應(yīng)，并進(jìn)行打樁施工處理。此時(shí)，水利工程的圍堰施工也可借助適當(dāng)?shù)闹鶚兜仍O(shè)備進(jìn)行。

（二）圍堰施工

水利工程圍堰工程包括大量重要的技術(shù)施工管理過程和控制環(huán)節(jié)。特別是在技術(shù)施工周期短、技術(shù)施工控制環(huán)境相對惡劣的情況下，自然會(huì)給其他水利基礎(chǔ)施工技術(shù)項(xiàng)目的管理帶來更高的施工難度系數(shù)。運(yùn)行控制表的設(shè)計(jì)無疑將反映當(dāng)前水利工程圍堰設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的復(fù)雜性和特殊性。因此，為了真正找到穩(wěn)定、扎實(shí)推進(jìn)水庫圍堰工程施工及驗(yàn)收的途徑，施工組織單位自然需要提前做好較為系統(tǒng)、規(guī)范的水庫圍堰施工組織編制和設(shè)計(jì)工作，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)細(xì)節(jié)上：水利工程的規(guī)劃和建設(shè)程序必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，隨著近年來對相關(guān)問題的研究和探討進(jìn)一步深入，積累了豐富的蓄水建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國已逐步形成了一套比較完善、規(guī)范的工程建設(shè)體系，從前期大量的現(xiàn)場勘察、流量測量和數(shù)據(jù)收集，到后期的勘察設(shè)計(jì)，對工程建設(shè)都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（三）科學(xué)把控基坑排水施工

基坑、隧道排水支護(hù)施工工程也是水利圍堰工程體系的核心。在現(xiàn)代水利工程建設(shè)和運(yùn)行過程中，水利圍堰工程設(shè)計(jì)的主要工作目的之一是有效阻斷水流沖刷，使水利工程內(nèi)部的水工環(huán)境最終保持相對干燥和良好。為了有效實(shí)現(xiàn)兩個(gè)施工目標(biāo)，大多數(shù)施工作業(yè)人員在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工過程中，需要提高地下施工排水工作場所的整體抗水沖擊性、耐水性和抗水腐蝕性，這就要求廣大施工管理人員在實(shí)際工程施工過程中實(shí)施基坑施工排水等工作場所的實(shí)際工程。

（四）粘土填充技術(shù)

施工監(jiān)理人員在施工全過程中需要注意技術(shù)要求與施工監(jiān)理的關(guān)鍵內(nèi)容相結(jié)合，避免施工單位在技術(shù)作業(yè)現(xiàn)場出現(xiàn)不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的新情況，充分發(fā)揮粘土填筑施工技術(shù)潛在的市場應(yīng)用價(jià)值。優(yōu)質(zhì)、安全的粘土填料是實(shí)現(xiàn)粘土填料新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，專業(yè)的施工服務(wù)人員需要嚴(yán)格、合理地選擇符合要求的優(yōu)質(zhì)粘土材料。在實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)過程中，必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分層填筑施工，注意顆粒厚度應(yīng)盡可能接近本工程的實(shí)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。填筑工藝完成并合格后，可采用專業(yè)挖掘機(jī)等專業(yè)機(jī)械化施工生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)。

四、結(jié)論

中國經(jīng)濟(jì)和人民生活的快速發(fā)展與中國水資源的快速開發(fā)密不可分。因此，我們應(yīng)該繼續(xù)增加人們對研發(fā)的支持和關(guān)注。在現(xiàn)有水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中投入工程科學(xué)技術(shù)，以先進(jìn)、安全、穩(wěn)定、有效、可行的工程建設(shè)技術(shù)體系，保證人們對高質(zhì)量現(xiàn)代水利基礎(chǔ)工程技術(shù)的未來發(fā)展需求，加快國民經(jīng)濟(jì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步科學(xué)、有效、可持續(xù)發(fā)展，建立和完善符合中國社會(huì)和各國人民對高質(zhì)量現(xiàn)代水利工程建設(shè)期望的新標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)體系平穩(wěn)較快發(fā)展，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)水利工程科技建設(shè)質(zhì)量現(xiàn)代化目標(biāo)。