小型水庫除險加固工程中圍堰技術的應用

楊勇

摘 ?要：圍堰技術在水利工程建設中的有效應用，有利于創造建設條件，節約投資，縮短建設工期，促進水利事業的平穩較快發展。并在促進國民經濟增長方面發揮重要作用。文章結合某小型病害水庫樞紐除險加固工程，對圍堰施工進行了有效分析，并提出了可行性方案，以提高除險加固工程的整體質量。

關鍵詞：水利施工;圍堰技術;應用

中圖分類號：TV551.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0163-02

Abstract： The effective application of cofferdam technology in the construction of water conservancy projects is conducive to creating construction conditions， saving investment， shortening the construction period， and promoting the steady and rapid development of water conservancy， thus playing an important role in promoting national economic growth. In this paper， combined with the danger elimination and reinforcement project of a small diseased reservoir hub， the cofferdam construction is analyzed effectively， and the feasible scheme is put forward in order to improve the overall quality of the danger elimination and reinforcement project.

Keywords： water conservancy construction; cofferdam technology; application

引言

圍堰是指在水利工程建設中為永久性水利設施建設而修建的臨時圍擋結構。其作用是防止水和土壤進入建筑工地，以便在圍堰內排水，挖掘基坑，建造建筑物。圍堰是一種臨時擋水結構，對工作面起到保護作用。圍堰的施工需要可靠的設計方案和施工組織，才能保證圍堰在整個項目建設過程中發揮重要作用，避免不必要的經濟損失，降低安全風險。

1 工程概況

某小型水庫壩址以上集雨面積1.26km2，總庫容75.5萬m3，正常蓄水位351.60m，正常庫容55.3萬m3，死水位347.67m，死庫容22.4萬m3。屬小（二）型水利水庫，水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、放水設施三部分組成。其樞紐工程為V等工程，永久性主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5級。大壩為均質土壩，設粘土截流槽防滲，經大壩安全鑒定為III類壩，主要病害情況為：防洪不達標、大壩內坡未護坡，風浪淘刷嚴重，壩坡坡度大，抗滑穩定最小安全系數不滿足規范要求，溢洪道、放水破損垮塌嚴重。本次除險加固主要工程包括：大壩加固、溢洪道整治、放水設施整治等。

主要工程措施：采取工程措施使大壩防洪及壩坡穩定滿足規范要求，并進行上下游護坡整治;因該工程放水設施損毀，無法正常放空庫容，而大壩加固需在死水位以下進行壩體培厚，壩坡護坡、放水臥管改造等施工作業，為便于施工，需采取圍堰擋水方案，圍堰施工選擇非汛期，工期一個月。擋水圍堰石碴料料場位于水庫右壩肩，鄉村公路相通，運距約0.5km;料源主要為耕植層，儲量豐富，質量基本滿足規范要求。

2 水利施工中圍堰技術的運用原則

2.1 因地制宜的原則

在水利工程圍堰施工過程中，應充分考慮圍堰結構的實際穩定性和防滲性，結合施工的實際特點，對不同條件下的圍堰類型、方式進行確定，因地制宜采取措施，保證水利工程的施工質量和效率。

2.2 優化工程建設的整體布局

隨著施工技術、工藝的不斷發展，圍堰的技術施工方案也得到逐步更新和優化。但值得注意的是，不僅是新技術和新設備的簡單應用，而且需要優化圍堰施工技術規劃的配置，然后用現代科學手段協助監測整個系統的穩定發展。

2.3 確定總的設計思路

圍堰設計應在對施工現場進行實地勘察的情況下，充分考慮水文、地質、環境等各方面因素，形成總體設計思路。

3 圍堰技術在本工程中的應用

3.1 圍堰的方案確定

圍堰是一種臨時性的擋水建筑，是保證工程施工作業面的重要設施。因此，必須確保圍堰的可靠性和安全性。其穩定性、耐滲性、抗沖擊性和抗擠壓性也必須達到一定的標準。圍堰有很多種，按類型不同可分為土石圍堰、混凝土圍堰、木籠圍堰、竹籠圍堰、堆石體圍堰、鋼筋混凝土圍堰，應根據工程施工的實際情況確定何種圍堰形式，同時考慮經濟性和可行性，合理地采用適當的圍堰類型，確保工程建設順利進行。

一般來說，位于堰邊淺灘水的水利工程施工，擋水深度不超過3m，水流速度不超過0.5m/s的情況下，河床滲水性小，水流沖擊力小，通常采用土石圍堰。通過計算，本除險加固工程上游壩坡和放水臥管施工期內，天然河道總來水量約1.04萬m3， 來水全部囤于庫內，此時，庫內最高水位343.36m，安全超高采用0.50m，堰頂高程343.86m;圍堰軸線全長157.40m，最大堰高3.86m。故圍堰方案可采用土石結構，橫向設置，堰頂寬3.0m，迎水面坡比1：2，背水面坡比1：1.75，堰前拋填塊石防沖，粘土斜墻防滲，堰體采用開挖土石料填筑。

3.2 水庫圍堰施工

（1）圍堰施工程序首先應進行測量放線，確定作業高程，本工程堰底高程為340.00m，最大堰高3.86m，堰頂高程343.86m。施工前先將壩前河床底部石塊、淤泥等雜物清除干凈，再回填堰體石料和粘土，堰體填筑至設計高程時，可在圍堰保護下加緊進行大壩除險加固工程施工，圍堰擋水區內主要工程完成后，拆除圍堰。

（2）圍堰施工方法。為保證施工進度，堰體填筑宜采用分段施工方式，堰體填筑料與心墻粘土料填筑同時交錯填筑。粘土心墻填筑完畢后，內外側均采用土工布覆蓋，形成反濾層，土工布外圍再填筑粘土料，以免主堰體土石填筑施工時對土工布形成破壞。當水下部分堰體填筑完后，超過水面的堰體應每填筑30cm碾壓一次，逐層壓實至填筑至堰頂高程，壓實度不低于95%。圍堰施工至岸坡時，應擴大接觸面并嵌入岸坡，以延長塑性防滲體的接觸，防止集中繞滲破壞。

3.3 水利圍堰基坑排水

（1）圍堰基坑初期排水，堰體水下填筑形成后，開始排除基坑內集水。排水量主要為基坑內積水、滲透水、天然降水。該水庫圍堰長度達157m，水庫水位維持在死水位以上1.5m，坑內積水無法自然排出，經估算，初期排水量3500m3，為可布置一臺YW80-40-7-2.2（單機Q=40m3/h、揚程H=7m、功率2.2kW）液下排污泵，排水其間應注意基坑水位下降速度必須控制在允許范圍內，一般不得超過0.5-0.8m/天。經計算，初期排水需88臺時。

（2）經常性排水，圍堰內側基坑初期排水主要是堰體滲水、天然降水和施工棄水，根據圍堰地基滲水特性及水文降水資料分別計算。圍堰基礎滲水按120L/小時計算，同時查出水庫所在地區往年月平均降水量為110mm。對于上游河道來水，施工時段內可按5年一遇（P=20%）頻率計算河道天然來水量，約72m3/h;擬布置兩臺無堵塞立式排污泵：YW80-40-7-2.2型，單機排水強度40m3/h，揚程7.00m，電機功率2.2kW。經計算，施工工期內經常性排水1260臺時。

3.4 水利圍堰拆除技術

圍堰拆除包括水上部分和水下部分，本工程項目中圍堰的拆除應該利用在大壩除險加固工程完工后，逐層拆除圍堰背水坡和水上部分，采用挖掘機開挖方式裝自卸車運至棄土場。在進行拆除時，首先對施工現場進行勘察，確定拆除范圍，應對水庫大壩來水面的圍堰區域進行完全清理。本工程除險加固后水庫水位將上升至正常水位，圍堰水下部分可不予拆除。

3.5 水利圍堰安全措施

由于圍堰建成后將在水庫庫區內形成擋水壩，一旦失事，后果不堪設想。整個施工階段需保證圍堰的安全運行，確保大壩除險加固工程的施工;為降低不可預見的風險，預防安全事故，還要在適當地段，準備應急搶險材料;加強巡查、實時掌握圍堰的運行情況。

4 結束語

綜上所述，在很多水利工程建設過程中，施工圍堰都是不可少的重要組成部分，關系到整個除險加固工程的安全施工。本文通過分析小型水庫除險加固工程圍堰施工問題，對圍堰的類型選擇、圍堰施工、基坑排水、圍堰拆除等進行了論述，由于圍堰工程的施工難度與施工單位采用的圍堰技術密切相關，在實際施工中應根據工程特點制定科學合理的施工方案，保障工程進度及質量。

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