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围堰技术在水利施工的应用

发布时间:2022-04-25 09:48:33 浏览次数: 来源:山东天成水利

作为水利工程建设中的临时性围护结构,围堰能起到防止水和土进入建筑物的作用,规范化的使用围堰技术能有效提升项目施工的效率性与安全性。鉴于此,文章在阐述围堰工程建设要求的基础上,就水利施工中围堰技术应用要点展开了分析,并指出围堰技术在具体项目中的应用过程,旨在进一步提升围堰技术应用水平,继而为水利工程项目建设创造良好的条件,确保水利设施建设应用的稳定性、安全性。
 
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。
 
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