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摘要:水利工程施工中的水坝堤防工程属于挡水建筑物,一旦水坝堤防出现决口会造成严重的经济损失和人员伤亡。为有效确保水利建筑运行的安全性与稳定性,需要针对水坝堤防决口的原因开展针对性的预防施工,降低水坝堤防决口风险。
关键词:水利施工;水坝;堤防堵施工技术
1水坝堤防发生决口的常见原因
(1)漫决。所谓漫决是指水利工程在运行过程中,由于水量增加或水位过高,导致水源从水坝堤防顶部漫出。一般情况下,由于洪水、风暴等自然因素导致河道阻塞,从而造成水位急剧上升,容易从而引发漫决。(2)冲决。所谓冲决是指水利工程在运行过程中水流冲击较大,导致水坝堤防主体受急流冲击造成坍塌,从而引发冲决。(3)溃决。所谓溃决是指水利工程中的水坝堤防在运行过程中,受蚂蚁、老鼠等侵害影响水坝堤防的稳定性,或水坝堤防自身土质质量较差,从而导致堤坝坍塌,在水流长期冲击下发生渗水、流土等不良现象,如果没有及时控制,将会形成决口。(4)扒决。所谓扒决是指人为因素引发的决口现象。在水利工程施工过程中,施工人员为了分流水流,导致水坝堤防主体承受力下降,从而引发决口。
2水利施工中水坝堤防堵口施工技术
2.1施工前的准备工作
(1)组织施工人员对堵口的深度与水流速度进行监测和记录,并组织测量人员对施工现场的地质地形情况进行测量,重点测定地基的稳定性。(2)一方面,工作人员需要测量水深、河流水位和流速;另一方面,需要对堵口的上下游河流水流进行测定。根据测量结果对施工现场的水流状况进行评估,根据测量数据制定水文预报方案,对水文情况和流量进行监测记录,制定科学有效的施工方案。(3)在施工开始前施工单位应组织相关的施工人员参与技术性培训,对本次水坝堤防堵口施工的重点和难点进行分析,制定详细科学的施工方案,规范施工行为,确保水坝堤防堵口施工质量。
2.2抛石与铅丝笼应用技术
水坝堤防堵口施工过程中,对溃口部位应进行抛石施工,由于抛石大小与溃口处的水流流速有较大的关系,须予以充分的重视,所以在实际施工,应根据实际情况合理选择抛石大小。待选择好石料后应快速抛石,注意铅丝笼应用,快速将石料装进铅丝笼然后抛出。具体的施工过程中,应注意两点,其一,在抛石施工过程中,施工人员应结合石料特点合理选择抛石方法,当使用铅丝笼装载石料抛出时,施工人员应将所有的石块均整合,确保可以形成一个整体,一旦发现笼口水流流速过大,可将多个铅丝笼联合抛掷。其二,在开展水坝堤防堵口施工过程中,施工人员应充分利用施工现场周围的树枝,如可以通过芦苇制造成直径为10~20cm的柴把子,在内围放置大小适中的石料,在绑扎至一起。另外,可以在已经绑扎好的柴把子的两端系上绳索,推入水中,绳索一端固定在木桩上,实践应用发现这种施工方式可以更好地完成水坝堤防堵口施工,且不会对施工现场的环境造成破坏,具有较高的推广价值。
2.3合龙技术
这种技术使指水坝堤防工程口门两侧缩减到2~3m左右时,称为合龙技术,口门合龙后,需要通过物料将其全部封堵。合龙技术又分为三种形式,第一种为沉排合龙,主要将树枝进行绑扎,使其形成沉排,后将绑扎的沉排放入土袋中,利用人工将土袋运往水坝堤防合龙位置,并将沉排中的土袋抛压除去,直到高于水面为止。第二种为衡量合龙,主要是在水坝堤防合龙处用直径大于20cm的木杆横放在口门处,并在木杆下方打一排木桩,继而将土袋填抛在中间位置,从而达到水流阻断效果。
第三种为关门合龙,主要是指在比水坝堤防合龙处宽的木桩上捆扎干草,并放入口门处,从而达到水流阻断目标,而后需要抛压土袋,从而完成合龙。
2.4裹头抢修技术
如果水利工程中水坝堤防发生决口,需要及时采用裹头抢修技术进行控制和处理,从而避免堤坝坍塌,为后续施工奠定良好基础,避免造成严重的经济和人员损失。裹头抢修技术在应用过程中,需要使用防虫材料,对决口出进行处理。想要及时控制决口,降低技术操作难度,技术人员可以结合决口水流的强度计算水流到达水坝堤防口门时水流的宽度,进而在口门附近较为合适的位置将水坝堤防主体挖断,并在新的地头进行裹头,在运用这一技术时需要注意,裹头的设计需要结合水位、水流、土质等条件进行科学分析和设计,如果在水流缓慢并且土质较好的情况下,技术人员可以在堤头周围打桩并进行填土。如果需要将堤坝主体挖断进行裹头,需要技术人员沿着裹头方向再向下深挖2m左右,并结合水流速度对裹头进行处理。除此之外,想要避免水门坍塌,技术人员还要设计裹头迎水长度和背水长度。
2.5堵口施工后的技术
通常情况下在水坝堤防堵口施工完成后会留下截流坝,会存在较多的空隙,针对这种情况可以选择通过提升堤顶的方式有效防泄。一般来说,水坝堤防堵口的断面较脆弱,经常会出现渗漏和潭坑的情况,为避免出现水坝堤防决口的情况需要将堤坝提升高度控制在40~60cm。一旦发生水坝堤防决口应立即开展裹头处理,降低决口带来的影响,通常可以对水流量小或者堤防塌陷面积较小的地方开展裹头处理。为了有效地降低施工难度,施工人员需要根据实际施工情况,根据水流确定裹头处理方案。如果施工现场的土质较为松软且水流量较大,可以在坝堤前铺设抛柳枕,确保施工能够顺利完成。
3水利工程施工中的水坝堤防堵口施工注意事项
(1)堵口时间受施工难度影响,为有效缩短施工时间,确保施工质量,需要预先准备一系列的施工材料,在汛后和枯水期内及时进行水坝堤防堵口施工。实践应用发现,将堵口施工时间选择在枯水期,可以降低堵口的施工难度,确保在规定的时间完成施工任务,是最佳的堵口施工时间。(2)在开展水坝堤防堵口施工前,施工人员应深入施工现场及时对堤坝溃决情况进行检查,如果发现堤坝并未全部溃决或者决口的时间不长,可以及时利用大体积的物料进行填堵。目前最常用的物料填堵方式包括加土袋堵口法、沉船堵口法,两种填堵方式均可以起到良好的效果。如果堤坝堵口门较大,施工人员只需按照要求堵住决口即可实现堵口的施工目标。(3)在施工过程中如果发现存在大小不一的决口,首先应进行上游决口施工,再进行下游决口施工,遵循先堵小口后堵大口的原则。选择先堵小口后堵大口原因在于,如果先开展上游决口施工,会导致下游流量增大,下游决口有被拓宽的风险;如果先堵大口,小口的流量会相应地增加,易出现河口扩深的情况,选择先堵小口也会增加大口的流量,但相对较小,通过遵循施工原则可以确保堵口施工顺利开展。(4)在开展堵全河夺流的河口时,施工人员需要严格按照所处的地质地形科学调整引河位置,通过对原河道进行因势利导,可以提升水流的通畅程度。施工人员应将引河进口选择在河口对岸的迎流顶冲的凹案上,开展一系列施工过程应通过借助引河的优势,确保一部分水流可以得到有效的分流,以实现减少合龙压力的目的,确保水坝堤防堵口施工顺利进行。
4结语
水坝堤防堵口施工是水利工程建筑的重要组成部分,施工效果可以直接影响和决定坝体整体的质量,须给予水坝堤防堵口施工技术充分的重视。具体开展水坝堤防堵口施工时,一方面,应做好施工前的准备工作,另一方面,合理应用抛石与铅丝笼应用技术、进堵与合龙施工技术等,提升水坝堤防堵口施工整体质量。
参考文献
[1]探讨水利施工中水坝堤防堵口施工技术分析[J].侯宏伟.门窗.2019(10)
[2]水利工程施工中的水坝堤防堵口施工技术[J].胡继连.科学技术创新.2020(16)