朱穎放

河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，中國(guó)·河南 鄭州 450000

1 引言

水利水電工程在社會(huì)發(fā)展中的作用越來(lái)越顯著，尤其是在綠色化發(fā)展背景下，可以充分發(fā)揮水資源的巨大潛能，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)要求，為社會(huì)生產(chǎn)生活提供基礎(chǔ)性保障。水利水電工程通常建設(shè)在野外，因此受到環(huán)境因素的影響較大，包括地質(zhì)因素、地形地貌因素和水文因素等，如果缺乏有效的控制措施，則會(huì)導(dǎo)致水利水電設(shè)施的建設(shè)受到危害。通過(guò)圍堰施工技術(shù)的引入，可以創(chuàng)造更好的施工作業(yè)環(huán)境，避免周?chē)馏w和積水等影響質(zhì)量安全。

2 圍堰施工技術(shù)概述

圍堰的類(lèi)型有所不同，主要分為永久性圍堰和臨時(shí)性圍堰兩大類(lèi)，在水利水電工程建設(shè)中可以實(shí)現(xiàn)有效圍擋，以阻斷外部積水對(duì)內(nèi)部水利水電建筑工程的影響，同時(shí)增強(qiáng)巖土體的穩(wěn)定性和承載力，以避免在施工中造成嚴(yán)重?cái)_動(dòng)而威脅作業(yè)安全。采用臨時(shí)性圍堰時(shí)，可以改善基坑內(nèi)的施工作業(yè)條件，在完成建設(shè)后需要對(duì)其進(jìn)行拆除，而永久性圍堰則不用拆除，選擇哪種圍堰形式，需要根據(jù)水利水電工程的建設(shè)及運(yùn)行需求確定。在降雨量較大的區(qū)域內(nèi)，由于水利水電工程施工會(huì)受到積水的嚴(yán)重影響，因此對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)質(zhì)量也提出了更高的要求，需要保持作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干燥性，而且要實(shí)現(xiàn)水域的全面控制與引導(dǎo)，可以在圍堰施工中結(jié)合導(dǎo)流施工工藝，減少實(shí)踐工作中的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3 圍堰施工技術(shù)的基本類(lèi)型

3.1 土石圍堰

土石圍堰是施工中常用的圍堰類(lèi)型，土石材料的獲取十分便捷，能夠提高施工效率，保障圍堰性能達(dá)到施工作業(yè)要求。根據(jù)不同的工藝方法和適用條件，土石圍堰又可以分為堆石土圍堰、土圍堰、竹和鐵絲籠圍堰，土袋圍堰和木樁竹條土竹籬土圍堰等，如表1所示，各類(lèi)圍堰對(duì)于水深和水流速度的要求不同。比如在采用土圍堰時(shí)，需要水深和水流速度分別在1.5m 以上和0.5m/s 以?xún)?nèi)，因此適用于滲水性不強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)；而堆石土圍堰則適用于水流速度不超過(guò)3m/s的情況，除了要確保滲水性不強(qiáng)外，還要更加便捷地獲取石塊材料，以降低施工的難度；當(dāng)水流速度較大時(shí)，可以選擇竹和鐵絲籠圍堰的形式，但是在打樁中的難度較大[1]。

表1 土石圍堰的類(lèi)型及適用情況

3.2 木樁圍堰

在河床當(dāng)中設(shè)置木樁的方式，也可以滿(mǎn)足圍堰施工的要求，為了保障木樁的良好穩(wěn)定性，需要運(yùn)用籬笆維持結(jié)構(gòu)的整體效果，降低水利水電施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)河床高度不低于1.6m 時(shí)，可以設(shè)置木樁圍堰，抗水流沖擊能力也相對(duì)較好。在施工中應(yīng)該做好現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的勘察工作，了解具體的水流速度和河床高度參數(shù)等，以保障木樁圍堰施工工藝的可行性。無(wú)縫拼接的方式可以改善木樁的抗?jié)B性，防止在使用中出現(xiàn)滲漏水的情況。

3.3 鋼板樁圍堰

鋼板樁相較于木樁而言，在強(qiáng)度、剛度和抗沖擊性等方面的優(yōu)勢(shì)更加顯著，除了采用性能良好的鋼板之外，還設(shè)置了礫石和砂石等，使內(nèi)外部保持良好的整體性，同時(shí)選擇鎖扣的方式進(jìn)行處理，在阻擋水流方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該工藝呈現(xiàn)出便捷性的特點(diǎn)，各類(lèi)礫石和砂石材料的獲取更加容易，而且在臨時(shí)性圍堰施工中可以降低后期拆除的難度，保障了水利水電工程的建設(shè)進(jìn)度。當(dāng)水深較深且流速較高時(shí)，可以采用鋼板樁圍堰加以防護(hù)[2]。對(duì)于鋼板樁的定位，是該工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格檢查其垂直度，確保在連接時(shí)保持良好的密封效果，避免引發(fā)滲漏水狀況。

3.4 漿砌石塊圍堰

漿砌石塊圍堰施工工藝，可以設(shè)置不同的石塊層次，以滿(mǎn)足施工中的具體防水要求，而且各層石塊之間需要留出縫隙。為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的空洞狀況而影響最終的施工質(zhì)量，需要采用拉線輔助施工，提高漿砌效果。針對(duì)各類(lèi)石塊做好灑水處理，而且要選擇合適的填充材料，對(duì)層間縫隙實(shí)施處理，也可以采用抹面的方式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性。

3.5 鋼筋混凝土圍堰

鋼筋混凝土材料也是一種常見(jiàn)的圍堰材料，相較于其他圍堰形式而言，能夠有效改善結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能，而且在強(qiáng)度和耐久性等方面也較好，因此可以提高結(jié)構(gòu)使用年限，因此可以作為永久性的圍堰使用。此外，鋼筋混凝土圍堰對(duì)于空間的利用率較高，在多種環(huán)境條件下都可以快速施工，無(wú)論是在臨時(shí)擋水還是永久性防護(hù)中，都能體現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的作用，但是采用了大量的鋼筋和混凝土材料，因此施工成本也會(huì)隨之上升[3]。縱向圍堰和橫向圍堰，是目前鋼筋混凝土圍堰的兩種基本類(lèi)型，在施工中應(yīng)該對(duì)混凝土原材料和鋼筋材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，同時(shí)合理控制環(huán)境溫度等條件，以避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較多的病害問(wèn)題。

4 圍堰施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

測(cè)量放線是圍堰施工中的基礎(chǔ)性工作，施工人員需要全面了解設(shè)計(jì)圖紙的具體內(nèi)容和要求，保障放線的精確性，避免偏差過(guò)大而對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生影響。深入分析施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)狀況和水文條件等，降低測(cè)量放線的難度，通過(guò)確定施工標(biāo)志，滿(mǎn)足后續(xù)施工作業(yè)的高效化推進(jìn)需求。明確巖土體軸線的具體位置，在計(jì)算中保持嚴(yán)謹(jǐn)性，了解圍堰的具體砌筑范圍，解決傳統(tǒng)施工中的盲目性問(wèn)題。獲取地質(zhì)勘察報(bào)告中的相關(guān)內(nèi)容，了解水利水電工程所在區(qū)域的環(huán)境條件，對(duì)圍堰施工方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，在保障質(zhì)量和安全的前提下，逐步加快施工進(jìn)度，同時(shí)做好環(huán)境保護(hù)工作，防止在圍堰建設(shè)中對(duì)原有的地層結(jié)構(gòu)等造成嚴(yán)重破壞[4]。獲取平面設(shè)計(jì)圖紙，了解圍堰的具體高程和導(dǎo)流流量等參數(shù)，借助于先進(jìn)設(shè)備和儀器進(jìn)行精準(zhǔn)化測(cè)量。

4.2 護(hù)坡木樁設(shè)置

為了維護(hù)坡體的穩(wěn)定性，避免在施工中產(chǎn)生嚴(yán)重的擾動(dòng)，還應(yīng)該通過(guò)木樁對(duì)其實(shí)施防護(hù)。尤其是在很多施工環(huán)境下，存在較多的淤泥，這是導(dǎo)致施工難度增大的主要原因，由于淤泥具有一定的流動(dòng)性，因此會(huì)導(dǎo)致圍堰結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，通過(guò)護(hù)腳木樁的設(shè)置，能夠使整體結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定性[5]。施工人員要確定圍堰結(jié)構(gòu)的具體規(guī)格和位置信息，以此為依據(jù)選擇合適的木樁，嚴(yán)格控制長(zhǎng)度值和直徑大小，合理設(shè)置彼此之間的間距，當(dāng)淤泥的深度較深時(shí)應(yīng)該適當(dāng)縮小木樁的間距值。確定木樁進(jìn)入土體當(dāng)中的深度值，可以采用人工擊打的方式使木樁在淤泥中保持穩(wěn)定，發(fā)揮其防護(hù)作用。

4.3 人工裝袋與黏土堆碼

黏土的設(shè)置可以有效預(yù)防水流滲入而影響水利水電施工作業(yè)安全，因此在圍堰施工中應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的黏土狀況進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)黏土量和黏土的基本性能能夠滿(mǎn)足施工要求時(shí)，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝袋和堆碼處理，達(dá)到設(shè)計(jì)高度后可以發(fā)揮擋水和擋土作用。如果黏土性能較差，則可以通過(guò)購(gòu)置黏土的方式進(jìn)行施工，在編織袋中控制裝入量在1/2～2/3，而且為了避免出現(xiàn)流失的情況，應(yīng)該采用麻繩和鐵絲等進(jìn)行處理。保持堆碼的整齊性，尤其是在水中施工中需要確保每一層的良好效果后再進(jìn)行堆碼，防止受到水流沖擊的影響而倒塌。

4.4 鋼板樁下沉

鋼板樁在施工中的下沉效果，也是決定圍堰施工質(zhì)量的關(guān)鍵，因此應(yīng)該做好全過(guò)程控制，防止在使用中引發(fā)滲漏水狀況。在施工現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)作業(yè)平臺(tái)，為鋼板模板的吊裝提供良好條件，采用逐塊吊裝的方式，每一圈的施工質(zhì)量都要通過(guò)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，為下一圈的施工奠定基礎(chǔ)，確保在下沉前做好全面檢查，及時(shí)消除其中的安全隱患。在鋼板樁的重力作用下能夠快速下沉，在沉入一定的深度后，應(yīng)該運(yùn)用小型振動(dòng)錘進(jìn)行擊打，確保深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，通常情況下應(yīng)該以粉質(zhì)黏土層為參照控制下沉的深度值，可以有效創(chuàng)造良好的承載環(huán)境，避免在使用中出現(xiàn)失穩(wěn)的狀況。達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再對(duì)鋼板樁實(shí)施包裹處理，進(jìn)一步增強(qiáng)防水效果，在此過(guò)程中可以采用土工布，而且要在附近設(shè)置黏土袋，在內(nèi)部設(shè)置石塊，根據(jù)水利水電工程的具體施工要求確定厚度值。對(duì)泥漿泵的運(yùn)行性能進(jìn)行檢測(cè)后開(kāi)始抽水，由專(zhuān)業(yè)人員仔細(xì)檢查圍堰結(jié)構(gòu)的滲漏水狀況，確定具體的滲漏位置和原因并實(shí)施封堵處理，在此過(guò)程中可以選擇橡膠片，其填充效果較好。針對(duì)圍堰高度進(jìn)行檢測(cè)，確保與水面保持合適的距離。在完成支撐體系的設(shè)置后開(kāi)展抽水處理，全面檢查鋼板樁的穩(wěn)定性情況，降低抽水的風(fēng)險(xiǎn)。

4.5 鋼板樁圍堰合攏

圍堰的防滲作用能否得到有效發(fā)揮，也與鋼板樁的合攏質(zhì)量息息相關(guān)，因此應(yīng)該加強(qiáng)重視。施工人員應(yīng)該嚴(yán)格測(cè)量鋼板樁的寬度大小，只有符合設(shè)計(jì)要求后才能完成組裝。鋼板樁合攏中容易受到鎖口的影響，無(wú)法使兩端保持良好的平行狀態(tài)。為此，應(yīng)該做好上下敞口區(qū)域的處理，在施工中借助于千斤頂和復(fù)滑車(chē)組等，維持良好的使用效果。此外，在鋼板樁打入土層之間也應(yīng)該做好提前調(diào)整，以便降低后期施工的難度。在下沉前可以進(jìn)行懸掛處理，同時(shí)在水下設(shè)置復(fù)滑車(chē)組，做好合攏位置的調(diào)整后再進(jìn)行安裝，可以有效確保合攏的質(zhì)量效果。施工人員應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)量具體的尺寸大小，防止合攏位置出現(xiàn)較大偏差。在很多情況下，設(shè)置了鋼板樁后無(wú)法通過(guò)上述調(diào)整方式確保平行，此時(shí)可以通過(guò)加大壓力的方式改善鋼板樁的使用效果。當(dāng)鋼板樁較長(zhǎng)時(shí)，可以在頂部位置設(shè)置復(fù)滑車(chē)組并做好固定處理，然后在鎖口位置進(jìn)行安裝。

4.6 鋼板樁拆除

在水利水電工程項(xiàng)目完成后，應(yīng)該及時(shí)對(duì)鋼板樁進(jìn)行拆除處理，以滿(mǎn)足后期施工要求。對(duì)于內(nèi)部支撐的拆除需要遵循一定的工藝順序，一般遵循從下到上的原則。向圍堰中灌水時(shí)應(yīng)該對(duì)高度實(shí)施合理控制，超出距離控制在1.0～1.5m，合理調(diào)整水壓，防止鋼板樁遭受巨大作用力而給拆除作業(yè)造成難度。針對(duì)鋼板樁進(jìn)行錘擊處理，緩慢拔出且要控制具體高度，一般在1.0～2.0m，然后再拔出其他的鋼板樁。在鋼板樁拆除施工中往往會(huì)遇到較大的困難，尤其是鎖口受到外力作用發(fā)生變形狀況時(shí)，需要選擇性能更加可靠的設(shè)備。

5 結(jié)語(yǔ)

在水利水電工程建設(shè)中，需要采用圍堰施工技術(shù)提升工程質(zhì)量，延長(zhǎng)圍堰結(jié)構(gòu)的使用壽命，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏水問(wèn)題。當(dāng)前圍堰類(lèi)型較多，主要包括土石圍堰、木樁圍堰、鋼板樁圍堰、漿砌石塊圍堰和鋼筋混凝土圍堰等，不同圍堰的特點(diǎn)和施工工藝存在較大差異，因此應(yīng)該結(jié)合工程基本要求選擇合適的圍堰類(lèi)型。在施工作業(yè)中，應(yīng)該對(duì)準(zhǔn)備工作、護(hù)坡木樁設(shè)置、人工裝袋與黏土堆碼、鋼板樁下沉、鋼板樁圍堰合攏和鋼板樁拆除等環(huán)節(jié)的要點(diǎn)實(shí)施把控，以達(dá)到預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。