圍堰技術在水利施工中應用
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1引言
水利工程是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎性建筑工程，對我國經(jīng)濟發(fā)展起著至關重要的作用。而在水利工程施工過程中，導流問題是施工重要環(huán)節(jié)，左右著工程的進度。在水利工程施工導流工程中，經(jīng)常在河道中采用修建圍堰來阻擋流水。導流任務完成后，如果圍堰對永久建筑物的運行有妨礙或影響后期導截流時，應予以拆除。所以說圍堰一般是為建造永久性水利設施，修建的臨時性圍護結構。圍堰可以根據(jù)所使用材料或者與水流的相對位置劃分好多種，不同的類型適用條件不一樣。本文將具體講述不同類型圍堰的具體選擇及施工。
2圍堰種類
圍堰類型眾多，但是無論圍堰屬于哪種類型，由于大部分具有臨時性，并且還要考慮一些圍堰導流完成后應拆除的情況，故圍堰在設計時應滿足以下基本要求:具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和可靠性;結構簡單、造價便宜，便于修建和拆除;布置上應力求使水流平順，不發(fā)生嚴重的局部沖刷;巖基易于處理，圍堰的接頭，圍堰與岸坡的連接要安全可靠，不至于因集中滲漏等破壞作用導致圍堰失事;在預定施工期內(nèi)修筑到需要的斷面及高程，并能適應防汛搶險的要求?，F(xiàn)將幾種常見圍堰類型介紹如下。
2．1土石圍堰
土石圍堰是施工倒流中采用最廣泛的一種類型。土石圍堰由土石填筑而成，多用作上下游橫向圍堰，它能充分利用當?shù)夭牧?，對基礎適應性強，施工工藝簡單。按基坑是否允許淹沒分:過水圍堰、不過水圍堰。一般多用于不過水圍堰，如用于過水圍堰，允許汛期過水，應予以妥善保護，需要做好溢流面，圍堰下游基礎和兩岸接頭的防沖保護。土石圍堰的防滲結構形式有土質(zhì)心墻和斜墻、混凝土心墻和斜墻、鋼板樁心墻及其他防滲心墻結構。土石圍堰一般適用于水深2米以內(nèi)，流速0.5米/s，河床土質(zhì)滲水較小情況。
2．2鋼筋混凝土圍堰
這種技術在水利水電工程中也是經(jīng)常見到的根據(jù)形式結構的不同，可以將其分為重力式鋼筋混凝土圍堰與拱形鋼筋混凝土圍堰。重力式鋼筋混凝土圍堰采用兩側(cè)既能擋水，又能疏導水流的結構，這種結構的圍堰通常在水利水電工程結束后作為永久性建筑保留下來。拱形鋼筋混凝土圍堰具有比重力鋼筋混凝土圍堰更強的抗壓能力，這種圍堰相當?shù)墓?jié)省材料，斷面比較小，但是其施工難度卻很大。通常建筑隧道和基坑進行水流的疏導，這種方法主要是應用在兩側(cè)是堅硬的石塊或者是陡峭的懸崖的情況。
2．3草土圍堰
草土圍堰用草捆和涂料分層填筑而成，草捆可以由麥草、稻草、蘆葦或其他柔軟性植物做成。壩體斷面多為矩形或邊坡很陡的梯形。據(jù)各地實踐經(jīng)驗，斷面寬為水深的2.7～3.3倍。流沙基礎和采用機械化施工，斷面寬度應適當?shù)募哟蟆Ｓ捎诓萃馏w的沉陷較大，這必須留備足夠的超高，一般超高為設計堰高的8%～l0%。草土圍堰一般適用于缺乏石料的土質(zhì)地區(qū)。他的特點是施工簡單、速度快，可就地取材，造價低，具有一定的防沖、防滲能力，堰體密度小，能適應一定的沉陷變形，可用于軟弱地基。但這種圍堰不能承受較大的水頭，禾草易于腐爛，所以僅限于水深不超過6～8m，流速不超過3～5m/s，使用期一般在兩年以內(nèi)的工程中應用。
2．4鋼板樁圍堰
鋼板樁格型圍堰是重力式擋水建筑物，由一系列彼此相接的格體組成。格體是由鋼板樁拼出和土石料構成的聯(lián)合結構。格體從平面上可分為圓形、扇形和花瓣形，應用較多的是圓筒形。鋼板樁格型威嚴的修剪由定位、搭設模架支柱、模架就位、安插鋼板樁、搭設鋼板樁、填充料渣、取出模架及其支柱和填充料渣到設計高度等工序組成。格體一般需在水中修剪，施工機械化程度高，鋼板樁回收率達70%以上。同時，堰體邊坡垂直，斷面小、占地少、可過水、抗沖能力強，安全可靠，適用于在巖基和不含大量孤石的軟基上修建，其最大擋水水頭不應大于30m。
3圍堰的選擇
不同圍堰均有各自的特點及適用條件，涉水工程中圍堰方式的選取需結合工程所在地特定的工程地質(zhì)環(huán)境，以及當?shù)氐氖┕げ牧蟽r格、所擁有的施工設備等進行分析比較，從而選取適合特定工程的圍堰類型?，F(xiàn)就包括上述三種圍堰在內(nèi)的幾種常見圍堰形式及使用條件:土石圍堰，適用的條件是水深≤1.5m，水流速度≤0.5m/s，河床土質(zhì)滲水較小，迎水面流速稍大時，可對外坡進行防護處理，河床底平緩。草土圍堰，適用的條件是水深≤3m，水流速度≤1.5m/s，河床土質(zhì)滲水性較小，河床底平緩，可筑土袋圍堰。高出最高水位0.5m～0.7m。鋼板樁圍堰，適用的條件是水深≤6m，流速較大的河水河床。更適合于砂類土、粘性土、碎石土及風化巖等堅硬河床，擋水性能好，可以成為結構的一部分，也可拆除利用。雙壁鋼圍堰，適用的條件是大型河流的深水基礎施工，覆蓋層較薄平坦的巖石河床?；炷羾?，適用的條件是拱形混凝土圍堰適用于兩岸陡峻、巖石堅硬的山區(qū)河流。
4圍堰技術在水利工程中應用
4．1圍堰的施工流程
圍堰的建設施工流程主要是:測量放線→設護坡木樁→人工堆碼袋裝茹土→鋪設彩條布→鋼板樁支護及填充堰體內(nèi)側(cè)與鋼板樁之間至頂面→淤泥清除。當然，根據(jù)具體情況的不同，其中有些工序的施工次序須進行相應的調(diào)整。
4．2圍堰的防沖和接頭處理
圍堰技術在水利工程施工中的主要目的是其防滲漏、防沖擊。所以圍堰的防沖、防滲及接頭處理是保證圍堰正常工作的關鍵，有些圍堰因為防沖和集中滲漏沒有解決好而出現(xiàn)問題。圍堰受沖刷原因多方面，諸如承受較大的流速以及堰前形成較大庫容后，大風引起波浪會沖刷圍堰迎水面等?，F(xiàn)實中，一般在圍堰平面布置時力求使水流平順進入束窄河段，如加大縱向圍堰與橫向圍堰夾角等。也可采用拋大石或其他措施(如鉛絲石籠和柴排等)保護束窄河段的堰腳和河床。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的連接。圍堰接頭的防滲漏施工遵循前、中及后的施工原則，從圍堰施工開始就要同步進行防滲漏檢測。
4．3圍堰的拆除
圍堰承擔圍護基坑的任務完成后，對影響導流、泄水和永久水工建筑物運行的部分需要拆除。圍堰的拆除一般采用挖掘機和爆破法。土石圍堰體積較大，多采用挖掘機拆除，施工時可在汛期過后隨著水位的下降先拆除水上的背水坡部分，待已不需要圍堰擋水時，再拆除最后擋水部分?；炷羾叩牟鸪嘤帽品ú鸪?，但應注意不應損害臨時建筑物或其他措施。
5結語
隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，水利工程的建設任務也在逐漸增多，建設規(guī)模也在不斷擴大，水利工程建設對國家經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定有著重要作用。在水利工程施工中，需要采用許多的施工技術，圍堰技術是修建水利工程中相當重要的一部分工作。水利工程中圍堰的種類有很多，要根據(jù)水利工程施工的具體情況確定圍堰的施工方案，并要對圍堰技術進行深入的研究，充分發(fā)揮其在水利施工中的作用，提高水利施工的質(zhì)量，確保水利工程安全、快速、有序地完成。
作者：于元康 石峰 單位：宿遷江淮水利集團公司 徐州市水利建筑設計研究院