水利施工中围堰技术的应用

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年9期   作者:田斯亮
[导读] 为了保障水利工程施工的顺利开展,应加强对围堰技术的应用,以便降低施工难度,同时也有助于保障施工效率以及降低施工成本。

        田斯亮
        威海市水利事务服务中心  264200
        摘要:近年来,随着我国社会经济的快速发展,水利工程建设的数量和规模也在不断增加,这一方面推动了我国水利工程的发展,另一方面也使得人们越来越关注水利工程建设中的安全隐患问题。水利工程建设具有较强的复杂性,会受到多方面因素的影响,不仅会影响施工进度与质量,同时还会影响到施工的安全性。为了保障水利工程施工的顺利开展,应加强对围堰技术的应用,以便降低施工难度,同时也有助于保障施工效率以及降低施工成本。
        关键词:水利施工;围堰技术;应用
        引言
        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。
        1水利施工中围堰技术的简述
        四层遮盖是传统围堰技术的主要应用形式,但由于该种形式的特殊组成与构造类型,使得其难以充分发挥防渗保护层的应用优势,无法达到预期的结构防渗目的。此施工背景下,想要从根本上融入深层覆盖防渗措施,并保证措施落实效果,关键在于能否采取合适手段用以完善灌浆防渗体系,这就需要相关技术人员在其中融入合适的围堰技术以确保与水利工程施工要求相符。从具体围堰技术类型角度看,可总结为以下三点:首先,应联系水利工程所在区域两端堰体可能受到河流既有宽度的影响实况,充分考虑工程建设的地形因素,并做好针对河流宽度的问题分析工作,这样一来,在融入引开水流方式后,即可实现堰体结构的改造目标,为保证工程项目的展开顺利性奠定基础;其次是对于部分有大航道特征的区域,可能会有受小航道影响的可能,针对此问题建议引入固定建筑物,以帮助实现预期的航道保护目标;第三是利用挡墙围堰技术,典型的包括竹笼围堰或土围堰等,将其融入至水流侵蚀区域能够起到较好的防护作用。需要特别注意的是,具体围堰设计需要对其永久保留与临时可拆除属性予以考虑,若为永久则需对其施工质量有较高要求,而拆除结构则应对可能会影响到工程其他部分的构建进行分析。另外在技术选择过程中,应首先做好与之对应的位置分析工作,做好提高结构抗冲能力与稳定性的相关工作,以满足围堰的实际使用需求。
        2水利工程围堰施工要求
        2.1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。
        2.2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。
        2.3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。
        3水利工程围堰技术控制要点
        3.1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。
        3.2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。


        3.3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。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。
        3.4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。
        4水利施工中围堰技术的应用
        4.1浆砌石块围堰
        将石块做分层处理并卧砌石块的石块处理方式,将使得石块结构存在较多细缝,继而难以保证砌筑效果。该过程建议融入拉线方式,以消除其中的空洞。同时,应对石块做湿润处理,以确保在铺砌完毕后更好的将水分深入到石块中。另外需要大致判断石块的缝隙情况,若所产生缝隙厚度在35毫米以上,建议以碎石结构作为填补措施以达到填补效果。想要达到表层的足够光滑目的,则必须做好缝隙填补与抹面工作,以缝隙填补为例,必须在展开工程施工任务前对缝沟与缝操表面进行深入清理。而填补与抹面工作的展开,则应在确保砌筑砂浆搅拌合理效果的前提下,做好与之对应的填补与抹面工作,继而实现期望达到的防护目标。
        4.2装袋与黏土围堰
        在该种技术的应用过程中,针对流速在每秒1.3米、水深在2.7米以下的河流,由于土质渗透性并不明显,此种情况下必须融入合适的装袋围堰技术,且需要堆放足够水带以保证形成围堰结构后袋缝控制的合理性,提升其整体防护能力。此种围堰方式,其所对应的应用范围多为水流速度在每秒0.4米而水深在1.3米以下的河流,此时若选择应用合适的砂土或粘性土结构,将能够在短时间内实现预估的填充目标。需要注意的是,若在实际填充过程中所选择应用的材料与沙土为主,则应提前制定围堰加宽计划,联系沙土颗粒的具体大小数据以明确最终的加宽宽度数值,从而充分发挥出所设置围堰的效果。
        4.3填充黏土与钢筋混凝土围堰方式
        监测技术融入现行围堰技术后即可确定具体的围堰轴线数据,以数据结构为基础即可顺利展开黏土填充工作。实际展开填充工作时要求采取分层填充模式,且需要将填充厚度控制在28厘米以内。完成填充任务后则应联合应用压路机与挖土机对该结构做推平与夯实处理。另外在应用钢筋凝土围堰手段时,拱形与重力型两种形式应用较多,所构建的拱形围堰要求所选择应用的钢筋混凝土性能较高,其在抗压能力上更是表现出了较高的施工难度。一般来说,针对有两侧坚硬石块较多与陡峭悬崖地形特征较为明显的情况,多以拱形混凝土围堰局多。若选择重力式围堰技术,则最终建设的围堰通常具有永久建筑属性,在建设完毕后将为该区域起到两侧挡水或水流疏导的作用。
        4.4其他类型的围堰技术
        在水利工程施工过程中,围堰技术应用频率较高,除去经常使用的钢筋混凝土与黏土围堰形式,其他围堰技术同样能够在不同环境下起到特殊的应用效果,例如钢板定桩或以木桩作为夯实结构等。钢板定桩简单来说就是在河流中打入钢板并填土,完成填土任务后取出钢板并将其作为其他类似结构的施工主体,短时间内即可结构夯实工作;而木桩夯实,则是在固定的河床位置设立木桩,以竹芭作为木桩内部加设材料,且需要对填土完成后可能对围堰结构产生的不同影响予以考虑,以满足实际需要。
        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。
        参考文献
        [1]杨坤,齐翠,阁田颖.水利施工中围堰技术的应用分析[J].四川水泥,2020,02:244.
        [2]尹志友.水利施工围堰技术的运用及施工要点分析[J].江西建材,2020,07:153-154.
        [3]卢志卿,俞扬,韦学军.中小型水利工程施工中围堰技术的应用[J].工程建设与设计,2020,21:133-135.
        [4]王怀春.水利施工中的围堰类型与应用要点[J].工程建设与设计,2020,21:136-137+140.
        [5]曹福森.水利施工围堰技术的运用及施工要点分析[J].绿色环保建材,2020,12:177-178.
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: