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水利工程围堰施工技术要点研究
 
来源:土木工程网 日期:[2017-12-5]
    一、引言

    围堰是水利工程施工的重要内容,对保证水利工程安全运行,提高工程质量具有重要的作用。然而,在施工中,由于受到施工人员、思想观念、施工经验等方面的制约,围堰施工往往存在着一些问题与不足,影响工程质量和水利工程的运行。为了应对这些问题,今后在施工过程中,需要严格遵循相关的技术规范,做好各项施工技术要点工作,提高围堰工程质量,使其在整个水利工程建设中发挥更大的作用。

    二、围堰施工的概念和特点

    围堰是指在水利工程建设中,为了建造永久性水利设施,修建的临时性围护结构,以维护施工基坑,确保水利工程建设能够在干地进行。导流任务完成之后,可以将围堰拆除。就其性质来看,围堰属于临时性结构,就其作用来看,主要是为了确保主体工程以及附属设施,在修建的过程中不受水流侵蚀,从而保证施工的顺利进行。根据其构造和材料的不同,可以将围堰分为土围堰、土袋围堰、木桩土围堰、竹笼围堰、钢板桩围堰等等。按照其用途的不同,又可以将其分为墩台施工围堰、河宽限制上下游围堰、驳岸挡墙施工围堰等等,在施工的过程中,应该根据工程的具体情况,考虑实际工作的需要而选择相应的类型,使其在整个水利工程建设中发挥更好的作用。

    三、水利工程围堰施工技术要点

    为了确保围堰工程质量,在施工过程中,必须严格遵循相关的施工规范,把握好每个施工技术要点,具体来说,在施工的时候需要注意以下问题。

    1、平面布置。平面布置是围堰十分重要的工作,具体需要注意以下两个问题。第一、确定堰内基坑范围。其范围大小的决定因素是主体工程的轮廓和施工方法。一般来说,基坑坡址距离主体轮廓距离不该小于20―30m,这样留下足够的空间,方便布置排水设施,堆放材料和模板等等。第二、围堰外形轮廓布置。不管采用全段还是分段导流,横向围堰位置是由主体工程轮廓决定的。全段围堰法导流的横向围堰都垂直于河流方向,这样能够尽量降低工程量。分段导流时,围堰平面布置呈梯形,能够使水流顺畅,也便利运输道路的布置和衔接。如果采用一次拦断法导流,围堰多与主河道垂直,以减少工程量。确定纵向围堰位置的时候,需要考虑多方面因素,包括地形地质水文条件、通航、筏运、主体工程施工强度等因素,全面考虑这些因素,综合分析之后再确定位置。

    2、土石围堰施工技术要点。在施工实践中,土石围堰是运用得最为广泛的围堰形式,包括过水土石围堰和不过水土石围堰,不过水土石围堰用当地材料填筑而成,可以就地取材,实现对开挖的有效利用,并且施工简单,结构也简单,拆除方便,造价低廉,可以在流水、深水、基岩等河床上修建。不过工程量大,堰身沉陷变形也比较大,基础施工和堰身防渗一般采用混凝土防渗墙、高喷墙、自凝灰浆墙等等。可以用作横向围堰或者纵向围堰。但不管用于何种形式,尤其需要注意防冲设计,这样做的目的是确保围堰安全,使其更好的发挥作用。

    3、混凝土板护面过水土石围堰。按施工方式分为现浇混凝土和预制混凝土护面板两种形式,按截面形式可以分为矩形板和楔形板。对于混凝土护面板施工,在安装或者浇筑的时候,应该错缝、跳仓,按照从下游面坡脚向堰顶的顺序进行施工。在护面板和围堰下游坡之间,需要设置垫层,减弱板下水流压强,确保面板的平整和稳定。对于面板形式、厚度、堰角保护、围堰整体性能等情况,不仅需要根据实际工程经验进行计算,还需要进行水工模拟试验确定。这样更能够满足工程建设的需要,提高围堰工程的稳定性,使其更好的发挥作用。

    4、混凝土围堰。主要是用常态混凝土或者碾压混凝土修建而成,就适用范围来看,混凝土围堰适宜修筑在岩石地基山,它具有自身显著的特点,包括抗冲与抗渗能力大,挡水水头高,底宽小,与永久混凝土建筑物容易连接,堰顶还能够溢流。在工程建设中,比较常用的形式有重力式和拱形等。一般来说,混凝土围堰多数为重力式,不过,它既可以做成空心式,也可以做出实心式。其施工方法与混凝土坝有相似之处,对于混凝土纵向围堰来说,它需要抵御高速水流的冲刷,因此,大多数是修筑在岩基上。同时,在施工过程中,为了确保混凝土施工质量,可将围堰布置在枯水期出露的岩滩上。采用分段式围堰导流时,重力式混凝土围堰可以兼做第一期和第二期纵向围堰,从而使得两侧都能够挡水,并能够作为永久建筑的一部分。做好对围堰的基础处理工作,河床覆盖层较薄的时候,需要进行水下清基,如果较厚,需要灌注水泥浆进行防渗和加固。

    5、草土围堰。草土围堰是在长期施工中总结出来的经验,它是一种草土混合结构,其主要的原料包括麦草、稻草、芦柴、柳枝等等,该施工方法有着悠久的历史,在水利工程建设中也得到了广泛的运用,并取得了良好的施工效果。对于草土围堰的断面尺寸,需要满足其抗滑、抗渗、抗倾覆等方面的要求,同时还应该做好运草、运土工作,满足相关的规范和要求。一般来说,草土围堰是呈矩形或者梯形的,边坡比为1:0.2或1:0.3。根据实际的施工经验,岩基河床上草土围堰宽度比2―3,软基河床上4―5,堰顶超高部分一般为1.5―2.0m。

    6、围堰防护。在实际工作中,围堰往往会遭到冲刷,而出现这种情况的原因是与其平面布置有着密切的联系。流速如果超过3m/s的时候,土石围堰往往会出现冲刷的现象。特别是采用分段围堰法导流的时候,如果围堰的布置不当的话,围堰的冲刷往往会显得更为严重,包括其基础也可能会遭到严重的破坏。为了应对这些问题,做好围堰的防护显得尤为重要。具体措施为:采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施,以实现对堰脚的保护,防止围堰基础出现冲刷现象。至于护底范围和材料尺寸大小的选择,需要通过水工模型试验来确定,以符合防护工程的需要,达到最佳的防护效果。

    7、围堰拆除。围堰属于临时建筑,导流任务完成之后,应该将其拆除,以避免对永久建筑物的施工和运行产生不利影响。需要注意的是,拆除不能随意进行,而是需要严格按照设计的要求进行,符合设计要求。因为如果拆除不符合相关规定,往往会带来不利影响。例如,如果第一期横向围堰拆除不满足要求,会增加上下游的水位差,进而增加截流的难度。而如果下游横向围堰拆除不干净,往往会抬高水位,降低水轮机出力,带来不应有的损失。

    四、结束语

    总之,围堰施工是水利工程施工建设的重要内容,其重要作用是不容忽视的。通过施工实际的比较,混凝土围堰的占地空间小,施工进度快,施工更加安全,在施工中运用能够取得更好的效果,更有利于整个水利工程的安全运行。同时,在围堰施工过程中,必须严格按照相关工艺流程,做好质量控制工作。还需要注意施工经验的总结,提高施工人员的素质,从多个方面入手,全面加强围堰施工质量控制,提高工程质量,使其在水利工程中更好的发挥作用。
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