水利水電施工中圍堰技術的運用與施工技術研究

廖 莎

（陜西省水文水資源勘測局，陜西 西安 710068）

水利水電工程是我國現代工程體系的核心部分之一，其在水患防控、資源利用、經濟建設等多個方面承擔著不可替代的任務。我們對水利水電施工中圍堰技術的運用實踐展開探究討論。

1 水利水電施工中圍堰技術的基本概述

圍堰技術是水利水電施工領域中常用的一種臨時性應用技術，其既能通過物理手段實現水體運行狀態的改變，達到阻水、防水、圍水等效果。同時，也能對水利水電設施基礎發揮一定支護效力，為工程項目的順利建成保駕護航。現階段，業內常用的圍堰技術可按材料不同分為4種類型，如土石圍堰技術、木樁圍堰技術、鋼筋硂圍堰技術、草土圍堰技術等。在水利工程項目整體完工后，絕大多數圍堰會被拆除，僅保留融入設施主體的部分。在實踐中，圍堰技術的施工應用很有講究，其構筑材質、高程參數、布置規模等均需要與施工區域的地質條件、水位高度、設施體量等相匹配，以確保圍堰功能的充分發揮，從最大程度上保障水利水電工程建設的安全性與順利性[1]。

2 水利水電施工中圍堰技術的運用策略

2.1 不同圍堰技術的運用選擇

在水利水電工程建設中應用圍堰技術時，必須要對不同圍堰技術的應用場景提起重視，并實施出科學合理的運用決策。結合行業經驗來看，幾種常用圍堰技術的運用選擇要求如下。

（1）土石圍堰的運用。該技術具有投入低、建筑速度快等特點，是一種相對典型且常用的圍堰技術。通常情況下，當水利水電工程所處施工區域的水體深度比較淺（在2 m以下）或水流速度較緩慢（≤0.5 m/s）時，即可應用土石圍堰技術。在施工實踐中，相關人員應對圍堰土的材質進行嚴格把控，盡量以黏土為首選。若條件無法滿足，則可選用沙土作為替代材料。在此基礎上，若將石料、草料與土料進行融合應用，形成土石圍堰、草土圍堰等結構，可進一步提高圍堰的牢固性與功能性，并視情況將土石圍堰技術的應用水深提升至3.5 m以下。

（2）木樁圍堰的運用。以木板樁為代表的木樁圍堰在水利水電施工中也比較常用。結合實踐經驗來看，木樁圍堰技術在1.5～7 m之間的水深條件下都能表現出良好適用性，且可應對流速在2 m/s以下的動態水體。在施工實踐中，木板樁通常以榫卯結構進行連接，整體穩定性處于較高水平。若發現木板之間存在連接縫隙，進而形成有一定的滲水風險，則可采取堆土、砌石等局部性的加護措施，以此實現圍堰內外環境的有效阻隔，避免水分滲漏對水利水電工程的侵襲影響。此外，若僅憑木板樁無法應對水體中時有發生的波動性水流沖擊，還可在圍堰外圍布置出適量的混凝土砂袋。這樣一來，可充分實現水流沖擊力的緩解，起到更強效的圍堰防護作用[2]。

（3）鋼筋砼圍堰的運用。與土石圍堰、木樁圍堰相比，鋼筋砼圍堰技術的投入成本相對高昂，但其功能性、適用性也更強。通常情況下，當水利水電工程施工區域內的水體深度超過7 m，或水流速度超過2 m/s時，可使用鋼板樁、鋼筋混凝土等構筑圍堰體系。同時，在地質條件比較惡劣、土壤質地過于松軟的施工場景下，也可將鋼筋砼圍堰技術作為阻水、導水、圍水的應用首選。此外，在施工實踐中，鋼筋砼圍堰通常能表現出優質的設計靈活性，可根據施工需求的不同，進行構筑形狀的變更。若施工基礎比較淺，則應盡量將鋼筋砼圍堰設計為矩形；若施工基礎為深基，則應盡量將鋼筋砼圍堰設計為圓形。

2.2 不同圍堰機制的運用設計

現階段，水利水電施工中主要采用的圍堰機制有2種，1種是全段式圍堰，第2種是分段式圍堰。其中，全段式圍堰即一次性對河床整體進行阻斷，并通過布置排泄水設施，將水體中的水按照特定方向進行導流，避免其對工程場地產生影響。一般來講，全段式圍堰技術多應用于地基規模小、水流速度快的施工場景。在施工實踐中，相關人員通常會在施工區域上下游各設置一個全段式圍堰，以確保在改變水體徑流路徑的同時，盡可能小地對原本水文結構產生影響；分段式圍堰則是分階段、分區段地對河床進行拆分阻斷，并隨著水利水電工程的施工進展，逐步完成圍堰技術的全程應用。一般情況下，此種圍堰技術主要應用于河道寬闊、水流量大的水文環境，或工期較長、范圍較大的施工場景。在施工實踐中，相關人員會先對河床的左岸或右岸進行單側圍攔，從而改變水體的徑流寬度，使其從狹窄的局部河道中流過。在相應區域施工活動完成后，再對河床另一側進行圍攔，實現水體的完全截流。回顧行業經驗來看，丹江口水電站、葛洲壩水電站等工程均在施工建設中采用了分段式的圍堰技術。

3 水利水電施工中圍堰技術的實踐要點

3.1 保證關鍵數據的勘測質量

施工區域中地質、水文等方面的數據信息，是施工方案的關鍵設計依據，即圍堰技術的應用基礎。所以，相關人員在施工實踐中，必須要嚴格保證相關數據信息勘測采集的真實性與準確性，以了解圍堰技術的應用需求與圍堰施工的開展難度。結合行業經驗來看，主要應做好以下2類數據信息的采集把控：

（1）相關人員應通過現場勘測、資料翻閱等方式，綜合確定目標河道枯水期與豐水期的水位最高值，以明確圍堰結構的最低高度，保證阻水效果的穩定實現。同時，水體深度、水流速度也是需要檢測確定的重要指標。一般情況下，若測得水深不超過2.0 m，流速不超過0.5 m/s，則構筑土圍堰即可；若水深在2.0～5.0 m之間，流速在3.0 m/s以內，則可構筑草捆土圍堰或木板樁圍堰；若水深在5.0～10.0 m之間，流速在3.0 m/s以內，則應構筑雙層型鋼板樁填芯圍堰；若水深大于10.0 m，則可選擇鉆孔樁圍堰、拋石夯筑心墻止水圍堰等[3]。

（2）應對河道底部及兩岸的土壤質地進行勘察。究其原因，主要是若在軟質土上直接進行簡單化的圍堰構筑，將很可能出現異常沉降、基礎不穩等問題，進而增大河水沖垮圍堰或最高水位溢流的發生幾率，對水利水電工程的順利建設構成威脅。在此基礎上，若河道內存在大量淤泥，則必須在圍堰施工前進行清淤處理。同時，還可在施工方案中納入機械打樁、木樁固定等技術環節，以提升圍堰的穩固性，降低土壤對施工質量的影響性。

3.2 明確圍堰技術的施工流程

一般來講，水利水電施工中圍堰技術的應用流程如下：

首先，在施工準備階段，相關人員應做好黏土、土石、鋼筋等堰體材料的進場檢查，確保材料的型號、質量、數量均滿足施工需求。在此基礎上，做好圍堰結構、高程、布局等參數的設計，并在施工現場提前做好軸線、輪廓線等的放樣標記；其后，以河道旁側為起點，向渠底逐步進行開挖施工，清除河道中的淤泥與塊體。現場清理完成后，利用土料、石料進行逐層填筑，直至達到設計標高。在此過程中，應動態測量堰體的構筑厚度，以確保其符合施工要求，能對水流沖擊形成穩定的抵御能力；然后，在圍堰主體構筑完成后，用彩條布、鋼板、混凝土砂袋等施工材料，對圍堰進行防水敷設、內部填充支護、外部布置圍護等處理，以進一步提高圍堰的防水能力與沖擊抗性；最后，再次進行人工化的清淤、排水等工作，并對圍堰整體的結構參數、防滲情況進行檢查。若檢查合格，則可正式投入到水利水電工程的建設應用中。反之，則需要采取針對性的補填、支護等處理，直至滿足所有方案設計要求。

3.3 遵循圍堰技術的施工標準

在目前，水利水電工程中圍堰技術的應用把控，主要以GB 50141-2008《給水排水構筑物工程施工及驗收規范》的相關標準為依據。在制定施工方案、執行施工管理時，相關人員應嚴格遵循各項國家標準，如“鋼板樁在黏土中不宜采用射水法沉樁，錘擊時應設樁帽”、“排水后堰內水位不下降，甚至上升時，必須立即停止排水，進行檢查”、“土圍堰填筑完成后，堰內應進行壓滲處理，堰外迎水面進行防沖刷加固”等，以便從根本上確保圍堰構筑的科學性、合理性，防止樁體受損、堰內滲水、土圍堰垮塌等各類風險隱患的形成。

3.4 圍堰技術人員的科學管理

在圍堰技術的施工過程，必然需要在該工程項目中投入大量的施工人員和管理人員，其中所有的人員在日常性的工作中，必須要確保所有的圍堰技術施工人員在個人工作素養、道德體系的建設過程中，要能夠使得所有的管理工作方案都可以得到科學的建設。在人員的管理過程中，對于一線施工人員來說，其必須要全面了解并分析所有人員在工作過程中所需要完成的工作任務，同時對于一些特殊性的管理項目，之后根據這類人員的工作信息與工作方法得到各類數據。比如對于圍堰技術使用過程中所涉及的各類電氣設備，要求這類人員在參與工作之前，必須要能夠出具國家承認的相關資質證書，而如果發現這類人員無法提供時，則需要研究該人員的從業經驗儲備情況。對于施工現場內配置的管理類人員，包括施工現場的管理類人員和第三方監理類人員，要求其需要出具證書，并對圍堰技術具有詳細了解，以分析該人員的工作方法。

3.5 圍堰技術安防的全面落實

在圍堰技術的施工中，需要全面落實施工過程中的安全防護工作，從而讓所有的人員從取得的結果上來看，要能夠全面避免出現圍堰施工過程中的安全缺陷。其中安防工作中分析人員因素、設備因素、環境因素和制度因素，所有的管理工作項目都要根據圍堰技術的管理方案進行確定。此外在圍堰技術的安全防護工作中，針對人員因素，需要讓所有的人員在工作過程中，可以根據該方案的處理結果得到研究結果。對于設備因素，則需要分析所有設備的使用方案、分析方案、管理方案，同時對于安防防護設備，也都要經過檢查。對于環境因素，圍堰技術施工現場中，要確保環境信息可以被第一時間取得，同時要落實環境的深度保護工作。對于制度因素，需要建立專業化的安防思想培養工作思想，從而讓人員具備安全思想，防范施工中的問題。

4 結論

總而言之，圍堰技術在應用實踐中具有很強的環境適用性。所以，相關人員在水利水電工程建設中，必須要對水文、地質等信息進行精準采集、科學分析，并由此進行圍堰材質、圍堰類型、施工方案的選擇設計，以實現圍堰功能的最大化發揮，為水利水電施工的穩定安全提供助力。