水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用

劉佳東

（黑龍江省水利水電集團(tuán)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展，對(duì)水利工程的需求量不斷增加，只有全面保證水利工程的質(zhì)量和安全，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。當(dāng)下，各種各樣的水利工程越來(lái)越多，水利工程應(yīng)用的技術(shù)形式也更加多元，其中圍堰技術(shù)是重點(diǎn)技術(shù)之一，并在水利工程中得到了廣泛的應(yīng)用。作為現(xiàn)階段水利工程項(xiàng)目常用的技術(shù)類型，圍堰技術(shù)在水利建設(shè)中起到了極為重要的作用，從技術(shù)應(yīng)用上看，無(wú)論是對(duì)技術(shù)領(lǐng)域，還是行業(yè)領(lǐng)域，都產(chǎn)生了極大的影響。但是，在近些年多數(shù)企業(yè)水利工程施工中還存在一定的問(wèn)題，圍堰技術(shù)流程落實(shí)不細(xì)致，沒(méi)有發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，影響到了工程建設(shè)質(zhì)量，也埋下了許多安全隱患，只有全面提高技術(shù)能力，做好流程控制，才能有效地確保整體水利工程的質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)水利工程發(fā)展。

1 圍堰技術(shù)概述

水利工程施工建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，要全面設(shè)計(jì)好流程，才能保證質(zhì)量與安全。在水利工程建設(shè)前，要依據(jù)實(shí)際情況，做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，拿出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)方案分析與認(rèn)定，全面確定工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與等級(jí)，水利工程方案包括水利工程的整體性結(jié)構(gòu)、成本投資與造價(jià)、工程進(jìn)度內(nèi)容等，通過(guò)全面的方案設(shè)計(jì)，進(jìn)一步明確水利工程主要內(nèi)容，使水利工程順利推進(jìn)。水利工程建設(shè)離不開(kāi)施工準(zhǔn)備、施工技術(shù)、施工管理等過(guò)程，要把握好各個(gè)環(huán)節(jié)，保證水利工程全面發(fā)展。圍堰工程是前期的準(zhǔn)備工程，作為水利工程重要的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍堰要保證穩(wěn)定，這樣才能起到避免水土進(jìn)入施工區(qū)域的作用，為水利工程建設(shè)提供穩(wěn)定的施工條件，該技術(shù)包括內(nèi)部基坑挖掘、排水設(shè)施建設(shè)、相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)修建等。可以說(shuō)，圍堰工程是水利工程施工建設(shè)必不可少的基本環(huán)節(jié)。

2 圍堰導(dǎo)流方式影響因素

2.1 洪枯流量比影響

實(shí)施圍堰技術(shù)需要合理設(shè)計(jì)好導(dǎo)流，避免不利因素影響，全面提高水利工程建設(shè)質(zhì)量，洪枯流量比是重要的影響因素，施工時(shí)，要全面根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況做好流量設(shè)計(jì)，科學(xué)計(jì)算流量，正確選擇采用過(guò)水或者是不過(guò)水方式施工，這是重要的指標(biāo)。比如，對(duì)于修建在山區(qū)的水利工程，山間河流存在明顯洪枯特點(diǎn)，影響到水位，不同的季節(jié)水位變化也有著明顯差異，洪水期河流流量大，枯水期流量小，要充分結(jié)合圍堰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全面研究現(xiàn)場(chǎng)的資料，合理設(shè)計(jì)好基坑淹沒(méi)導(dǎo)流方式，如果洪枯流量比小于20，通常采用不過(guò)水導(dǎo)流方式，大于50采用過(guò)水導(dǎo)流方式。

2.2 水位變幅的影響

運(yùn)用技術(shù)時(shí)，不但要把握好技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更要充分利用好現(xiàn)場(chǎng)的條件，影響圍堰導(dǎo)流方式的另一關(guān)鍵因素是水位的變幅，要全面做好計(jì)算，才能采取正確的施工方式，從以往的施工數(shù)據(jù)上看，水位變幅小于6 m通常采用不過(guò)水方式，大于12 m時(shí)多采用過(guò)水方式。

2.3 河道影響

河道流量也對(duì)水利工程產(chǎn)生影響，但是影響的作用不大，如果來(lái)水量小就沒(méi)有必要選擇過(guò)水圍堰技術(shù)，從資料上看，來(lái)水設(shè)計(jì)流量低于2 000 m3/s或高于10 000 m3/s時(shí)，可以根據(jù)情況選擇圍堰導(dǎo)流方式。

3 圍堰技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的基本準(zhǔn)則

3.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定準(zhǔn)則

水利工程施工必須要全面保證安全，為了全面提高安全性，需要科學(xué)應(yīng)用圍堰技術(shù)，遵循基本施工原則，以全面保證結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定，這是最基本的要求。水利工程施工開(kāi)始前，一定要充分論證，做好圍堰施工，從根本上保證水利工程順利實(shí)施與推進(jìn)，水利工程建設(shè)質(zhì)量與圍堰施工技術(shù)有直接關(guān)聯(lián)，要充分落實(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)，選擇有利的施工建設(shè)方案，為此，實(shí)際施工中的工作人員一定要以施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為基準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)方案流程，選用圍堰方案和技術(shù)是重點(diǎn)，有效重視地基處理，打好地基基礎(chǔ)，保證地基的牢固，為下一步建設(shè)提供條件。結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定與圍堰材料有關(guān)，進(jìn)行建設(shè)時(shí)，充分分析當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件、土質(zhì)特點(diǎn)和水流特點(diǎn)等，再結(jié)合以往的數(shù)據(jù)，合理確定施工材料。

3.2 因地制宜準(zhǔn)則

水利工程面臨的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，往往是在惡劣的條件下進(jìn)行施工建設(shè)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)處置不當(dāng)，都會(huì)帶來(lái)不良影響，為了全面保證成本投入，則需要因地制宜進(jìn)行圍堰施工，施工流程繁瑣、施工環(huán)節(jié)多樣，抓管理是關(guān)鍵，通過(guò)科學(xué)的管理實(shí)施，全面控制各個(gè)環(huán)節(jié)。工作人員要通過(guò)科學(xué)的調(diào)研與分析，全面結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，遵循因地制宜原則，加強(qiáng)對(duì)圍堰施工技術(shù)運(yùn)用，把握好水流沖擊、土質(zhì)壓力、外界環(huán)境等多項(xiàng)因素，降低成本的同時(shí)，保證安全穩(wěn)定。

3.3 新技術(shù)應(yīng)用原則

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中，各項(xiàng)新技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展，水利工程建設(shè)要充分挖掘新技術(shù)，運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全建設(shè)。要全面了解新技術(shù)，遵循市場(chǎng)規(guī)律，對(duì)新穎的圍堰建設(shè)形式、較高的技術(shù)水平要合理選擇、科學(xué)運(yùn)用，把握好新技術(shù)的內(nèi)容，做好相應(yīng)推廣，不斷提高水利施工質(zhì)量與效果。要提升創(chuàng)新能力，全面加強(qiáng)現(xiàn)階段成熟技術(shù)的改造，提高效率。

3.4 優(yōu)化布局原則

圍堰施工是提高水利建設(shè)質(zhì)量與安全的前提，要不斷創(chuàng)新技術(shù)方案，根據(jù)不同的建設(shè)條件，做好方案的優(yōu)化與設(shè)計(jì)。實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中，要不斷優(yōu)化圍堰建設(shè)方案，一是合理用好技術(shù)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提高建設(shè)能力，科學(xué)合理布置結(jié)構(gòu)；二是用好新設(shè)備，有效優(yōu)化工程施工效率。通過(guò)應(yīng)用新技術(shù)，完成工程建設(shè)日常運(yùn)行管理，做好質(zhì)量跟蹤檢測(cè)，確保圍堰技術(shù)自動(dòng)化和智能化發(fā)展。

4 水利工程圍堰技術(shù)的作用和類型

4.1 臨時(shí)性工程作用

圍堰工程建筑是重要的建筑，對(duì)水利工程起到了良好的保障，雖然是臨時(shí)工程，但是也要全面保證質(zhì)量與安全，這樣才能更好地保證施工人員安全，保護(hù)水利工程建筑安全。施工時(shí)，一定要嚴(yán)格施工標(biāo)準(zhǔn)，全面建設(shè)好圍堰工程，通過(guò)科學(xué)的施工，全面保證圍堰建筑強(qiáng)度，提高防滲效果，對(duì)水利工程主體建設(shè)起到保護(hù)作用。水利工程建設(shè)過(guò)程中，技術(shù)很重要，要全面依靠技術(shù)條件，做好現(xiàn)場(chǎng)的控制，對(duì)于一些難以控制的區(qū)域，要在科學(xué)保護(hù)基礎(chǔ)上，全面提高安全度，對(duì)復(fù)雜水利工程項(xiàng)目的施工可在結(jié)構(gòu)中建立防護(hù)欄，加強(qiáng)工程保護(hù)的強(qiáng)度，提升施工人員安全性，避免水利工程建筑受周邊環(huán)境不利影響。一般情況下，水利工程施工結(jié)束后，根據(jù)條件對(duì)原先圍堰保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除。

4.2 不過(guò)水土石圍堰

水利工程實(shí)際施工中，對(duì)技術(shù)類型的選擇非常關(guān)鍵，過(guò)于復(fù)雜的技術(shù)增加了建設(shè)的成本，簡(jiǎn)單的技術(shù)又起不到作用，所以說(shuō)，建設(shè)過(guò)程當(dāng)中技術(shù)類型的選擇很重要，當(dāng)前，最為廣泛的圍堰方式是不過(guò)水土石圍堰，這種建設(shè)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還可以就地取材，能夠快速組織施工建設(shè)，保證土石方及時(shí)到位，建設(shè)土石壩能夠較好地保證防水效果，保證水利工程順利施工。這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)性建設(shè)在后期拆除更加方便，不影響周邊的地質(zhì)環(huán)境。從技術(shù)使用上看，利用這種類型進(jìn)行施工，施工時(shí)土石方用量較多，如果處理不當(dāng)還會(huì)出現(xiàn)沉陷，要合理避開(kāi)汛期，確保安全施工。

4.3 過(guò)水土石圍堰

一般情況下，水利工程建設(shè)時(shí)也使用淹沒(méi)基坑的導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)，要全面保證整體施工的安全性，技術(shù)人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，合理避開(kāi)不利因素，工作人員要保證圍堰堰體過(guò)水安全，這樣才能起到防護(hù)的效果。要想實(shí)現(xiàn)這一總體目標(biāo)，則要科學(xué)計(jì)算、合理布局，在過(guò)水期間以沖刷和滲透壓力做好數(shù)據(jù)分析，保證小于堰體承載力，避免深層滑動(dòng)，保證工程的安全性。加筋過(guò)水土石圍堰施工也是一種重要的方式，進(jìn)行施工時(shí)，要在下游坡面布置鋼絲網(wǎng)，阻止水流的沖擊，避免了下游的水土流失。為了全面提高保護(hù)能力，可以在下游堰體內(nèi)部預(yù)埋主錨筋，通過(guò)水平方向的保持，提高對(duì)下游坡面和堰體頂部的有效控制，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

4.4 混凝土圍堰

混凝土在水利工程建設(shè)中也是主要的材料，特別是在圍堰施工中，要全面用好混凝土材料，通過(guò)混凝土自身的防水性提高圍堰工程強(qiáng)度與防水性?；炷磷陨碛兄己玫姆浪阅?，凝固后的抗水流沖刷力更強(qiáng)，能達(dá)到良好的效果。進(jìn)行實(shí)際建設(shè)時(shí)，施工簡(jiǎn)便，工程量適中，在水利工程圍堰工程中利用率較高。周邊的環(huán)境能夠與砼建筑保持長(zhǎng)期密切銜接，保證了強(qiáng)度與硬度。

4.5 鋼板樁格型圍堰

鋼板樁格型圍堰在施工中也較多見(jiàn)，這種圍堰主要由主格體和連弧段兩部分構(gòu)成，技術(shù)形式主要是采用鎖扣完成連接各個(gè)部件，這種施工在圍堰中較多見(jiàn)，對(duì)沖擊量大的區(qū)域效果較好，但是材料透水性一般，為了保證施工質(zhì)量，需要做好防水工作，對(duì)鋼板樁格型圍堰施工流程進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一般情況下，要通過(guò)定位作業(yè)、打設(shè)模架支柱、鋼板樁插入、搭設(shè)施工、填入適量料渣等流程，全面提高工程的施工效果，以此保證穩(wěn)定性與安全性。

5 水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用

5.1 明確應(yīng)用條件

由于不同水利工程項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的要求不同，因此，圍堰結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B性也存在不同，對(duì)于水流較小的區(qū)域，不需要使用圍堰技術(shù)，可以直接進(jìn)行施工建設(shè)，但對(duì)于必須要進(jìn)行水流控制的地方，要全面設(shè)計(jì)好圍堰技術(shù)，進(jìn)一步明確實(shí)施的條件，合理設(shè)計(jì)好施工技術(shù)方案。為了保證施工的順利進(jìn)行，一是合理選擇圍堰結(jié)構(gòu)，要保證形式合理科學(xué)，通過(guò)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，全面提高擋水和排水效果，充分發(fā)揮出技術(shù)的作用。二是考慮經(jīng)濟(jì)性，一般來(lái)講，水利工程都是公益項(xiàng)目，投入不多，要想提高經(jīng)濟(jì)效益，則需要對(duì)不同圍堰技術(shù)消耗的成本做好分析，通過(guò)合理的比較，拿出最為合理的方案，全面在保證質(zhì)量的前提下，滿足成本要求。三是滿足現(xiàn)場(chǎng)條件。水利工程建設(shè)是重要的工程，要充分把握好水利情況，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的分析，全面提高整體效果，土石圍堰適合應(yīng)用水深不超過(guò)1.5 m且水流速度不超過(guò)0.5 m/s的區(qū)域，堆石土圍堰適合應(yīng)用于水流速度在2.0-3.0 m/s之間的區(qū)域。

5.2 圍堰施工技術(shù)應(yīng)用

科學(xué)組織好施工，保證建設(shè)質(zhì)量與安全。一是充分調(diào)研并安裝導(dǎo)框。為了保證項(xiàng)目的質(zhì)量，需要根據(jù)施工的流程做好規(guī)劃，充分在調(diào)查的基礎(chǔ)上，提取相關(guān)數(shù)據(jù)，再進(jìn)入施工的現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)水利工程基本情況全面把握后，設(shè)計(jì)出應(yīng)用方案，根據(jù)方案要求，及時(shí)準(zhǔn)備鋼板樁等原材料，全面對(duì)材料、技術(shù)、設(shè)備、人員進(jìn)行組織。按照方案要求，準(zhǔn)確地定位測(cè)量后安裝導(dǎo)框，要把握好現(xiàn)場(chǎng)情況，水中導(dǎo)框和岸邊距離遠(yuǎn)的時(shí)候，要全面把握好定位方向，用前方交會(huì)法進(jìn)行定位，能夠保證精準(zhǔn)度。安裝導(dǎo)框時(shí)，要將定位樁打好構(gòu)建施工憑條，這樣，工廠預(yù)制導(dǎo)框運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后才能快速進(jìn)行組裝，保證平臺(tái)連接整體效果，要充分做好定位樁上的固定施工，如果不設(shè)定位樁可以在浮臺(tái)上懸掛，在少量鋼板樁插打后在鋼板樁上逐漸固定導(dǎo)框，為施工提供便利條件。二是吊運(yùn)插打與合攏鋼板樁。施工過(guò)程中，檢查鋼板樁質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，才能運(yùn)到指定地點(diǎn)，以不同的編號(hào)順序做好現(xiàn)場(chǎng)的碼放，為使用提供條件。高架索道水平和垂直運(yùn)輸安插鋼板樁是當(dāng)下最為主要的方法，運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢煤罂煞艃蓚€(gè)吊鉤，提高鋼板樁垂直度。施工時(shí)，把小勾脫出并連接，根據(jù)編號(hào)順序做好插打鋼板樁施工，要保證插打到底以實(shí)現(xiàn)合攏的目標(biāo)，最后再打入鋼板塊，完成整體安裝。三是抽水堵漏。插打鋼板樁后最為主要的作業(yè)就是抽水，要充分提高防滲效果。相關(guān)技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的檢查，保證板樁與導(dǎo)框間木楔牢固，有效提高安全性，如果控制不當(dāng)，很容易出現(xiàn)坍塌、泄露的事故，危及到現(xiàn)場(chǎng)施工人員與設(shè)備安全。要科學(xué)做好抽水速度的控制，根據(jù)時(shí)間做好圍堰變化監(jiān)測(cè)，對(duì)于鎖口滲漏的現(xiàn)象，要在內(nèi)側(cè)嵌塞棉絮或者利用木屑、谷糠處理，快速封堵漏縫，保證安全。四是拔樁。施工結(jié)束后，要科學(xué)安排工序，特別是最后一道工序的拔樁施工，此時(shí)需要對(duì)前期鋼板樁陸續(xù)拆除，解決圍堰內(nèi)部支撐，處理不當(dāng)則會(huì)出現(xiàn)灌水的情況，影響到工程的安全性，依照順序做好下游中間到兩側(cè)的拔除，避免出現(xiàn)鋼板樁傾斜，沿導(dǎo)流洞軸線將廢渣挖出，避免圍堰區(qū)域被雜物堵塞。

6 結(jié)束語(yǔ)

水利工程是國(guó)計(jì)民生的大工程，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生巨大影響，要充分分析好導(dǎo)流情況，充分進(jìn)行圍堰技術(shù)實(shí)施，全面提高整個(gè)水利工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。要認(rèn)識(shí)到導(dǎo)流和圍堰技術(shù)自身極高的復(fù)雜性，運(yùn)用好現(xiàn)場(chǎng)條件，避開(kāi)汛期影響，全面提高圍堰技術(shù)應(yīng)用效果。