摘要 教科书中的施工围堰方法都是针对大型水利工程,而农村小型水利工程项目所在河流的工程地质条件、水文地质条件、水域水深、水域流量、航道、导流等条件条件不同,施工围堰方法也不相同。本文就农村小型水利工程从经济、实用角度进行探讨施工围堰方法和类型,为农村基层水利工程技术人员提供参考。

摘要:作为水利水电工程施工重要技术,施工导流及围堰技术在施工中得到大量应用。本文首先对施工导流与围堰技术概况做了说明,结合工程案例详细阐述施工导流及围堰技术在水利水电工程中的施工技术及注意事项。

下面是本网给大家带来关于水利工程截流阶段验收工程围堰的施工方法相关内容,以供参考。

关键词 小型水利工程,围堰,施工

关键词:水利水电;施工导流;围堰;钢板桩;淤泥

上、下游围堰施工程序:河床截流→土石方闭气→截水槽开挖→围堰分层填筑→块石护坡施工→旋喷灌浆→护面混凝土施工。

1 概述

一、施工导流在水利水电施工中的具体应用

上、下游截流围堰龙口合拢后,进行截水槽施工,截水槽采用挖掘机填路退挖方式,随后进行堰体石渣料和粘土心墙填筑施工。水下部分采用抛投,水上部分分层填筑并碾压密实,为确保粘土心墙的防渗作用,将左、右岸堰肩的松散覆盖层挖除,在粘土心墙开始填筑前开挖至基岩,采用反铲掏挖,人工清理松渣,以便粘土心墙填筑。

围护水工建筑物的施工场地,使免受河道水流影响的临时挡水建筑物,称为围堰。在河道上进行水利工程施工,要解决施工导流问题,一般都要修筑围堰。施工时,围堰可围住一部分河床或截断整个河床。围堰要求施工简单,维护容易,拆除方便,并能满足抗滑稳定、防渗、抗冲及具有一定强度等要求。围堰布置在主体工程轮廓线以外,同时要考虑基坑内施工的需要,布置形式力求使水流平顺,并考虑与永久建筑物结合的可能性。

施工导流

堰体填筑完成后采用高压旋喷灌浆防渗施工,堰体顶面及下游侧坡面采用混凝土面板过流保护,上游坡面采用铅丝石笼和块石护面。

按与水流方向的相对关系,分为垂直河流方向的横向围堰和平行河流方向的纵向围堰。按是否允许过水,分为过水围堰和不过水围堰。按修建所用材料划分,常用的有土石围堰与混凝土围堰,还有草土围堰、板桩围堰,以及木笼、竹笼或铅丝笼装石围堰等。土石围堰就地取材、结构简单、施工方便,对地基要求较低,所以被广泛采用。板桩围堰有钢板桩、木板桩和钢筋混凝土板桩等形式,可布置成单排、双排或格形体,各有其使用条件。木笼装石围堰可抗4~6米/秒流速,堰顶浇筑混凝土板后可以溢流,可在岸上预制、水上沉放,施工较快,但木材耗用多,拆除不便,现已很少使用。竹笼装石围堰和铅丝笼装石围堰多在中小型工程或局部地段使用。草土围堰可在流速2~3.5米/秒流水中修筑,挡水高度一般不超过6米,它构造简单,施工方便,拆除容易,但草料用量大,沉陷量较大,草料易腐烂,使用期一般不超过两年。

通常在进行水利水电施工时要采用引流的方式将活水绕过施工场地,改变河道复杂的施工环境,确保施工进度顺利,所以在进行大坝修建等水利工程施工时会采用施工导流方法。应用施工导流时,首先要按基坑内部的工程量对导流流量进行设计。河道在枯水期进行截流后,在主体建筑物抢修至拦洪高度之上时运用枯水期围堰;反之,如无法抢修至拦洪高度,对土石坝结构,基坑禁止过水,未建成的坝体禁止溢流,此时施工导流时段将全年作为标准。

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在农村小型水利工程中,施工期一般不超1年,因此,施工围堰要求就地取材、简单实用,大多数的施工围堰是几种围堰类型的综合运用。下面结合南宁市业仁拦河坝水毁修复工程对几种围堰类型的综合运用情况进行论述。

施工导流工序分三个阶段:前期确定围堰挡水流量,在河床实施截流时要保证水坝高程;中期导流时要按汛期河流深度和坝体高度增加库存注水量,提高抗洪水平;后期施工导流使活水注入大坝达到设计高度。

2 工程概况

现代水利水电工程施工工艺复杂,在具体施工中涉及繁杂的数据信息,须对这些信息进行整合处理,工程技术人员加强对施工导流的研究和探索,运用现代化技术手段,设计开发出信息化的施工导流系统,能直观显示出施工导流数据和模拟演示图,从而保障水利水电施工安全稳定。

南宁市业仁拦河坝位于西乡塘区与隆安县交界的武鸣河支流,左、右岸均设水轮泵闸室。拦河坝址处河床宽度22米,枯水期水深2.5米,丰水期水深4米。因原拦河坝被洪水冲毁,水轮泵机组因运行水头不足而失去灌溉功能。大坝设计方案是混凝土支墩坝,9墩8孔,坝高6.5米。因为资金不足,建设单位没有开展地质勘探等前期工作,仅凭河流两岸露出的石灰石等地质地形条件进行判断,施工图纸也没有给出具体的围堰方案。根据施工经验和走访当年参加建设拦河坝的群众,我们判断河床地质条件是石灰岩基础,淤泥及砂砾石层厚约2米。

选择施工导流方案

2.1 围堰的平面布置

对施工导流方案进行合理选择,要综合考虑施工场地地质地貌、水文状况和自然地理环境。同时要注意施工导流成本、技术和进度。进行施工导流前要准确计算河流水力情况,明确河流流速,科学设计结构尺寸,分析大坝蓄水能力和水压水位。具体方案如下:

因河床宽仅22米,为方便布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等,施工围堰设计方案采用分段围堰法,即分左、右岸2段。每段围堰分2道,两道堰体的距离是15米,第二道堰体距离大坝主体工程15米。两道围堰之间设置集水沟及集水坑,用抽水机将大部分渗水抽出;第二道围堰后再设置集水沟及集水坑,用抽水机将渗水全部抽出,这样就确保大坝主体处于干地施工环境。因施工道路从右岸进入,先进行右段围堰施工时,在河流左岸导流;完成大坝右段施工后,再进行左段施工,利用大坝的墩孔进行导流。

1、分段围堰法导流

2.2 围堰的类型

即利用围堰把河床上水利建筑物分割为若干段,分段分期完成水利工程。可先河床左岸或右岸围住,让河水通过狭窄河床流过,然后进行完全截流,使全部河水流过大坝,一般这种方法适用于河流流量较大、河床较宽状态,工期较长。我国葛洲坝、丹江口水电站使用了这种施工导流方法。

围堰后,河床束窄,水流变为急流状态,因此,需要处理好围堰的防渗、接头和防冲等关键问题。

2、全段围堰法导流

小型工程的围堰防渗一般用粘土斜墙和土工膜结合的方式,以增强防渗的效果。

即围堰一次性截断主河道,同时水流被疏导至两侧泄水建筑,建筑物不同,下泻选择单次导流方式,然后对河道进行划分,分别进行明渠、隧道、涵洞施工导流。通常此方法适用于河流流量较大,河槽较深状况,按河槽两旁台地大小,进行一次拦截,明渠导流。

围堰的接头是指围堰与围堰、围堰与其它建筑物及围堰与岸坡等的连接而言,一般采用刺墙型式,以增加绕流渗径,防止引起有害的集中渗漏。

实际工作中要据不同汛期河流泄水情况,制定合理方案,进行施工导流规划,合理安排工期,如遇到复杂水利水电工程,可建立建筑模型为施工方案提供参考和借鉴。

围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关,一般多采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。

二、水利水电围堰施工技术要点

该工程所在地属平原地形,考虑围堰用料和河流流速情况,我们提出木桩、铁丝石笼、土袋、粘土、防渗土工膜组合而成的围堰体。具体剖面如下:

围堰平面设置

2.3 施工方法

水利水电施工导流中需解决围堰平面设置问题,它是围堰技术基础和前提。此过程中工作人员应注重综合考虑多方面因素,从而更好地据工程方案设计要求和水利工程整体构造及对围堰施工要求等条件来合理进行设置。另外设置过程中为更加方便布置施工排水设施、交通运输通道和堆放材料的平台,施工人员应注重保证基坑坡地和主体轮廓保持在22~32m范围。除此,当坑基开挖时施工人员应注重据施工地点具体地质条件来确定边坡大小,从而促进施工中围堰技术应用水平的提升。

围堰体采用进占法施工。第一道围堰,首先从岸边人工填土袋铺筑横向围堰,同时利用反铲挖掘机和人工结合,在所填土袋外围打一排木桩(木桩长2~2.5米),在木桩与土袋之间抛填铁丝石笼,形成堰体外围防冲体,确保土袋不被水流冲走。第二步,在堰体土袋填筑到一定高度后,利用反铲挖掘机在堰体迎水面挖掘河床淤泥,同时把防渗土工膜沿堰体土袋铺设,及时回填红粘土至被挖走淤泥的河床位置。第三步,在红粘土面上继续填筑土袋,直至达到设计堰顶高程,最终形成混合围堰体。

防渗漏、防冲击处理

纵向围堰处的水流相对较急,如果土袋稳定,则不必再设置防冲措施。如果土袋仍被水流冲走,则在堰体迎水面处打排木桩,并在木桩与土袋之间抛填铁丝石笼。

一般情况下,围堰是在施工导流中形成的,为达到挡水、防渗目的,很有必要对堰体进行加宽加固、防渗漏、防冲击处理。因其目的就是防渗漏、防冲击。在防渗漏、防冲击处理中工作人员应注重保证其防渗漏、防冲击的整体性能,从而促使围堰工程功能得到正常发挥。其次施工人员还应注重遵循前中后的施工原则,同时从围堰施工开始就应同步进行防渗漏检测。另外还应注重保证水利工程的质量,这就要对围堰进行合理布置和设置,才能促进水利水电施工中围堰技术应用效率的提升。

由于第一道围堰防渗效果较好,渗流量小,第二道围堰仅填筑土袋即可。两道围堰之间设集水沟,并根据渗流量大小设置集水坑用于抽水,确保了大坝主体工程处于干地状态。

进行支护工作

3 结语

围堰施工中要对堰体进行支护,这是围堰技术核心内容之一。在进行支护工作中应注重待购置的黄土运至施工现场后组织人工装袋。其次在支护过程中应注重将这些装有黄土的袋子平放,将其上下左右错缝在一起,才能更好地借用木杆钩工具将水中土袋放置到位并逐渐增加至要求高度。另外,应注重据实际工程需求将钢板打入土中适当深度,且这过程中将土袋把堰体和钢板间的部分填充起来,从而更加便利的防止围堰滑移,同时可很好保证围堰稳定性,最终在此基础上促进围堰技术应用可靠性的进步。

围堰是导流工程中的临时挡水建筑物,围堰的安全问题影响到整个工程建设的成败,围堰体的类型则影响到施工成本。农村基层广大工程技术人员应重视围堰的施工技术,本着技术可行、经济合理的原则,综合运用多种围堰类型的组合形式,使有限的工程资金发挥最大的经济效益和社会效益。

三、施工导流及围堰技术在水利水电工程中的施工技术

参考文献

工程概况

[1]岑信明.扩大基础的围堰作业及排水[J]. 中南公路工程,2000, .

某工程设单孔B×H=2000×2000节制闸一座,及4孔旧闸改造一座。均采用钢筋混凝土结构,混凝土等级C30,抗渗等级为S6,垫层C10。因新建节制闸及旧闸位置都处于湖边设置,施工前需先进行围堰并将围堰内水排出,待围堰内水排出后进行基坑开挖。

[2]滕小春.渗水量大的围堰工程施工技术[J]. 公路与汽运,2005, .

围堰方案选择

据现场实测实量得知目前水深0.6~1.0 m,淤泥深1. 2~1.5 m,据现场情况并结合以往施工经验,围堰拟采用人工编织袋装土分层叠加堆码,堰内外边坡1∶1,外侧设彩条布防渗,外侧设木桩护坡脚,内侧设钢板桩支护,并导流排水,导流排水面宽10m,待节制闸及旧闸改造施工完毕后再将围堰拆除,围堰长度约210m,堰体体积约为5000 m3,需占湖面面积约为1800 m2,工期预计90 d。

施工技术

1、测量放线

施工前建立测量控制点及施工标志,确定堰体轴线,以控制施工方向及堰体砌筑范围。施工中随时测量堰体砌筑断面尺寸及高程,以确保堰体断面准确。

2、设护坡木桩

由于围堰堰底淤泥较深,为防止堰体滑移,因此计划在堰体两侧坡脚处设护脚木桩。木桩长6米,直径20C M ,间距50C M 。由于木桩入土较浅,拟用人工将木桩打入淤泥层中。

3、人工堆码装袋粘土

由于施工现场都是垃圾及杂填土,围堰所需粘土采用外购黄土,粘土由卡车运至现场后即组织人工装袋,装填量为编织袋容量的2/1~3/2,袋口用细麻或铁丝缝合。砌筑时将土袋平放,上下左右互相错缝堆码整齐,水中的土袋用带钩的木杆钩送到位,层层堆码,逐层加高至顶面标高。

4、铺设彩条布

堰体形成后,迎水面设彩条布做挡水用,并抛掷土袋压脚,确保堰体不渗水。

5、钢板桩支护

堰体内侧坡脚处打一排6米长间隔10C M 的刚板桩,实测实量淤泥深1.2~1.5m ,水深0.6~1m ,实际钢板桩入土深度5m ,并用土袋填充堰体育钢板桩之间部分,起到防止围堰滑移的作用以确保堰体的稳定性。施工方法先将水抽干,然后清淤泥,整理一条能走挖掘机便道,然后打钢板桩。

6、淤泥清除

在围堰完成后用人工挖井字沟排水、沥水,一周后开始用人工配合机械清除淤泥,淤泥上车运离施工现场。严格按设计要求进行围堰,坡度1:1,顶部高于流水面50cm ,保证草袋堆叠整齐、密实,遇到渗水等情况要及时上报并处理,作业人员在水下进行作业时,应穿戴胶鞋、安全帽。严禁抽水时,在基槽内作业,以防触电事故。机械在清淤过程中,需保持安全距离不小于10米,清淤时要保持平稳作业,先用斗对淤泥深度进行检查,不得盲目进入淤泥内,防止机械深陷。基槽边和堰体附近应设置防护措施,防止坠落伤害和溺水。

结语

综上,水利水电施工中施工导流和围堰技术得到了越来越多的重视。因此我国水利水电工程的工作人员应当对于施工导流和围堰技术有着清晰的了解,从而能够在此基础上通过工程实践的进行来促进我国水利水电工程施工水平的有效提升。

参考文献

[1]谭志明. 关于如何选择施工导流方法的探讨[J]. 中国高新技术企业. 2009

[2]郑德民,张翠兰. 水库除险加固工程施工导流的堰前水位确定[J]. 科技创新导报. 2010