探析水利施工围堰技术的应用与施工要点

发表时间:2021/3/19   来源:《城镇建设》2020年第36期   作者:潘秀冬
[导读] 围堰是水利工程建设过程中为建设永久性水工建筑物而修建的临时建筑物,围堰能够起到对水土的阻拦作用,为水利工程创造良好的施工环境。
        潘秀冬
        广西润德建筑工程咨询有限公司   广西 桂林  541001
        
        摘要:围堰是水利工程建设过程中为建设永久性水工建筑物而修建的临时建筑物,围堰能够起到对水土的阻拦作用,为水利工程创造良好的施工环境。围堰的质量不仅会对永久性建筑物的质量产生重要影响,而且还直接关乎着水利施工的安全性,因此,应合理应用水利施工围堰技术,把握施工要点,确保围堰施工质量,为水利工程建设奠定坚实的基础。
        关键词:水利施工;围堰技术;应用;施工要点
        引言:水利工程建设关乎国民经济的发展,因此保障水利工程质量具有十分重要的意义。在水利工程施工过程中,由于工程本身具有较强的复杂性,因此会应用到多种类型的技术,其中水利施工围堰技术便是主要技术类型之一[1],应用水利施工围堰技术,能够为水利工程施工创造有利的环境条件,有助于提升水利工程的整体质量,确保永久性建筑物的施工质量符合标准要求。
        1水利施工围堰技术分析
        在水利工程施工之前,需要在水利工程周围一定范围内构建围护结构,起到阻隔水土的作用,为水利工程建设创造一个有利的环境条件,这便是围堰建设。而围堰建设过程中以及围堰拆除过程中所应用到相关施工技术便是水利施工围堰技术,水利施工围堰技术的应用,有助于提升围堰施工的质量,能够为水利工程的开展创造出更加有利的环境条件[2]。水利施工围堰技术的结构形式主要分为以下几种,第一,钢板桩格型围堰结构。该形式主要由主格体育联弧段构成,通过锁扣以及钢板桩结构件密封的空间,构成钢板桩格围堰;第二,过水土石围堰结构。过水土石围堰结构主要应用于导流作业中,应用该结构,需要对堰脚以及下游坡面进行加固处理,采取有效措施进行防护,进一步提升围堰设置的安全性。为了提升围堰的整体性能,在过水围堰的设置过程中,应将加筋过水土石围堰与混凝土板护方式相结合,这样有助于提升围堰的整体性能。第三,不过水土石围堰。这种围堰技术结构形式能够避免基坑被水淹没,与其他围堰技术结构形式相比,不过水土石围堰的成本更加低廉,并且还具有更强的适应性,施工简单,因此该结构形式的应用十分广泛。但应用这种结构形式也有着较高的要求,尤其对水位的要求十分严苛,要确保围堰高度高于水位高度,尤其在汛期来临之前,要做好相关防护工作,避免汛期水位升高淹没水利工程基坑。第四,混凝土围堰结构。这种围堰结构形式是水利工程中最为常见的围堰形式,其应用范围十分广泛,相较于其他围堰结构形式,混凝土围堰具有更强的耐冲击性以及防渗性能,因此可以更加充分的体现围堰的性能。与此同时,还可以结合水利工程的实际需求来调整围堰高度,混凝土围堰结构主要包括横向型围堰以及纵向型围堰,还可以结合水利工程的实际需求,设置重力型围堰。
        2水利工程施工围堰技术的应用原则
        首先要秉持整体性原则,在应用围堰技术的过程中,应结合水利工程所在地的地质条件、水流的流速和流量情况来选用围堰技术,同时结合就近选材的原则,设置科学的围堰技术方案,全方位把握围堰的质量与性能。既要确保围堰的挡水防渗能力,也要保障水利工程施工的安全性[3]。除此之外,还要充分考虑围堰拆除环节,为围堰的拆除创造便利条件,进而降低施工难度和施工成本。其次,应用围堰技术还应秉持标准性原则。在水利工程建设过程中,往往需要通过围堰技术将河水引流至预定通道之中,进而为水利工程的施工创造干燥的环境条件。这是围堰技术作用的重要体现。在施工过程中,虽然围堰建筑多为临时性建筑,在水利工程施工完成后需要拆除,但同样需要秉持标准性原则,保障围堰施工的质量和标准性。
        3水利施工围堰技术的应用
        3.1土围堰技术的应用
        在水利工程建设过程中,土围堰技术的应用比较广泛,该技术主要应用于河床渗水性不强以及河边浅滩工程之中,同时对水深以及水的流速等有着一定的要求,需要水深小于1.5米,同时水的流速不能高于每秒0.5米[4]。除此之外,应用土围堰施工技术还对土质有着一定的要求,比较适用于黏性土质之中,如果没有黏土,则可以选择应用砂土作为围堰的填筑物,同时要在围堰的迎水面采用土工膜来防渗。在土料的填筑过程中,应进行分层碾压的措施,通常情况下,需要在每0.5米左右的厚度便进行一次碾压。在围堰施工过程中,要注重对围堰高度的把控,确保围堰的高度高于施工阶段可能出现的最高水位,这里所指的最高水位应包括浪高,通常应教最高水位高出0.5-0.7米左右。
        3.2木板桩围堰技术
        木板桩围堰技术也是比较常见的水利施工围堰技术之一,但是该技术对应用条件也有着一定的要求,需要水深在1.5-7米之间,并且水流的流速应小于每秒2米,除此之外,还要求河床的渗水性不强,河床的地质结构能够确保打下木板桩。在此基础上,再通过单榫槽连接的方式起到有效的防渗作用。应用木板桩围堰技术,如果水深小于4米,则可以应用单层木板桩。如果出现比较严重的渗水现象,则需要在木板桩的外侧堆土,然后再用抛石阻挡水流的冲刷,避免堆土受到冲刷,确保木板桩的防渗效果。如果水深大于4米并且小于7米时,则需要采用双层木板桩围堰,并且在双层木板桩之间填土。双层木板桩具有体积小以及压缩流水断面小等方面的特点和优势,同时双层木板桩还不会受到水流速度的影响,因此效果十分显著。应用双层木板桩的过程中,两层木板桩之间的宽度应控制在水深的0.5-1倍左右,但是通常情况下两层木板之间的宽度不应小于2米,这样才能保障木板桩的稳定性与防渗效果。如果围堰过高,则可以在双层木板桩之间增设拉紧螺栓,这样有助于提升两层板桩之间的整体性,进而避免在水压力作用下出现较大的变形。应用双层木板桩技术,需要在两层木板之间填土,填筑土应选用粘性土,并且需要对填筑土进行分层夯实,能够起到更好的防渗漏作用。
        3.3钢板桩围堰技术
        钢板桩围堰技术的强度更高,稳定性更好,因此通常钢板桩围堰技术都会被应用于水深超过7米的水利工程建设中,尤其在流速较大的碎石土、砂类土以及粘性土和风化岩等坚硬河床工程中的应用十分广泛,能够起到有效的阻隔水土的效果。钢板桩围堰有单层围堰以及双层围堰两种类型,其形状可以根据工程需求制作成工字型、圆形、多边形或者槽形等,不同的性状有着不同的特点和作用,在实际的应用过程中可以结合工程需求合理选择[5]。例如,在桥梁工程施工中,浅基通常会采用矩形,而深基坑则通常会采用圆形。由于钢板桩围堰具有较强的防渗能力,因此在实际的应用过程中主要采用单层围堰,很少会应用到双层围堰。如果应用双层围堰,则需要应用黏土填筑双层围堰的夹层,而为了进一步提升双层围堰的防渗能力,可以在夹层下部关注水下砼。在钢板桩围堰施工过程中,要注重把控围堰顶部的高程,可以在最高水位的基础上增加0.5米的高度。通常情况下,围堰内侧与基坑边缘的距离应不小于1米。如果基础较深,并且渗水量较大,同时坑壁土质不佳,则应适当增加围堰内侧与基坑边缘之间的距离,以便提升围堰的安全性与稳定性,进而为水利工程施工提供更加有力的安全保障。钢板桩施工流程如图1
        4水利施工围堰技术的施工要点分析
        4.1制定科学的施工方案
        首先要结合图纸要求,制定合理的围堰施工方案,方案的制定要充分考虑围堰的安全性与稳定性。还要设置相应的观测点,保障各个观测点之间距离的一致性,通过观测点对大型设备进行动态化监控。                 
        
        
        
        
        
        
        
        
       
        
         
        
                图1
同时还要保障监控数据的准确性与全面性,提升监控数据的参考价值,使其能够更好的为围堰工程施工提供参考依据。除此之外,施工方案的制定还要充分考虑环境问题,注重提升围堰施工的科学性与合理性,使围堰工程施工能够更好的适应周围环境。
        4.2围堰设计与导流
        在施工方案的设计过程中,要充分考虑导流成本与相应的效益,尽量降低施工强度,降低工程成本。在导流之前,要全面了解和掌握河流的水流情况,并结合水流情况合理计算围堰尺寸。针对那些复杂性较高的工程,为了提升围堰设计的科学性,可以采用建立水工模型的方式来确定最佳的设计方案。在确定围堰顶端高程之后,便可以根据河道上下游水流情况来设置堰体。要合理把控堰体的宽度,通常情况下,堰体的宽度应控制在水深的0.5-1倍左右,同时应用黏性土进行填筑,为进一步提升围堰的稳定性,还可以选择应用一些石料进行填筑,同时应用相应的防护设备对围堰进行维护,保障围堰能够承受水流的冲击。
        4.3黏土填充
        在围堰施工过程中,需要应用黏土来进行填筑,黏土填筑的作用主要体现在增加围堰的稳定性,同时提升围堰的防渗性能。在填筑施工过程中,要确保所取的土料符合工程设计需求,做好土料厂的清洁工作,避免杂草等影响土料的质量。将黏土运至施工现场之后,可以应用挖掘机将黏土挖放到预定位置,此时无需进行夯实,可以利用黏土自身的重量产生沉降效果,进而挤走淤泥。在此基础上再通过分层夯实的方式,逐层碾压黏土,直至黏土达到合适的高程为止。要确保夯实效果,提升围堰的稳定性与防渗能力。
        4.4围堰的加固
        围堰加固是提升围堰稳定性与防渗性的有效措施,首先在场外利用钢围堰进行焊接,同时测试拼接密度,在测试结果符合要求的基础上,利用围堰自身的重力作用使其自然入土。如果围堰需要进行调整,则需要通过外力来进行调整,保障钢板入土的深度符合设计标准要求。其次,要对围堰进行加固处理,提升围堰的稳定性,避免围堰坡面受雨水的影响出现坍塌显性。围堰加固可以采用土石覆盖的方式,能够在很大程度上提升围堰的稳定性。最后,对围堰的拆除,应尽量在河流汛期结束之后进行,这样既能降低围堰拆除的难度,也有助于提升围堰拆除工作的安全性。
        结束语:综上所述,水利施工围堰技术的应用,有助于提升围堰的稳定性与安全性,是保障水利工程建设顺利开展的重要基础。因此,施工单位应结合工程的实际需求,合理应用围堰技术,提升围堰工程的防渗能力,为水利工程建设创造更好的环境条件。合理应用围堰技术,是保障水利建设事业可持续发展的关键所在,应给予高度的重视,把握各项施工要点,确保围堰施工的质量和效果。
        参考文献:
[1]程东普. 水利工程施工导流及围堰技术的应用分析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2019,(19):52.
[2]刘寿辉,孙士玲,李爱青. 混凝土施工技术在水利施工中的应用价值[J]. 珠江水运,2020,(01):80-81.
[3]苏建才. 水利施工中围堰技术的应用分析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2020,(03):271-272.
[4]陈立,张伟,陈爱鑫,韩朝胜. 新型围堰技术在水利工程施工中的应用研究[J]. 技术与市场,2019,26(12):172+174.
[5]段礼坤,陈华军,胡建军,丁振宇. 新型围堰技术在水利工程施工中的应用研究[J]. 价值工程,2019,38(16):122-124.
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