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水利工程围堰类型的综合运用
 
来源:土木工程网 日期:[2017-9-11]
    1概述

    围护水工建筑物的施工场地,使免受河道水流影响的临时挡水建筑物,称为围堰。在河道上进行水利工程施工,要解决施工导流问题,一般都要修筑围堰。施工时,围堰可围住一部分河床或截断整个河床。围堰要求施工简单,维护容易,拆除方便,并能满足抗滑稳定、防渗、抗冲及具有一定强度等要求。围堰布置在主体工程轮廓线以外,同时要考虑基坑内施工的需要,布置形式力求使水流平顺,并考虑与永久建筑物结合的可能性。

    按与水流方向的相对关系,分为垂直河流方向的横向围堰和平行河流方向的纵向围堰。按是否允许过水,分为过水围堰和不过水围堰。按修建所用材料划分,常用的有土石围堰与混凝土围堰,还有草土围堰、板桩围堰,以及木笼、竹笼或铅丝笼装石围堰等。土石围堰就地取材、结构简单、施工方便,对地基要求较低,所以被广泛采用。板桩围堰有钢板桩、木板桩和钢筋混凝土板桩等形式,可布置成单排、双排或格形体,各有其使用条件。木笼装石围堰可抗4~6米/秒流速,堰顶浇筑混凝土板后可以溢流,可在岸上预制、水上沉放,施工较快,但木材耗用多,拆除不便,现已很少使用。竹笼装石围堰和铅丝笼装石围堰多在中小型工程或局部地段使用。草土围堰可在流速2~3.5米/秒流水中修筑,挡水高度一般不超过6米,它构造简单,施工方便,拆除容易,但草料用量大,沉陷量较大,草料易腐烂,使用期一般不超过两年。

    在农村小型水利工程中,施工期一般不超1年,因此,施工围堰要求就地取材、简单实用,大多数的施工围堰是几种围堰类型的综合运用。下面结合南宁市业仁拦河坝水毁修复工程对几种围堰类型的综合运用情况进行论述。

    2工程概况

    南宁市业仁拦河坝位于西乡塘区与隆安县交界的武鸣河支流,左、右岸均设水轮泵闸室。拦河坝址处河床宽度22米,枯水期水深2.5米,丰水期水深4米。因原拦河坝被洪水冲毁,水轮泵机组因运行水头不足而失去灌溉功能。大坝设计方案是混凝土支墩坝,9墩8孔,坝高6.5米。因为资金不足,建设单位没有开展地质勘探等前期工作,仅凭河流两岸露出的石灰石等地质地形条件进行判断,施工图纸也没有给出具体的围堰方案。根据施工经验和走访当年参加建设拦河坝的群众,我们判断河床地质条件是石灰岩基础,淤泥及砂砾石层厚约2米。

    2.1围堰的平面布置

    因河床宽仅22米,为方便布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等,施工围堰设计方案采用分段围堰法,即分左、右岸2段。每段围堰分2道,两道堰体的距离是15米,第二道堰体距离大坝主体工程15米。两道围堰之间设置集水沟及集水坑,用抽水机将大部分渗水抽出;第二道围堰后再设置集水沟及集水坑,用抽水机将渗水全部抽出,这样就确保大坝主体处于干地施工环境。因施工道路从右岸进入,先进行右段围堰施工时,在河流左岸导流;完成大坝右段施工后,再进行左段施工,利用大坝的墩孔进行导流。

    2.2围堰的类型

    围堰后,河床束窄,水流变为急流状态,因此,需要处理好围堰的防渗、接头和防冲等关键问题。

    小型工程的围堰防渗一般用粘土斜墙和土工膜结合的方式,以增强防渗的效果。

    围堰的接头是指围堰与围堰、围堰与其它建筑物及围堰与岸坡等的连接而言,一般采用刺墙型式,以增加绕流渗径,防止引起有害的集中渗漏。

    围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关,一般多采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。

    该工程所在地属平原地形,考虑围堰用料和河流流速情况,我们提出木桩、铁丝石笼、土袋、粘土、防渗土工膜组合而成的围堰体。具体剖面如下:

    2.3施工方法

    围堰体采用进占法施工。第一道围堰,首先从岸边人工填土袋铺筑横向围堰(垂直于水流方向),同时利用反铲挖掘机和人工结合,在所填土袋外围(背水面)打一排木桩(木桩长2~2.5米),在木桩与土袋之间抛填铁丝石笼,形成堰体外围防冲体,确保土袋不被水流冲走。第二步,在堰体土袋填筑到一定高度后,利用反铲挖掘机在堰体迎水面挖掘河床淤泥,同时把防渗土工膜(底部挂石块等重物)沿堰体土袋铺设,及时回填红粘土至被挖走淤泥的河床位置。第三步,在红粘土面上继续填筑土袋,直至达到设计堰顶高程,最终形成混合围堰体。

    纵向围堰(平行于水流方向)处的水流相对较急,如果土袋稳定,则不必再设置防冲措施。如果土袋仍被水流冲走,则在堰体迎水面处打排木桩,并在木桩与土袋之间抛填铁丝石笼。

    由于第一道围堰防渗效果较好,渗流量小,第二道围堰仅填筑土袋即可。两道围堰之间设集水沟,并根据渗流量大小设置集水坑用于抽水,确保了大坝主体工程处于干地状态。

    3结语

    围堰是导流工程中的临时挡水建筑物,围堰的安全问题影响到整个工程建设的成败,围堰体的类型则影响到施工成本。农村基层广大工程技术人员应重视围堰的施工技术,本着技术可行、经济合理的原则,综合运用多种围堰类型的组合形式,使有限的工程资金发挥最大的经济效益和社会效益。
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