时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：本文结合在水利工程建设中的经验，简述了当前常用的围堰方法的技术特点和适用范围，并对水利工程围堰操作中的注意事项进行了分析讨论。
关键词：水利工程,围堰技术
0引言
在江河水系上建设水利水电工程, 首先需要完成水体导流, 修建围堰从而形成基坑, 为基础主体建筑物提供干燥地面的施工环境。伴随着大型与巨型水利工程的设计及施工方案的进展, 围堰规模逐步加大, 围堰地基基础地质环境趋向复杂多样, 相应的操作难度也逐渐增大, 同时在水利工程建设实践过程中提高了围堰工程设计与施工技手段的水平。
1 土石围堰技术原理和施工要点
土石围堰的过程是用大量土石包围住水利工程建筑物的施工基坑，防止施工场所进水， 也就是采用土石材料修筑的临时性阻隔水建筑物。土石围堰可以大量利用本地材料，结构简单，工艺便捷，对地形地质环境要求标准低，加高加厚方便，应用范围广。水利工程建设中，土石围堰一般是运用土和砾石筑填完成。土石围堰的坡度主要由堰高及填土的性质决定。
土石建造的过水性围堰的下游坡表明和堰地步需要采用额外加固保护措施。当前通常采取的护面保护措施有块石、石笼钢筋、混凝土护面, 其中最普遍运用的是混凝土板护面。在河流深水段修建土石围堰的技术关键是防渗漏手段的选择和运用。当家各国水利工程建设的围堰防渗漏手段种类众多, 特别是运用防渗漏墙充当围堰防渗漏设施的技术发展迅速。
防渗漏墙打孔机设备运用较多的是钻孔机与抓斗。钻孔机有冲击式与旋转式两种, 可以两种设备结合运用。钻孔机从泥浆无循环式和正循环演变到反式循环, 可以完成直接排出鹅卵石, 使得工效有大幅度提升。抓斗设备的改进趋势是液压导板式抓斗机械。西方水利工程建设中防渗漏墙打孔工序通常运用旋转反式循环钻孔机和抓斗等。打孔成槽进尺可以达到1000~ 1 500米以上, 也有运用冲击旋转式循环钻孔机和抓斗结合使用, 同时运用最先进的排除残渣和淤泥处理系统。槽孔段转头采取管拔法和接头盒，可以防止后期槽孔打压已浇筑的混凝土。对深孔采用多种校对措施减少倾斜度。当前中国水利工程建设防渗漏墙打孔机设备通常为循环式钻机, 进十年来逐渐采用冲击式旋转钻机与液压式抓斗, 小浪底工程一期上游土石围堰工程防渗漏墙第一次采用了液压铣槽机。
在流动水体中建设土石围堰, 堰身与基本防渗漏构造是围堰能否成为阻挡水屏障的关键因素。目前我国大型江河中修建的土石围堰防渗结构模式通常有以下几种: 防渗漏体为土质, 通常向水中抛填，形成斜墙而且进一步抛填水平铺盖用以达到基本防渗漏的需要, 水面以上部位采取干土填筑; 水面以下堰身和地基建造垂直型造孔防渗漏墙, 水面以上堰身为土夯防渗漏体或它种防渗漏模式。对于土质防渗漏构造, 对深水区域建造围堰而言, 主要注意水下部分的稳定性能和压实性, 很多工程个案运用水下预抛填试验选取结构规模和操作方式。例如现场有大量符合标准的土料, 由于造价低廉、施工方便, 通常是防渗结构的首先材料。造孔混凝土防渗漏墙由于能很好的控制堰身和基本渗流, 围堰使用安全度较高, 加上打孔技术发展迅速, 最新的钻孔槽深度已经可以达到100 米, 槽孔倾斜度可以限制在槽孔深度的 1.0% 之内, 辅助运用水下区域堰身松质材料的人工加密技术, 可进一步提高在深水区域抛填堰身中建设深水防渗漏墙的安全系数。
2 混凝土围堰原理与技术要点
混凝土围堰通常采用纵向围堰, 多为重力式。也有使用横向模式围堰的, 狭窄河道的上游横向模式围堰, 通常采取圆拱结构。混凝土围堰通通常需要在低部土石围堰维护中地面施工, 有些情况下也可创造在水平线下下浇筑混凝土的环境条件。
水利工程中混凝土工程必须到达抗压力、抗牵拉、抗渗漏、抗冰冻、抗开裂、抗冲击与抗侵蚀等要求。原材料的品质与其相对含量是决定的混凝土的品质与工艺性能很大程度重大因素，其次也和施工手段等因素有关，所以科学的选用原材料，是确保混凝土品质的关键。在混合配方方面除了需要确保工地技术人员对混凝土强度等级的要求保准之外，还要确保施工场地对混凝土和易性的标准，和易性含有可流动性、聚合性和保湿性3个方面的因素。可流动性是混凝土能流动并均匀严密的填充模板的性能，可流动性的好坏反映了混凝土搅拌物的稀稠程度的大小。混凝土经过运输到工地后的看流动性间接影响到工地浇筑施工的难易程度和耗时长短，最终影响到混凝土的品质。混凝土的聚合性好能保准避免混凝土在运输与浇注造作中发生离析开裂现象，混凝土混合物在入模后经过振捣，如果浆包无法包裹石子导致浆下坠，石块留在表面，只有石子缺乏浆不能保准混凝土保持整体均匀的性质。在施工过程中，部分水从底部析出出现在表面，说明混凝土混合物保湿性欠佳，气密性差，混凝土的强度和耐久性得不到保证[1]。
3钢板桩围堰在水利工程施工中的应用
河道较宽,水深度不高, 河谷复盖层比较薄弱的地段, 采取分期导如方案的建设水利枢纽的工程, 可以采取钢板桩围堰技术施工。作用于水利工程施工建筑中的钢板桩围堰, 常见的有单墙围堰与格形围堰两种。单墙围堰由一块槽形钢板桩连锁插接完成, 两端可以与岸坡部分相接也可自行封闭形成圆形结构。在单墙围堰内部的水被抽干后,可以开始基础坑开挖与混凝土浇筑, 需要注意的是，此时钢板桩容易受到外面较大的水压而丧失稳定, 所以需要在围堰的内侧设置多个水平支撑来抵消水压。围堰内外水面差值越大, 需要支撑力的越大, 导致施工时遇到的阻碍也愈多,最终影响施工的进度和品质。单墙钢板桩围堰一般与建筑物基本混凝土工程的结合模板, 可以达到节省模板的目的。在混凝土浇筑高出水面之后, 单墙围堰的钢板桩需要全部拔除移到其他部分继续使用, 在拔桩过程遇到困难时, 可以采取水下切除其难拔部分的手段, 从而将大部分的钢板桩拔起来, 循环使用。#p#分页标题#e#
格形围堰系统是将钢板围成成多座的封闭性格体, 格体内填充块石、沙石、砾石利用格体自重维持其结构稳定。格体的平面形状有圆、网格形等数种, 其中使用最普遍的是圆形格体, 圆筒内不适宜填充土壤, 这是由于填土后没有经过压实不具备抗剪强度, 导致无法利用自身重量维持结构的稳定[2]。
4木桩围堰原理与技术要点
木桩围堰在水利工程建设上的应用有着悠久的历史,至今随着时展, 尤其是是近年来国民经济的快速发展, 居民生活质量整体提升, 木桩围堰在新的城市环境治理工程与水利建设工程又获得了新的生命活力。土壤作为一种矿产资源，价值越来越受到关注, 建设需要的用土量巨大, 但是耕地面积又需要得到保障, 特别是在工业发达，人口稠密长的三角地区，发展与保护资源的矛盾尤为突出, 土资源缺乏程度更加突现,而采取木桩围堰可以大大缩小填筑面积, 减少土方填充量, 节约用土壤用量。
近年来工业的快速盲目发展, 加之城市污水治理规划很不上时展, 导致各大城市污染与城市现代化还有旅游城市形象不协调, 从而政府规划出各种在市中心或城乡结合部的污染治理工程、水源调配等边沿工程, 这些水利工程建设中的围堰, 为了避免从郊区运入土料到城区, 较小对城市交通和城市环境的影响, 在设计中多选择用土量很低的木桩围堰。还有河路密集密集、湖泊纵横是长三角地区的总体地貌形式,各大城市市政建设开发区、工业区的设计与建设都需要大量用土, 在保证不破坏耕地面积的情况下, 木桩围堰是一个既环保相加比较高的选择。
5砂围堰的基本原理及优点
砂围堰的施工方法简易，机械和人工手段在施工可以相结合使用，能就较大幅度提高施工施工进度。围堰主要是使用砂和砂袋与块石等材料，可以做到就地取材，费用较低。砂围堰结构具一定延展柔韧性，特别是在沿海低区，软基情况较多，砂围堰比较容易与基础紧密结合。基本无需进行基础加固处理，结合紧密牢固。需要破堰的情况下，只需要把砂堤中部挖出一条沟槽，水流会自行把砂堰冲毁，可免去水下爆炸和其他大规模的拆除工作[3]。
6结语
水利工程的围堰部分是需要各个环节综合作业的过程,在整个施工过程中所有部门要积极协调, 施工人员在施工现场要各司其职发挥作用,让工程在存在不利因素的条件下灵活运用各种围堰方法完成施工目的。
参考文献
[1] 朱传统,付有才,熊长汉.三峡工程一期土石围堰的爆破观测与分析[J].工程爆破,1996.
[2] 杨鑫平,吴绍忠.土石围堰三维有限元渗流分析及防渗措施研究[J].西北水电,2007.
[3] 谢德华 水利工程冬季混凝土施工的几点事项[J].河南水利与南水北调, 2008,8:73- 74.
