水利水電工程圍堰施工技術(shù)要點分析

李 磊

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

1 圍堰技術(shù)概述

水利水電施工領(lǐng)域中經(jīng)常用到的臨時性技術(shù)通常是圍堰技術(shù)。它可以通過改變水體運(yùn)行狀態(tài)，而達(dá)到阻水、防水、圍水的效果，與此同時，還能對水利水電設(shè)施發(fā)揮支護(hù)的作用，為工程項目的順利完成起到重要作用。如今行業(yè)內(nèi)常用的圍堰技術(shù)按材料可以分為四種類型：①土石圍堰技術(shù)；②木樁圍堰技術(shù)；③鋼筋拴圍堰技術(shù)；④草土圍堰技術(shù)。在水利水電施工當(dāng)中，水利工程項目交工后，大多數(shù)的圍堰都會被拆除，通常只會保留主體部分。在實踐當(dāng)中圍堰施工應(yīng)用是一門很高深的學(xué)問，比如它的材質(zhì)、工程參數(shù)、規(guī)模、耗資都需要與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、人文條件相匹配，才可以確保圍堰作用的正常發(fā)揮，從而體現(xiàn)出水利水電工程的安全性與有效性。

2 圍堰技術(shù)應(yīng)用的基本準(zhǔn)則

在水利水電工程建設(shè)中，項目施工單位需要對圍堰技術(shù)形成精準(zhǔn)的認(rèn)知，并且在實際的施工當(dāng)中要嚴(yán)格遵守施工準(zhǔn)則。通常情況下，需要從以下幾個方面著手。

（1）穩(wěn)定性。安全穩(wěn)定是一切施工的先決條件，在圍堰施工前一定要做好安全性的勘察工作，確定施工方案，保障施工的安全有效。除了要考慮到圍堰施工的方法，同時也要著重考慮到圍堰施工的穩(wěn)定性，選擇與施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水流條件相符的材料，這樣才能保證工程交工后不出現(xiàn)滲漏、腐蝕、坍塌的現(xiàn)象。近幾年，頻繁出現(xiàn)水利工程滲漏、腐蝕以及坍塌現(xiàn)象，甚至造成人員傷亡，損失慘重……所以只有保證了水利工程的穩(wěn)定性，才可以利用水利水電工程為人類造福。

（2）簡潔性。在水利水電工程竣工時，普遍的圍堰工程都要被拆除。因此，圍堰工程的設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用簡潔明了的設(shè)計方法，這樣既可以降低拆除難度，又可以讓圍堰工程發(fā)揮其作用。不但可以減少能源的消耗，而且提高了圍堰工程的拆除率，降低了人工成本和資金成本。

（3）綜合性。在水利水電施工當(dāng)中，圍堰的重要作用就是抵擋流水的沖擊、承受土壤壓力，同時，還要保持圍堰工程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以，在圍堰工程的設(shè)計當(dāng)中，必須要進(jìn)行綜合考慮。例如：當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)、水流的沖擊力、土壤的壓力等等各項因素，確保圍堰工程的綜合性能，這樣才能充分發(fā)揮圍堰工程的價值。

（4）緊密性?？刂茋呓宇^的嚴(yán)密性是確保圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的先決條件。加強(qiáng)圍堰接頭的加固處理、做好圍堰工程的修復(fù)、發(fā)現(xiàn)滲漏情況第一時間解決、避免圍堰結(jié)構(gòu)受損而影響自身的穩(wěn)定性，是水利工程建設(shè)當(dāng)中的重中之重。在處理圍堰接頭的過程中，首先應(yīng)該提升接觸面，地下的面積應(yīng)該擴(kuò)大，這樣可以延長防滲路線，從而減少滲漏性和破壞性，延長圍堰工程的使用壽命，處理圍堰接頭的方式是多種多樣的，在實際施工當(dāng)中，還要根據(jù)具體情況具體處理。例如：遇到堅硬的地質(zhì)、泥濘的地質(zhì)，其處理的方式都是各不相同的?？偠灾?，岸邊防滲地段首先要高于水面，這樣才能控制水流沖擊、腐蝕和滲透的問題。

3 不同圍堰技術(shù)的運(yùn)用選擇

（1）土圍堰施工技術(shù)。土圍堰是在圍堰技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中比較典型的設(shè)計方式，也是在水利水電施工當(dāng)中比較常見的施工技術(shù)。首先，施工單位需要對施工地點進(jìn)行明確，通常如果施工當(dāng)中的水位比較低，一般不超過1.5 m，水流速度比較慢，一般不超過0.5 m/s，而且在滲水性方面尚可的情況下，通?？梢赃x擇土圍堰施工技術(shù)。在具體的項目施工當(dāng)中施工單位要對當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)進(jìn)行分析，通常黏土是此項施工的首選，如果沒有黏土的情況下，可以用沙土作為材料進(jìn)行替代，而且在具體的施工當(dāng)中，施工單位還要對此項工程的具體操作進(jìn)行明確。在操作過程當(dāng)中，還要對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握，比如說，將厚度控制在0.5 m左右，將比例控制在1∶1.5左右。在施工的同時斷面的處理也是非常重要的，在土圍堰施工當(dāng)中，經(jīng)常會有斷面的出現(xiàn)，斷面的優(yōu)化設(shè)置和規(guī)范處理都是此項工程當(dāng)中的關(guān)鍵。

（2）圍堰清淤防水技術(shù)。清淤技術(shù)在水利水電工程圍堰中應(yīng)用是十分廣泛的，要想減少圍堰的滲漏，施工人員就應(yīng)將河底存在的淤泥徹底清除。為了防止水外溢，用于圍堰的包裝袋通常只裝有1/3～1/2的沙土，袋口通常密封。編織袋的擺放要遵循錯落有致的放置順序，以此來保證圍堰工程的整齊性、穩(wěn)定性和清潔性。在編織袋的擺放中不應(yīng)留出太大的間隙，在水中，工作人員可以通過工具將其勾送到指定的部位，如有必要，可以通過潛水員進(jìn)行配合。將迎水面的方向突出，這樣可以增加圍堰的受力面，另外所有的編織袋應(yīng)填充嚴(yán)密，經(jīng)過分層的填充后，工作人員也要通過人工的方式進(jìn)行夯實。與此同時，圍堰防水也是施工中的重要組成部分，如果想讓圍堰防水能力得到保障，圍堰的底部應(yīng)該與地基緊緊相連。在圍堰的施工當(dāng)中，必須要清理掉底部的雜物，特別是樹根等連帶性的物體，一定做好徹底的清除。并且一定設(shè)計好包裝袋擺放的順序，因為在包裝袋的間隙中會造成漏水的情況，由于間隙的通道需要有兩層編織袋錯落有序地擺放，內(nèi)層和外層應(yīng)進(jìn)行防水黏土的填充，黏土應(yīng)占據(jù)整個包裝袋的1/2～2/3。如有滲水情況出現(xiàn)，工作人員應(yīng)當(dāng)在迎水面倒入黏土，并用彩條防水布進(jìn)行及時止損。

（3）鋼板樁圍堰技術(shù)。鋼板樁圍堰技術(shù)屬于在任何地理情況都可以進(jìn)行水利水電施工的施工技術(shù)。所謂鋼板樁圍堰就是將鋼板樁作為主要的施工設(shè)施，如圖1。鋼板樁圍堰技術(shù)的優(yōu)勢是：鋼板自身有較高的硬度，而且也具有很強(qiáng)的耐磨性，所以鋼板樁圍堰無論水流快慢與否都十分適用，而且它具有相對較好的穩(wěn)定性，并且鋼板樁可以重復(fù)利用，延長正常的使用壽命，這樣既可以提高圍堰的安全穩(wěn)定性，也節(jié)約了施工成本，從這些優(yōu)勢來看鋼板樁圍堰已經(jīng)成為了當(dāng)今水利水電工程當(dāng)中非常普遍和適用的施工技術(shù)。

圖1 土圍堰施工

（4）漿砌石塊圍堰技術(shù)。漿砌石塊圍堰技術(shù)主要是采用石塊，通過砌筑的方式進(jìn)行施工，而且要在兩層石塊之間進(jìn)行?？障兜念A(yù)留在必要的情況下，也可以在砌筑的過程中用拉線的方式進(jìn)行輔助，此項舉措是用來防止石塊內(nèi)部產(chǎn)生空洞的問題。為了預(yù)防砌石過程中產(chǎn)生過大空隙，在施工前通常是要完全浸濕石塊，有空隙就及時做好填補(bǔ)。

（5）混凝土圍堰施工技術(shù)。混凝土圍堰是水利水電工程施工當(dāng)中比較常用的技術(shù)。對于地質(zhì)較硬的或巖石基地來說，混凝土圍堰是最合適的，混凝土圍堰的優(yōu)點是：擋水水頭高，底面積小，圍堰的頂部也能夠逆流。從圍堰的結(jié)構(gòu)上來看，可以分為：拱形混凝土圍堰和重力混凝土圍堰。重力混凝土圍堰在水利水電工程施工當(dāng)中應(yīng)用頗多，通常它是以實心建筑為主，是一個非溢流的重力型水壩。

混凝土圍堰的施工質(zhì)量是要嚴(yán)格把控的，需要在施工當(dāng)?shù)氐目菟谶M(jìn)行開展，如果在枯水期無法使干地施工得到保障，就應(yīng)該及時的修復(fù)土石圍堰，進(jìn)行維護(hù)。在導(dǎo)流時，可以將混凝土圍堰作為土石圍堰的二期工程，無論是作為二期工程，還是一期工程，混凝土圍堰能夠發(fā)揮擋水的作用，最后融入到水利工程中，成為水利水電工程建筑的一部分。通常，需要在水面的枯水期建立圍堰，如果河床的覆蓋層過薄，就應(yīng)該在水下開展清理工作，如果河床的覆蓋層過厚，應(yīng)該加固防滲。堰體混凝土澆筑的施工中，水下作業(yè)是重要，其難度頗高，應(yīng)得到相關(guān)部門的大力重視。同時如果想建立阻水的屏障，應(yīng)該在兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行砂礫回填，為混凝土圍堰施工創(chuàng)造更加便利的條件。

4 水利水電施工中圍堰技術(shù)的實踐要點

（1）保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的勘測質(zhì)量。施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文等方面的數(shù)據(jù)信息是施工方案設(shè)計中的依據(jù)。在圍堰技術(shù)的應(yīng)用中一定要結(jié)合工程的重要信息，所以，在施工具體中，必須嚴(yán)格保證相關(guān)數(shù)據(jù)的真實性與準(zhǔn)確性，這樣才能確保圍堰施工的安全。結(jié)合以往經(jīng)驗，主要應(yīng)做好兩類信息的采集：①相關(guān)人員應(yīng)該通過實地勘察、查閱地理資料等方式，確定河道的枯水期與豐水期的最高水位，了解此處圍堰水位的最低值和最高值，這樣就可以保證圍堰的阻水效果，同時水體的深度、水流的速度也是需要測定的。通常情況下，深不超過2 m，水流不超過0.5 m/s這個土圍堰的建筑就是安全的。如果水深在2～5 m水流速度在3 m/s則可以用土圍堰或木板樁圍堰；如果水深在5～10 m，水流速度在3 m/s以內(nèi)，選擇雙層型鋼，板樁天心圍堰；如果水深大于10 m，該選擇鉆孔樁圍堰。②對道路兩側(cè)的土壤質(zhì)地進(jìn)行準(zhǔn)確的勘察。如若在軟質(zhì)的土壤上直接進(jìn)行圍堰建筑，河水迅猛時會沖垮圍堰，或水位較高時發(fā)生溢流，易出現(xiàn)沉降，不穩(wěn)，甚至塌方，對施工的安全產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。同時也可以利用機(jī)器打樁、木樁固定等施工技術(shù)，加強(qiáng)圍堰的穩(wěn)固性，降低土壤松軟對圍堰質(zhì)量的影響。

（2）明確圍堰技術(shù)的施工流程。通常情況下，水利水電施工圍堰技術(shù)的流程如下：首先，施工前期準(zhǔn)備階段，相關(guān)人員應(yīng)將黏土、鋼筋等材料進(jìn)行檢查，確保產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量可以滿足施工的需求。同時針對圍堰的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計，并在施工現(xiàn)場提前做好軸線等放樣標(biāo)記。其次，以河道兩側(cè)為起點，向中間進(jìn)行開挖施工，清理河道內(nèi)的淤積物，清理結(jié)束后，用沙土進(jìn)行回填。同時要動態(tài)測量堰體，掌握數(shù)據(jù)變化，確保施工的安全性。當(dāng)主體工程完成后，用防水布、鋼板、混凝土等材料，對圍堰進(jìn)行防護(hù)處理，進(jìn)一步提高圍堰的防水性和沖擊性。最后，需要徹底清除淤積物，并對堰體的周圍進(jìn)行安全性檢查，是否有滲出，是否有安全隱患，若達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)就可以投入到水利水電的建設(shè)工程中去；若有需要改進(jìn)的地方，一定要及時處理。

（3）遵循圍堰技術(shù)的施工標(biāo)準(zhǔn)。如今水利水電工程中圍堰技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗收規(guī)范》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如“錘擊時應(yīng)設(shè)立樁帽”“排水后堰內(nèi)水位不下降，甚至上升，必須立即停止排水，進(jìn)行檢查”等。從而在根本上防止產(chǎn)生隱患，減少損失。

（4）圍堰技術(shù)人員的科學(xué)管理。在圍堰的施工當(dāng)中，必須要投入大量的施工人員和管理人員。所有的施工人員和管理人員在日常的工作當(dāng)中，必須確保工作人員的工作素養(yǎng)、道德品質(zhì)、執(zhí)業(yè)規(guī)范。這樣才可以使管理方案得到科學(xué)的運(yùn)用，在人員的管理中，一線工作人員必須要充分了解在工作過程中所完成的重要工作任務(wù)，同時，對于特殊的管理項目要及時地掌握數(shù)據(jù)與信息，比如在施工當(dāng)中，涉及的各種機(jī)器設(shè)備要求管理此設(shè)備人員在工作之前能夠出具國家認(rèn)定的相關(guān)從業(yè)資格證書，如此類人員沒有提供資質(zhì)證明則需要該人員的從業(yè)經(jīng)驗儲備。在施工現(xiàn)場的管理人員中，包括現(xiàn)場管理人員和第三方監(jiān)理人員也需要出具執(zhí)業(yè)證明。而且要了解圍堰技術(shù)，督導(dǎo)施工人員的工作。

（5）圍堰技術(shù)安防的全面落實。在圍堰的施工中，全面落實安全政策是十分重要的，可以有效避免產(chǎn)生安全隱患。其中人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素和制度因素都是管理項目中重要的組成部分，而且這些都要根據(jù)圍堰的具體管理方案制定。另外在圍堰施工中安全防護(hù)工作也顯得尤為重要，當(dāng)有問題產(chǎn)生要及時處理，多運(yùn)用安全防護(hù)措施，降低產(chǎn)生安全事故的幾率。

5 結(jié)束語

總之，在水利水電工程施工中，圍堰起著極其重要的作用，在具體的施工當(dāng)中，為了充分發(fā)揮圍堰的最大作用，應(yīng)結(jié)合實際情況選擇適合的圍堰技術(shù)，在圍堰施工前一定要做勘察工作，確定施工方案，保障施工安全，也要著重考慮到圍堰施工的穩(wěn)定性，選擇與施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水流條件相符的材料，這樣才能保證工程交工后不出現(xiàn)滲漏、腐蝕、坍塌的現(xiàn)象，預(yù)防產(chǎn)生重大圍堰安全事故，保障水利水電工程的有效運(yùn)作。