水利施工中水壩堤防堵口施工技術綜述

馬燕霞，朱肖峰

(浙江天澤水電建設有限公司，浙江衢州324000)

水利施工中水壩堤防堵口施工技術綜述

馬燕霞，朱肖峰

(浙江天澤水電建設有限公司，浙江衢州324000)

水壩堤防作為重要的擋水建筑物，也是當前水利施工中運用最為廣泛的一類防洪工程。然而水壩堤防一旦出現決口，將對人民生命財產安全、地區經濟發展以及生態環境都造成極大的危害。為此，必須加強對水利施工中水壩堤防堵口施工技術的良好運用，通過在水壩堤防決口后采取有效的復堵措施，以抵御可能接踵而來的洪水侵害，從而使洪水災害所帶來的損失降低到最小。本文結合實際工作經驗，從水壩堤防決口的原因及分類出發，并著重就水壩堤防堵口的施工技術與施工措施進行了分析與探討。

水利施工;水壩堤防;堵口;施工技術

0 前言

導致水壩堤防決口的原因較多，如自然因素、滲流作用、河道湖泊水流的沖刷以及浸溢沖刷等都有可能導致決口問題的發生，此外人為因素破壞、施工中建筑質量與建設標準也是導致水壩堤防決口的主要原因。水壩堤防一旦出現決口其災害損失十分嚴重，同時決口的搶險復堵在技術上難度較大，為此必須采取有效且具有針對性的堵口施工技術，也確保沿岸地區經濟的穩定發展和社會安定。

1 水壩堤防決口出現的原因及分類

1.1 水壩堤防決口出現的原因

水壩堤防決口出現的原因，主要由以下4種情況所導致的:①因河道水流或湖泊潮浪的沖刷浸溢，而導致堤防或壩體出現坍塌，當搶修維護不及時所導致的決口;②因出現超標準的洪水，當水位急劇增加并漫過堤頂后則出現決口;③因水壩堤防的建筑質量或建設標準存在隱患，導致壩基、堤身的土質較差，以及鼠、蟻等生成的洞穴，而導致因開裂、滲透破壞而決口;④因人為因素的破壞，對堤壩的開掘而導致的決口。

1.2 水壩堤防決口的分類

根據口門過流的不同，水壩堤防決口可分為分流一股以及全河奪流。分流一股是指在決口后原河道仍在行水;全河奪流則是指決口后原河道基本出現斷流。

根據成因的不同，水壩堤防決口主要可以分為自然決口和人為決口這兩種情況。而其中，自然決口又主要可分為沖決、潰決以及漫決這3種［1］。沖決主要指引水流、潮浪、風流對堤坡、壩根的掏刷，因邊坡失穩而導致的決口;潰決則主要指因水流穿過壩基、堤身，而滲透破壞而導致的決口;漫決則主要指引水流漫溢過堤頂部，而導致的決口。

2 水壩堤防堵口的分類和各階段概述

水壩堤防堵口主要可分為堵旱口與堵水口兩類。對于堵旱口，應當和復堤選線相結合，對堤壩進行及時的復堵;對于堵水口，則主要是采用各種施工技術與施工措施，對通過口門的水流進行封堵攔截，從而使水流能夠完全回歸原河道中。本文中所探討的堵口施工技術也主要是指堵水口。

水壩堤防堵口的施工過程，通?？梢苑譃槎驴跍蕚潆A段、進堵與合龍階段、復堤階段。在不同階段應采取有針對性且適宜的施工技術與施工措施，以保證良好的堵口施工效果。

3 水壩堤防堵口準備階段的施工技術

3.1 做好施工前的準備工作

堵口準備階段主要應做好堵口物料的籌集，并隨時根據情況變化對備料數量進行調整;建立高效、有力的施工指揮機構，做好對施工隊伍與機械的組織，并明確分工;布置堵口的施工場地，并作出具體的實施計劃，包括機械與人力進出的道路、堵口線路設計等;做好堵口前的技術交底與安全交底工作，準備好施工中相應的設備、機械與所需用具。

3.2 做好水文觀測與河勢勘察

應著重做好以下4個方面:①對口門的水位、水深、流量、流速、寬度等信號進行定期測量，并繪制出口門的縱模斷面圖;②做好對口門處短期及中期水位及流量等的水文預報工作;③對口門及附近區域的水下地形進行定期施測，并對土質情況進行勘探;④做好對口門上下游河勢變化情況的勘察，并預測口門水流、水量的發展趨勢。

3.3 制定堵口的施工方案

綜合分析研究水壩堤防決口區域的水文地質情況、水下地下、河勢變化以及物料籌集等相應資料，以確定堵口時間與堵口施工方案。其中，堵口時間主要取決于水情、災害程度、決口位置以及復堵條件等因素，適宜盡早處理;堵口的施工方案中所采取的技術與方法，應因地適宜，并注意確保施工人員的人身安全。

3.4 做好裹頭的處理

在水壩堤防決口后的搶堵工作中，應首先搶修裹頭，以避免堤頭的繼續坍塌，并為堵口的下一步施工提供穩固的陣地。裹頭是將水壩堤防決口口門兩邊的斷堤頭，采用抗沖性材料進行裹護的一項技術措施。當前對裹頭的處理，多采用的是埽工技術、鋼木土石組合壩堵口技術、丁壩防護等制作裹頭［2］。

裹頭作為進堵口門的基地，必須修筑牢固，并因時制宜、因地制宜的進行相應保護措施，為堵口的下一步施工創造有利的條件。通常在水淺流緩、土質較好的地帶，可在堤頭周圍打樁，樁后填散柳、柴料或者拋投散石進而裹護;而在水深流急且土質較差的地帶，則可采用柳石枕、柳淤枕等進行廂護。

4 水壩堤防進堵、合龍階段的堵口施工技術

4.1 堵口的布置

1)選擇適宜的堵口時間。通常堵口的時間，應在施工隊伍以及所需物料準備到位并準備齊全后，再進行堵口的施工。若條件受到限制，無法及時將堵口進行合龍，則應考慮在水位降低或下次洪峰到來前進行堵口施工。

2)口門的復堵次序。通常而言，水壩堤防的決口多少由于水勢過猛而導致漫溢所引起的，因此決口多會出現大小不一、且不同位置的多個口門。因此在口門的復堵次序上，應首先選擇重要位置進行優先復堵，并遵循先堵下游口門，再堵上游口門，先小口門，再大口門的復堵原則。

3)選擇合理的堵口堤壩軸線。堵口堤壩軸線選擇的是否合理、恰當，將直接關系到堵口施工的成敗。通常而言，應根據堵口方法、口門條件，選擇易于施工且斷流選擇的堵口堤壩軸線。

4.2 堵口的主要方法和措施

當前，水壩堤防堵口的方法主要包括了平堵、立堵以及混合堵等。平堵是指沿著口門選定的堤壩軸線，由下往上拋填物料，并逐層填高直至高出水面實現封堵的方法;立堵則是指從口門的一側或兩側出發，沿著選定的堤壩軸線向水中進占，使口門逐漸縮小直至合龍的方法;混合堵則是平堵與立堵這兩種方法的綜合。同時，在水壩堤防堵口的實際施工中，還可根據實際情況需要采取沉船截流、沉柳落淤等多種堵口方法。

4.2.1 平堵法

平堵法相較立堵法的單寬流量偏小，且最大流速也小，水流條件較好，可以減小水流對龍口基床的沖刷力，利于機械化施工。但主要缺點是在堵口施工中，當水深且高速流動的情況下，需要架設浮橋或棧橋，影響到堵口的時間。平堵法主要包括了架橋平堵、拋料船平堵以及無水口門砌堵等方式，其中架橋平堵法如圖1所示。

圖1 架橋平堵法施工示意圖

4.2.2 立堵法

立堵法也有著較多的施工方式，例如填土法、草木圍堰法、埽工進占法、打樁進堵法等。其中，在不同施工方法的選擇上應根據口門的水深、流速以及水頭差等情況選擇適宜的物料進占。由于立堵法施工中無需再架設浮橋或棧橋，因此簡化了施工準備工作，不僅贏取了施工時間，而且節省了投資，在水壩堤防堵口施工中應用較為普遍。立堵法的施工示意圖見圖2。

圖2 立堵法施工示意圖

4.2.3 混合堵

混合堵方法是平堵法和立堵法這兩種方法的綜合，并通常應用與口門局部沖深較大、基礎軟弱以及口門較寬的情況。在采用混合堵進行施工時，應根據平堵和立堵不同的特點，以及口門的實際情況，因地制宜的靈活采用。例如，在堵口的最初階段，由于流量較小，可采用立堵法快速進占，但當口門縮小到一定程度后由于流速開始增大，可以再采用平堵法，以降低施工的難度直至合龍為止。

4.3 合龍施工技術

當口門兩側進堵至壩體剩余約2～3 m時，即被稱為合龍。由于此時口門已被縮減到很小，水流的沖刷力與流速都相對較大，因此必須做好充足的準備，并采取有效的技術措施，使合龍施工能一氣呵成，實現堵口的順利完成。通常在合龍中采用以下幾種施工方法:

4.3.1 橫梁合龍

該方法是采用直徑約為20 cm左右的粗木桿，使其橫臥在龍口上，并將兩端部位固定，再在橫桿的前排部位打下一排木樁，并在樁上壓上土袋，從而水流逐步阻斷的方法。

4.3.2 沉排合龍

該方法是采用樹枝或者細木桿等容易變形受壓的材料，綁扎成為梯形或者方形的沉排，同時在沉排的方格內部放置進適當數量的土袋，并確保沉排不沉入水中，再由人力控制其漂浮到合龍口處。當沉排在龍口處卡住并穩定后，繼續向上拋壓土袋直至土袋露出水面，再進行填筑施工。

4.3.3 關門合龍

該方法是采用比合龍口寬度約長的粗木樁一根，并在木樁上捆扎由樹枝、秸稈等制作的柴草捆，并利用水流使其橫卡在合龍口處，當對大部分水流進行攔截后迅速進行土袋的拋壓，使合龍能夠迅速完成。

5 水壩堤防復堤階段施工技術

由于水壩堤防堵口時所修筑的截留壩，多是臨時搶修的，其壩體較矮小，且內部件孔隙較大、雜物也較多，無法滿足水壩堤防對洪水地域的標準。為此，還應當采取及時的復堤措施，以避免原決口重新潰決的可能。其中，對水壩堤防的復堤應著重做好以下幾點:

5.1 堤頂高程恢復

對堤頂的高程應將其恢復到原設計規定標準，由于堵口的斷面堤質較為薄弱，且存在堤基容易滲漏、背水處存在潭坑等缺陷及弱點，因此通常要求復堤的高度應有一定的富裕度，可相比原堤防高出0.3～0.5 m。

5.2 復堤施工中的注意事項

在鋪筑之前，應首先將基面的樹枝、積水、淤泥等雜物清除，并分層均勻填土;在筑堤時，要求黏土使用在臨水面，砂土使用在背水面，當堤身填出水面后宜進行分層填土，要求層厚≤0.3 m;對填土應采用機械或人工進行適當的碾壓與夯實，碾壓次數在2～5次為佳;在施工中應嚴格按照設計標準進行，并處理好新建堤防與原堤的結合，確保施工質量。

5.3 護坡防沖工程

由于堵口復堤段為新做堤防，多位于迎流頂沖區域且沒有經過洪水的考驗，因此可考慮在新堤堵口處做護坡防沖工程以及水下護坡工程，以避免坡腳的滑動并使堤防得到有效的防沖防浪。

6 總結

水壩堤防工程作為防洪保護區的一道重要屏障，其主要作用是防御洪水的侵害，并保護沿岸廣大人民群眾的生命財產安全，然而其一旦出現決口，將會對沿岸地區居民的人身安全和經濟發展都帶來非常大的危害。

而水壩堤防的堵口施工作為一項時間緊迫、任務艱巨、對技術和經驗要求都非常高的工程，應當首先加強對水壩堤防堵口施工技術的研究與探討，并通過對堵口時各種可能出現的相關因素的全面、充分考慮，以科學的選擇堵口施工技術與施工方法，并做好人員、材料、設備等相應組織和準備工作，以確保堵口施工的順利完成。

［1］劉鐵奇，高長權，楊宏宇.堤防決口的幾項堵口技術［J］.黑龍江水利科技，2008，36(04):171.

［2］李希寧，孟祥文，等.黃河堤防堵口裹頭技術研究［J］.人民黃河，2003(03):32 －33，49.

TV871.3

B

1007－7596(2014)07－0135－03

2013－11－09

馬燕霞(1982－)，女，浙江衢州人，工程師，從事水利水電施工管理工作;朱肖峰(1976－)，男，浙江衢州人，工程師，從事水利水電工程施工管理工作。