基于圍堰研究的水利施工技術(shù)分析

黃丹華

（五大連池市山口湖開發(fā)建設(shè)中心，黑龍江 五大連池164100）

為了不斷提高水利工程建設(shè)質(zhì)量，要加強(qiáng)對(duì)于圍堰技術(shù)的研究能力，通過(guò)分析圍堰施工技術(shù)，能進(jìn)一步為水利施工工作開展提供有效技術(shù)保證。因此，作為施工技術(shù)人員，要不斷結(jié)合工程實(shí)際，科學(xué)的對(duì)圍堰施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 圍堰施工方式選擇

1.1 鋼板樁圍堰技術(shù)

以鋼板作為圍堰的主要材料是當(dāng)前水利項(xiàng)目實(shí)施中應(yīng)用較為頻繁的技術(shù)種類。此類技術(shù)在阻擋水量方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，且制作工序相對(duì)簡(jiǎn)單，只需做好預(yù)制板的連接工作，便可以基本發(fā)揮圍堰的作用了。此類技術(shù)的特點(diǎn)為，主要應(yīng)用于水深在5.5m 以上的項(xiàng)目中，且對(duì)施工地區(qū)的河床土質(zhì)沒有過(guò)多的要求，既可在硬性的土層上實(shí)施，也可以是黏土層，或者在砂土等具有較大透水性的土質(zhì)中都可施工。可見以鋼板樁技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，對(duì)施工土質(zhì)的特征要求并不嚴(yán)苛。此外，在運(yùn)用此類技術(shù)實(shí)施圍堰前，需對(duì)項(xiàng)目地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行系統(tǒng)的掌握，尤其針對(duì)地質(zhì)特點(diǎn)較為復(fù)雜、具有多層結(jié)構(gòu)的河道，更要準(zhǔn)確測(cè)量相關(guān)參數(shù)指標(biāo)，根據(jù)實(shí)際需求確定適當(dāng)?shù)匿摪逍螤睿瑥亩_(dá)到最佳的工程效果。

1.2 木板樁圍堰施工技術(shù)

此類技術(shù)主要應(yīng)用于項(xiàng)目規(guī)模較小、資金投入量較低的項(xiàng)目。第一，施工方需在較短的時(shí)間內(nèi)完成工程任務(wù)，為了加速工程進(jìn)展，在圍堰施工環(huán)節(jié)便可選用木板樁來(lái)實(shí)施。在具體開展過(guò)程中，為了盡量減少成本投入，施工方可盡量在工程附近尋找適合的木材原料，從而減少木材購(gòu)買和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的資金投入。第二，該類技術(shù)對(duì)河道的質(zhì)地條件有一定的要求，河水深度要在5.5m 以下，平均流速應(yīng)不大于5.5m/s。此外該技術(shù)更適用于透氣性較高的土質(zhì)中，而在堅(jiān)硬的土質(zhì)環(huán)境下使用較少。第三，具體施工時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格控制好每塊木板中間縫隙的密度，將四塊板材進(jìn)行高質(zhì)量的組合，從而形成較為和諧的整體效果，保證圍堰的密封性，從而發(fā)揮最佳功用。第四，要根據(jù)水面的合理高度設(shè)置圍堰的插入點(diǎn)，并以垂直方向的外力實(shí)施木板的插入，從而形成理想的緊密效果。此時(shí)施工人員要注意控制好每塊木板之間的縫隙，減少間隙過(guò)大導(dǎo)致的圍堰失效狀況。

1.3 雙層鋼板樁圍堰施工技術(shù)

針對(duì)水深超標(biāo)的工程項(xiàng)目，多用此類技術(shù)進(jìn)行圍堰的建造。施工人員在選擇技術(shù)種類前，需實(shí)地勘測(cè)項(xiàng)目實(shí)施的實(shí)際條件，如果河水的深度高于10m，則需選擇此類技術(shù)進(jìn)行圍堰的修建，從而提升圍堰的系統(tǒng)性。其一，技術(shù)人員可參照工程的建設(shè)目標(biāo)和實(shí)際河流長(zhǎng)度，來(lái)確定鋼板樁的形狀和種類，同時(shí)利用外部施工的專業(yè)技術(shù)，提升鋼板樁結(jié)構(gòu)的合理性。此外還需選擇土質(zhì)較為堅(jiān)硬，能夠提升穩(wěn)定支撐效果的位置作為支撐點(diǎn)，從而為后續(xù)的鉆孔等工序提供前提條件，構(gòu)建更為穩(wěn)固的圍堰工程。其二，此類技術(shù)對(duì)護(hù)筒之間的配合度要求較高。通常，護(hù)筒較封底位置應(yīng)高出10～90cm，用串聯(lián)的技術(shù)將混凝土與鋼板樁聯(lián)合起來(lái)，從而形成一個(gè)有機(jī)的整體。其三，在灌裝工序完成后，施工人員還需到水下拆除鋼板樁及支架，并合理控制好混凝土墩的高度，使之達(dá)到合理水平。

1.4 其他圍堰施工方式

除上述圍堰施工技術(shù)外，土圍堰及雙層木板等技術(shù)在圍堰的實(shí)施中也較為常見。這些技術(shù)通常是利用材料自身的重量來(lái)提高圍堰工程的整體穩(wěn)固性。這些技術(shù)種類一般應(yīng)用于水流較淺的情況，如果水深小于2.2m、綜合流速不大于30m/s 的情況都可使用其他圍堰技術(shù)。此外，這些技術(shù)對(duì)河床土質(zhì)的硬度要求也不高，但需注意土質(zhì)的穩(wěn)定效果。類似于砂石等土質(zhì)環(huán)境便不能采用這些技術(shù)實(shí)施圍堰工程。在確定施工技術(shù)種類后，項(xiàng)目設(shè)計(jì)者還需深入到實(shí)地，對(duì)項(xiàng)目開展各環(huán)節(jié)的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和分析，如圍堰的軸長(zhǎng)、頂部的面積及地理?xiàng)l件等參數(shù)，根據(jù)實(shí)際條件規(guī)劃工程實(shí)施方案，保證圍堰工程能夠有效發(fā)揮預(yù)期的效果，同時(shí)保障施工期間的人員安全，提升圍堰使用的經(jīng)濟(jì)性。選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)可保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期水平，同時(shí)還能減少經(jīng)濟(jì)投入以及施工方的工作量，因此技術(shù)人員需在施工前做好充分的研究和分析工作，確保工程科學(xué)、順利進(jìn)行。

2 參數(shù)設(shè)定工作

在施工正式開展之前，需將施工范圍內(nèi)的雜物進(jìn)行必要的清理，從而保證圍堰工程開展時(shí)不受到外界條件的影響。此外還需準(zhǔn)確控制圍堰高度，從而為后續(xù)的施工環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。以小浪底工程為例，在工程實(shí)施之前，技術(shù)人員便對(duì)整個(gè)河道的實(shí)際情況進(jìn)行了細(xì)致的排查。經(jīng)實(shí)地測(cè)量得知，工程實(shí)施的區(qū)域淤泥深度達(dá)1.5m，水流深度是0.8m。基于上述參數(shù)，技術(shù)人員確定以雙層鋼板樁技術(shù)實(shí)施圍堰工程更為合理，同時(shí)輔助采用疊加等技術(shù)共同提高圍堰的防水性能。施工人員選擇此類技術(shù)，要參照行業(yè)制定的單孔節(jié)制閘施工標(biāo)準(zhǔn)，借助對(duì)四孔閘機(jī)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化改造，來(lái)提高項(xiàng)目主體混凝土的結(jié)構(gòu)水平。經(jīng)改造的混凝土主體結(jié)構(gòu)層級(jí)達(dá)到了S6 級(jí)。此外施工人員根據(jù)需要，還可對(duì)鋼板的支護(hù)部分采用加固措施，在支護(hù)腳的位置增加護(hù)腳樁，從而總體提升圍堰的穩(wěn)定效果。如遇到特殊情況，在開展圍堰工程之前，還需做好清淤和雜物的處理工作，保證河水的良好流動(dòng)性，以免在施工時(shí)產(chǎn)生過(guò)量的污水，從而降低整體工程質(zhì)量。

3 導(dǎo)流優(yōu)化工作

導(dǎo)流對(duì)于圍堰的建設(shè)影響較大。施工過(guò)程中，對(duì)目標(biāo)河段進(jìn)行整體和分段的疏導(dǎo)，可有效控制水流對(duì)圍堰鋼板的沖擊力，從而保證圍堰的功效得以正常發(fā)揮。如果針對(duì)河床寬度較大的情況實(shí)施圍堰施工，則可分別安排實(shí)施圍堰工程，由中心向外逐步施工，從而有序完成圍堰實(shí)施及拉裝環(huán)節(jié)。如果施工區(qū)域的水流速度較大，要面向整段流域進(jìn)行有序的導(dǎo)流，尤其在水量較多的夏季開展施工，需重點(diǎn)考慮將水流全部切斷，從而降低此后分段導(dǎo)流對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的影響。

4 填料施工工作

科學(xué)實(shí)施填料施工，能夠直接提升圍堰的穩(wěn)定效果，緩解水流沖力對(duì)圍堰的沖擊，提高其安全等級(jí)。一是施工方可將圍堰工程與水利項(xiàng)目的主要部分相連接，全面搜集整理出在圍堰實(shí)施階段，水流產(chǎn)生的相應(yīng)變化，并形成數(shù)據(jù)信息，從而為后續(xù)的填料環(huán)節(jié)提供參考。二是要精準(zhǔn)分析圍堰軸線的具體的位置，據(jù)此選擇適當(dāng)?shù)奶盍戏N類，如粘土等。在實(shí)施填充環(huán)節(jié)時(shí)，要精確計(jì)算圍堰產(chǎn)生縫隙的可能性，根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的填充物，提高圍堰的整體密度。三是以合理使用成本為原則，盡量在工程實(shí)施的附近區(qū)域購(gòu)買和選擇粘土原料，從而減少運(yùn)輸?shù)确矫娴某杀就度搿Ｋ氖侨绻?xiàng)目工程需要，可分層完成填充工作，并逐層壓實(shí)。還可借助振搗設(shè)備來(lái)提高填充物的平整效果。如果圍堰較寬，則可使用大型的振搗設(shè)備開展壓實(shí)工序，從而提高填充物的緊密度。在對(duì)填充物進(jìn)行壓實(shí)的過(guò)程中，需同時(shí)考慮圍堰的受力范圍，避免由于過(guò)度振搗而降低了圍堰的安全性。此外，施工人員還需考慮根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整模板數(shù)量，如果水量和流速過(guò)大，則需加固模板，如確無(wú)必要，也可對(duì)部分模板進(jìn)行拆除，以工程項(xiàng)目的實(shí)際需求為準(zhǔn)。

總之，通過(guò)進(jìn)一步研究，在有效的進(jìn)行水利工程圍堰施工過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)于施工技術(shù)的應(yīng)用能力。作為施工技術(shù)人員，更要從多方面進(jìn)行施工技術(shù)探索，從而才能提高工作質(zhì)量。結(jié)合實(shí)踐研究，旨在不斷提高水利工程圍堰技術(shù)水平，以更好地保證水利工程事業(yè)不斷可持續(xù)發(fā)展。