孫靜芳
摘 要:水利工程對于水利資源的利用具有十分關(guān)鍵的作用,因此水利工程的建設(shè)工作受到重視。為了確保水利工程施工的順利進行,往往需要在水利工程建設(shè)的之前修建圍堰,通過導(dǎo)流使原本的河道改變,使水利工程建設(shè)能夠在干地上進行,因此圍堰工程施工對于水利工程施工具有十分重要的意義,本文結(jié)合我國水利工程圍堰施工原則,探討了水利工程圍堰的施工技巧和方法,總結(jié)了相關(guān)的施工經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:水利工程;圍堰;施工
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,雨水季節(jié)性變化大,旱澇災(zāi)害較為頻繁,水利工程的修建,將直接關(guān)系到全國范圍內(nèi)旱情的預(yù)防減緩,關(guān)系到澇災(zāi)的疏導(dǎo),科學(xué)合理的水利工程建設(shè),不僅可以減輕自然災(zāi)害,減小損失,同時也一定程度上完善著水路交通系統(tǒng),有力的促進了我國水路運輸?shù)陌l(fā)展,筑堤圍堰,是一項對水利資源進行綜合利用的過程,同時也是一項需要精密設(shè)計,嚴謹施工的工程。
1圍堰分類
水利工程中的圍堰種類十分的繁多,按照水流流向和圍堰之間的相對的位置,圍堰可以分為縱向和橫向圍堰兩種。根據(jù)圍堰使用的材料的差異,可以將其分為草土、土石以及混凝土圍堰等。這些圍堰各自都有自身的一些特點和功能,在水利工程建設(shè)過程當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)施工的實際情況具體選擇相應(yīng)的圍堰類型,從而確保水利工程的順利開展。
2圍堰的基本型式及構(gòu)造
2.1不過水土石圍堰
在水利工程建設(shè)中比較常見的圍堰形式就是不過水土石圍堰。由于這種類型的圍堰可以充分的利用當(dāng)?shù)厮械耐潦牧?,就地取材,材料的來源十分的廣泛,并且其構(gòu)造十分的簡易,施工工藝簡單,具有很強的適應(yīng)性,可以在不同的地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境中進行修建。如在流速較快、深度較深的水中或者是河床中都可以進行廣泛的使用。但是不過水土石圍堰也有自己的缺點,那就是具有十分大的工程量,容易發(fā)生沉降和變形。
2.2 過水土石圍堰
過水土石圍堰主要用于基坑淹沒的導(dǎo)流方式,這要求圍堰允許過水,針對這種情況,應(yīng)該加固堰腳,并在下游坡面采取相應(yīng)的保護措施。當(dāng)前比較常見的保護措施有使用大塊的石材或者是鋼筋混凝土作為護面。
2.3 混凝土圍堰
混凝土在水利工程中的使用極為廣泛,用在圍堰施工當(dāng)中具有很強的抗沖擊以及較好的防滲能力,由于施工簡單,成本相對較低,因此使用比較普遍。在國內(nèi)很多的水利工程的建設(shè)過程當(dāng)中的橫向圍堰普遍的采用了混凝土圍堰,而在縱向圍堰的選擇上,大多數(shù)工程還是選擇重力式混凝土作為縱向圍堰。
2.4 鋼板樁格型圍堰
鋼板樁格型圍堰具有多種的平面形式,如圓筒形、扇形等,這些不同的平面形式具有不同擋水高度,在整個鋼板樁格型圍堰中,圓筒形的格體使用最為普遍。
3 圍堰的防滲和防沖
圍堰施工的環(huán)境大多都是位于水文條件比較復(fù)雜的河流地段,這使得圍堰面臨著較強水流的沖擊,同時還面臨著滲漏的問題,尤其是土石圍堰來說,這些問題更為普遍,這就要求做好圍堰的防沖和防滲工作。
3.1 圍堰的防滲
與一般的水利工程的防滲要求相比,圍堰工程的防滲要求與其并沒有本質(zhì)上的差別。針對比較容易發(fā)生滲漏的土石圍堰,可以采用相應(yīng)的防滲措施來進行有效的處理,比較常見的有帷幕灌漿法以及設(shè)置垂直防滲墻等。
3.2 圍堰的接頭處理
圍堰和水利工程建筑物之間的結(jié)合的部位比較薄弱,因此是滲漏的高發(fā)地帶,應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進行加固和防滲,刺墻型式能夠有效地增加繞流滲徑,可以有效地防止?jié)B漏的擴大化,以及相應(yīng)的危害。
3.3圍堰的防沖
圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關(guān),一般多采用拋石護底、鉛絲籠護底、柴排護底等措施來保護堰腳及其基礎(chǔ)的局部沖刷。關(guān)于圍堰區(qū)護底范圍及護底材料尺寸的大小,應(yīng)通過水工模型試驗確定。解決圍堰及其基礎(chǔ)的沖刷問題,除了護底以外,還應(yīng)對圍堰的布置給予足夠的重視,力求使水流平順地進、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉(zhuǎn)角處設(shè)置導(dǎo)流墻,以改善束窄河段進出口的水流條件
4圍堰法導(dǎo)流
從施工導(dǎo)流方式來分析,大體上可分為三類,即分段圍堰法導(dǎo)流、全段圍堰法導(dǎo)流、淹沒基坑法導(dǎo)流。
4.1分段圍堰法導(dǎo)流
分段圍堰法亦稱分期圍堰法,就是用圍堰將水工建筑物分段、分期維護起來進行施工的方法。
所謂分段,就是在空間上用圍堰將建筑物分為若干施工段進行施工。所謂分期,就是在時間上將導(dǎo)流分為若干時期。采用分段圍堰法導(dǎo)流時,縱向圍堰位置的確定,也就是河床束窄程度的選擇是關(guān)鍵問題之一。
在確定縱向圍堰的位置或選擇河床的束窄程度時,應(yīng)重視下列問題:充分利用河心洲、小島等有利地形條件;縱向圍堰盡可能與導(dǎo)墻、隔墻等永久建筑物相結(jié)合;束窄河床流速要考慮施工通航、筏運、圍堰和河床防沖等的要求,不能超過允許流速;各段主體工程的工程量、施工強度要比較均衡;便于布置后期導(dǎo)流泄水建筑物,不致使后期圍堰過高或截流落差過大。
分段圍堰法導(dǎo)流一般適用于河床寬、流量大、施工期較長的工程,尤其在通航河流和冰凌嚴重的河流上。分段圍堰法導(dǎo)流,前期都利用束窄的原河道導(dǎo)流,后期要通過事先修建的泄水道導(dǎo)流,常見的有以下幾種:底孔導(dǎo)流、壩體缺口導(dǎo)流、束窄河床導(dǎo)流。
上述三種后期導(dǎo)流方式,一般只適用于混凝土壩,特別是重力式混凝土壩。對于土石壩、非重力式混凝土壩等壩型,若采用分段圍堰法導(dǎo)流,常與河床外的隧洞導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流等方式相配合。
4.2 全段圍堰法導(dǎo)流
全段圍堰法導(dǎo)流,就是在河床主體工程的上下游各建一道斷流圍堰,使河水經(jīng)河床以外的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時,再將臨時泄水道封堵。
全段圍堰法導(dǎo)流,其泄水道類型通常有以下幾種。
4.2.1 隧洞導(dǎo)流。隧洞導(dǎo)流是在河岸中開挖隧洞,在基坑上下游修筑圍堰,河水經(jīng)由隧洞下泄。一般山區(qū)河流,河谷狹窄,兩岸地形陡峻,山巖堅實,采用隧洞導(dǎo)流較為普遍。
4.2.2 明渠導(dǎo)流。明渠導(dǎo)流是在河岸上開挖渠道,在基坑上下游修筑圍堰,河水經(jīng)渠道下泄。
4.2.3 涵管導(dǎo)流。涵管導(dǎo)流一般在修筑土壩、堆石壩工程中采用。
4.3 淹沒基坑法導(dǎo)流
這是一種輔助導(dǎo)流方法,在全段圍堰法和分段圍堰法中均可使用。山區(qū)河流特點是洪水期流量大、歷時短,而枯水期流量則很小,水位暴漲暴落、變幅很大。若按一般導(dǎo)流標(biāo)準要求來設(shè)計導(dǎo)流建筑物,不是擋水圍堰修得很高,就是泄水建筑物的尺寸要求很大,而使用期又不長,這顯然是不經(jīng)濟的。在這種情況下,可以考慮采用允許基坑淹沒的導(dǎo)流方法,即洪水來臨時圍堰過水,若基坑被淹沒,河床部分停工,待洪水退落,圍堰擋水時再繼續(xù)施工。這種方法,基坑淹沒所引起的停工天數(shù)不長,施工進度能保證,在河道泥沙含量不大的情況下,導(dǎo)流總費用較節(jié)省,一般是合理的。
5 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的加快,水利工程作為一種十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施對于保證整個國民經(jīng)濟的快速穩(wěn)定的發(fā)展具有十分重要的作用。為了確保水利工程施工的順利進行必須采用圍堰來對流水進行有效的阻擋,只有這樣才能夠使水利工程建設(shè)有一個穩(wěn)定的施工環(huán)境,為水利工程的按期完成打下堅實的基礎(chǔ)。圍堰作為一種臨時性的設(shè)施,只是在施工期間進行擋水,隨著水利工程的完工,如果沒有留下的必要就應(yīng)該對圍堰進行拆除。