围堰技术在水利施工的应用

 

1、水利工程围堰施工要求

 

1.1重视围堰结构设计

 

在以往的施工中，部分水利项目建设的围堰存在渗漏、冲击和垮堤等问题，影响了水利项目建设的效率与安全。为避免这些问题发生，在新时期水利项目建设中需重视围堰结构的合理设计，同时应制订科学、完善的施工计划，确保围堰施工内容的高效完成。基于围堰建设的高质量要求，在围堰结构设计前，还需对水利工程建设区域的地质、水文情况进行具体调研，从而为围堰结构设计、围堰技术应用提供有效依据。

 

1.2优化水利工程布局

 

从近些年水利项目施工情况来看，当前水利工程设施建设具有规模持续扩大、施工环境日趋复杂的特点，这在一定程度上对围堰工程结构形式的选择和应用带来了较大挑战。在水利项目建设中，为充分发挥围堰防护职能，确保水利项目高效建设和应用，还需优化工程结构布局。例如，水利施工人员可依靠信息技术进行工程运行情况的动态化、信息化管理，并依托大数据、BIM技术进行围堰施工数据计算和技术方案设计，提高围堰建设的专业程度。

 

1.3加大新技术的应用力度

 

为进一步提高水利工程围堰施工质量，还需强化新技术、新工艺的应用。一方面，针对围堰水土渗漏及冲击问题，可扩大双层薄壁钢围堰的应用范围，起到良好的挡水、围水作用；另一方面，在施工中，可对围堰防冲技术、高程控制技术、导流设计等内容进行优化，通过控制标准的补充和完善，约束围堰及水利工程建设过程，不断提高工程项目的建设质量。

 

2、水利工程围堰技术控制要点

 

2.1正确选择围堰结构形式

 

水利工程项目建设环境具有一定的复杂性，基础建设条件不同时，围堰结构形式的选择也会出现一定差异。现阶段，除了不过水围堰、过水土石围堰，混凝土围堰、双层薄壁钢围堰也是当前围堰应用的重要形式。不过水围堰是最常见的围堰应用形式，在不过水围堰建设中，应对填筑土石方等材料进行选择，确保这些材料与周围环境具有较高的吻合度，同时这些材料的应用有助于提升岩体结构稳定性。此外，为避免堰身出现变形、渗漏问题，在控制深水、动水的基础上，还需对河床的具体情况进行测量、控制。使用过水围堰进行水利工程防护时，需重点加固围堰下游坡面以及堰脚部位。现阶段，在这些部位加固的过程中，常用的加固手段不仅包含钢筋石笼护面加固，还会涉及混凝土板护面、加筋护面加固，采用这些加固方式可有效提升围堰支撑能力。混凝土围堰包含重力式和拱形两种形态，其中重力式混凝土围堰的两侧均具备河水疏通堵的作用，而拱形混凝土围堰的导流作用较为突出，但在实际应用中，需对围堰抗压强度、断面大小、建设成本等要素进行系统控制。双层薄壁钢围堰在水深且流速较大的地区应用较多，其不仅具有防水、围水的作用，还可以支撑基坑的坑壁，综合效益较为突出。

 

2.2合理设计围堰高程

 

高程控制是围堰技术应用的重要内容，在堰顶高程设计中，不仅要考虑围堰的实际工作环节，还需要对项目导流设计情况进行系统分析，以此确保围堰设计应用的规范性、合理性。在上流围堰高程设计中，设计人员需要在考虑水位、爬高的基础上，对围堰安全超高情况进行规范控制，此外需系统管理上下游的水位差情况；而在下流围堰设计中，下游水位、波浪爬高和围堰安全超高是三个基本的设计要素。值得注意的是，对于用来拦截水流的围堰，在高程设计中需考虑调洪因素、纵向围堰设计，然后按照阶段分布的形式进行顶面设计，满足上下游围堰顶高设置要求。

 

2.3重视防渗防冲设计

 

围堰使用过程渗透、冲击影响强烈，这要求在围堰技术应用中应将防渗防冲设计作为设计重点，系统开展围堰结构的斜墙、水平铺盖和垂直防渗墙设计。防冲设计要点如下：

 

（1）科学合理地选择斜墙、水平铺盖和垂直防渗墙的建设材料，明确规定此材料的类型、尺寸。

 

（2）围堰底部防护设计中，应重视抛石护底、柴排护底方式的应用，合理设置导流墙，达到稳定束窄河道水流的作用。

 

（3）系统开展堰接头部位设计和施工，如可选择刺墙的形式来增加绕流渗径，这样能减少集中渗漏对堰体的危害，确保围堰接头的稳定性，达到提升围堰防冲的效果。

 

在围堰防渗施工中，灌浆防渗是较为常用的技术类型，其技术要点如下：

 

（1）灌浆防渗施工钻孔中，应将孔径的大小保持在130mm，同时孔深植入基岩的距离需不低于50cm，钻孔偏差保持在25cm以下。

 

（2）灌浆防渗施工要注意冒水、脱空现象的控制，在钻孔结束后，工程人员应进行PVC管的高质量安放，通常该类管道的间距保持在10～15cm，管道直径为5cm。

 

（3）灌浆施工前，应对灌浆材料的配比进行严格设计，然后按照全孔灌浆的方式进行处理，提升整体灌浆效果。围堰灌浆防渗技术控制要求如表1所示。要注意的是，就地取材是灌浆防渗施工的基本原则，一方面围堰本身是一个临时性结构，采用灌浆防渗技术施工时，通过就地取材可节约工程建设成本，这对于工程效益具有积极作用；另一方面其能进一步降低施工污染程度，实现环境污染的有效控制。此外，通过灌浆施工能使围堰结构内部的应力状况良好，提升围堰防渗效果。

 

2.4规范进行工程导流

 

为最大限度地发挥围堰的防护作用，在水利工程建设中还应注重围堰施工和施工导流的有效配合。现阶段，水利工程围堰导流包含了分段导流和全段围堰导流两种基本形式。分段导流利用围堰工程结构分段保护水利工程建筑物，其在混凝土坝中的应用较多。水利项目施工中，如果采用纵向围堰分段导流施工形式，则还应重视河心洲、小岛的应用，进而在人工构筑物、自然环境协同中提升导流效果。在全段围堰导流中，需要建设一定的排水通道或者永久排水建筑来下泄河水。目前排水通道的应用较多，水利项目施工中，可结合工程建设区域具体情况选择隧洞导流、明渠导流、涵管导流等形式的排水通道，减少水流对围堰的影响，提高围堰施工及水流工程建设质量。

 

3、围堰技术在水利工程中的应用实例

 

3.1项目概况

 

某水利工程集防洪、灌溉、城镇供水、工业供水等功能为一体，是一座位于河流中游的中性水库。长期应用的过程中，水库上游护坡及防水涵洞存在破损问题，需对其进行加固处理，同时需对高塔架和人行交通桥进行改造。施工前期，必须严格开展围堰施工和项目导流处理。该项目在非汛期建设施工，经计算，围堰的挡水围高950.2m，围堰顶高程为952.31m，堰高和堰顶长分别为15m和138m。该项目围堰施工中采用了土石围堰施工形式，并按照混凝土心墙的形式进行施工，有效提升了围堰施工质量，满足了工程项目建设需要。

 

3.2技术应用

 

该项目施工中，对于土石围堰的建设严格按照基础截水槽开挖、土工膜铺设与回填、坝壳料回填、坡面土工膜铺设及黏土培厚的流程进行围堰基础施工。在围堰基础截水槽开挖中，要求底部开挖至岩石，这样能达到截断河床砂砾料强透水层的目的。施工中，受地下水位高、渗水较大等因素的影响，接水槽开挖难度较大，为提升排水效果，在围堰轴线中部区域还设置了集水坑，要求集水坑低于槽底基础2～3m，这样能实现渗水的有效引出。土工膜铺设及回填时，严格按照从右向左、分段铺设、随铺随填的要求进行施工，保证整体挡水效果。当围堰建设达到设计高程后，进行坡面整形处理，该项目坡面整形中，采用从下往上进行坡面铺膜的方式处理，满足了围堰建设需要。为充分发挥围堰的挡水、围水作用，该项目还采用灌浆防渗的方法设置混凝土心墙，按照两排进行防渗灌浆，在两排防渗灌浆孔位置设计中，不仅注重了主排孔与前坝肩、主排孔与副排孔的位置设计，还对副排孔与前坝肩位置进行了系统规划。然后选择稳定性良好、可灌性强、水固效果快的材料进行灌浆施工，有效地提升了围堰结构的完整性、稳定性，提升并保证了围堰的防渗、防冲效果。

 

4结束语

 

规范合理地进行围堰施工能为水利工程项目的高效、安全建设创造有利条件。水利项目建设中，施工人员只有充分认识到围堰结构的作用和建设要求，深化围堰技术在工程项目中的应用，并系统选择围堰结构类型，控制围堰防冲，高程及导流阶段的设计、施工要点，才能最大限度地发挥围堰的作用，促进水利工程项目建设的有序开展。山东天成水利建设有限公司欢迎社会各界人士参观考察，并洽谈合作。