圍堰技術(shù)在水利施工的應(yīng)用
時間:2022-04-24 09:52:45
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摘要:作為水利工程建設(shè)中的臨時性圍護(hù)結(jié)構(gòu),圍堰能起到防止水和土進(jìn)入建筑物的作用,規(guī)范化的使用圍堰技術(shù)能有效提升項目施工的效率性與安全性。鑒于此,文章在闡述圍堰工程建設(shè)要求的基礎(chǔ)上,就水利施工中圍堰技術(shù)應(yīng)用要點展開了分析,并指出圍堰技術(shù)在具體項目中的應(yīng)用過程,旨在進(jìn)一步提升圍堰技術(shù)應(yīng)用水平,繼而為水利工程項目建設(shè)創(chuàng)造良好的條件,確保水利設(shè)施建設(shè)應(yīng)用的穩(wěn)定性、安全性。
關(guān)鍵詞:水利工程;圍堰技術(shù);技術(shù)要點
1水利工程圍堰施工要求
1.1重視圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計
在以往的施工中,部分水利項目建設(shè)的圍堰存在滲漏、沖擊和垮堤等問題,影響了水利項目建設(shè)的效率與安全。為避免這些問題發(fā)生,在新時期水利項目建設(shè)中需重視圍堰結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計,同時應(yīng)制訂科學(xué)、完善的施工計劃,確保圍堰施工內(nèi)容的高效完成?;趪呓ㄔO(shè)的高質(zhì)量要求,在圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計前,還需對水利工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)、水文情況進(jìn)行具體調(diào)研,從而為圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計、圍堰技術(shù)應(yīng)用提供有效依據(jù)。
1.2優(yōu)化水利工程布局
從近些年水利項目施工情況來看,當(dāng)前水利工程設(shè)施建設(shè)具有規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、施工環(huán)境日趨復(fù)雜的特點,這在一定程度上對圍堰工程結(jié)構(gòu)形式的選擇和應(yīng)用帶來了較大挑戰(zhàn)。在水利項目建設(shè)中,為充分發(fā)揮圍堰防護(hù)職能,確保水利項目高效建設(shè)和應(yīng)用,還需優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)布局。例如,水利施工人員可依靠信息技術(shù)進(jìn)行工程運行情況的動態(tài)化、信息化管理,并依托大數(shù)據(jù)、BIM技術(shù)進(jìn)行圍堰施工數(shù)據(jù)計算和技術(shù)方案設(shè)計,提高圍堰建設(shè)的專業(yè)程度。
1.3加大新技術(shù)的應(yīng)用力度
為進(jìn)一步提高水利工程圍堰施工質(zhì)量,還需強化新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用。一方面,針對圍堰水土滲漏及沖擊問題,可擴(kuò)大雙層薄壁鋼圍堰的應(yīng)用范圍,起到良好的擋水、圍水作用;另一方面,在施工中,可對圍堰防沖技術(shù)、高程控制技術(shù)、導(dǎo)流設(shè)計等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,通過控制標(biāo)準(zhǔn)的補充和完善,約束圍堰及水利工程建設(shè)過程,不斷提高工程項目的建設(shè)質(zhì)量。
2水利工程圍堰技術(shù)控制要點
2.1正確選擇圍堰結(jié)構(gòu)形式
水利工程項目建設(shè)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性,基礎(chǔ)建設(shè)條件不同時,圍堰結(jié)構(gòu)形式的選擇也會出現(xiàn)一定差異?,F(xiàn)階段,除了不過水圍堰、過水土石圍堰,混凝土圍堰、雙層薄壁鋼圍堰也是當(dāng)前圍堰應(yīng)用的重要形式。不過水圍堰是最常見的圍堰應(yīng)用形式,在不過水圍堰建設(shè)中,應(yīng)對填筑土石方等材料進(jìn)行選擇,確保這些材料與周圍環(huán)境具有較高的吻合度,同時這些材料的應(yīng)用有助于提升巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外,為避免堰身出現(xiàn)變形、滲漏問題,在控制深水、動水的基礎(chǔ)上,還需對河床的具體情況進(jìn)行測量、控制。使用過水圍堰進(jìn)行水利工程防護(hù)時,需重點加固圍堰下游坡面以及堰腳部位?,F(xiàn)階段,在這些部位加固的過程中,常用的加固手段不僅包含鋼筋石籠護(hù)面加固,還會涉及混凝土板護(hù)面、加筋護(hù)面加固,采用這些加固方式可有效提升圍堰支撐能力?;炷羾甙亓κ胶凸靶蝺煞N形態(tài),其中重力式混凝土圍堰的兩側(cè)均具備河水疏通堵的作用,而拱形混凝土圍堰的導(dǎo)流作用較為突出,但在實際應(yīng)用中,需對圍堰抗壓強度、斷面大小、建設(shè)成本等要素進(jìn)行系統(tǒng)控制。雙層薄壁鋼圍堰在水深且流速較大的地區(qū)應(yīng)用較多,其不僅具有防水、圍水的作用,還可以支撐基坑的坑壁,綜合效益較為突出。
2.2合理設(shè)計圍堰高程
高程控制是圍堰技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容,在堰頂高程設(shè)計中,不僅要考慮圍堰的實際工作環(huán)節(jié),還需要對項目導(dǎo)流設(shè)計情況進(jìn)行系統(tǒng)分析,以此確保圍堰設(shè)計應(yīng)用的規(guī)范性、合理性。在上流圍堰高程設(shè)計中,設(shè)計人員需要在考慮水位、爬高的基礎(chǔ)上,對圍堰安全超高情況進(jìn)行規(guī)范控制,此外需系統(tǒng)管理上下游的水位差情況;而在下流圍堰設(shè)計中,下游水位、波浪爬高和圍堰安全超高是三個基本的設(shè)計要素。值得注意的是,對于用來攔截水流的圍堰,在高程設(shè)計中需考慮調(diào)洪因素、縱向圍堰設(shè)計,然后按照階段分布的形式進(jìn)行頂面設(shè)計,滿足上下游圍堰頂高設(shè)置要求。
2.3重視防滲防沖設(shè)計
圍堰使用過程滲透、沖擊影響強烈,這要求在圍堰技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)將防滲防沖設(shè)計作為設(shè)計重點,系統(tǒng)開展圍堰結(jié)構(gòu)的斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻設(shè)計。防沖設(shè)計要點如下:(1)科學(xué)合理地選擇斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻的建設(shè)材料,明確規(guī)定此材料的類型、尺寸。(2)圍堰底部防護(hù)設(shè)計中,應(yīng)重視拋石護(hù)底、柴排護(hù)底方式的應(yīng)用,合理設(shè)置導(dǎo)流墻,達(dá)到穩(wěn)定束窄河道水流的作用。(3)系統(tǒng)開展堰接頭部位設(shè)計和施工,如可選擇刺墻的形式來增加繞流滲徑,這樣能減少集中滲漏對堰體的危害,確保圍堰接頭的穩(wěn)定性,達(dá)到提升圍堰防沖的效果。在圍堰防滲施工中,灌漿防滲是較為常用的技術(shù)類型,其技術(shù)要點如下:(1)灌漿防滲施工鉆孔中,應(yīng)將孔徑的大小保持在130mm,同時孔深植入基巖的距離需不低于50cm,鉆孔偏差保持在25cm以下。(2)灌漿防滲施工要注意冒水、脫空現(xiàn)象的控制,在鉆孔結(jié)束后,工程人員應(yīng)進(jìn)行PVC管的高質(zhì)量安放,通常該類管道的間距保持在10~15cm,管道直徑為5cm。(3)灌漿施工前,應(yīng)對灌漿材料的配比進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計,然后按照全孔灌漿的方式進(jìn)行處理,提升整體灌漿效果。圍堰灌漿防滲技術(shù)控制要求如表1所示。要注意的是,就地取材是灌漿防滲施工的基本原則,一方面圍堰本身是一個臨時性結(jié)構(gòu),采用灌漿防滲技術(shù)施工時,通過就地取材可節(jié)約工程建設(shè)成本,這對于工程效益具有積極作用;另一方面其能進(jìn)一步降低施工污染程度,實現(xiàn)環(huán)境污染的有效控制。此外,通過灌漿施工能使圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力狀況良好,提升圍堰防滲效果。
2.4規(guī)范進(jìn)行工程導(dǎo)流
為最大限度地發(fā)揮圍堰的防護(hù)作用,在水利工程建設(shè)中還應(yīng)注重圍堰施工和施工導(dǎo)流的有效配合。現(xiàn)階段,水利工程圍堰導(dǎo)流包含了分段導(dǎo)流和全段圍堰導(dǎo)流兩種基本形式。分段導(dǎo)流利用圍堰工程結(jié)構(gòu)分段保護(hù)水利工程建筑物,其在混凝土壩中的應(yīng)用較多。水利項目施工中,如果采用縱向圍堰分段導(dǎo)流施工形式,則還應(yīng)重視河心洲、小島的應(yīng)用,進(jìn)而在人工構(gòu)筑物、自然環(huán)境協(xié)同中提升導(dǎo)流效果。在全段圍堰導(dǎo)流中,需要建設(shè)一定的排水通道或者永久排水建筑來下泄河水。目前排水通道的應(yīng)用較多,水利項目施工中,可結(jié)合工程建設(shè)區(qū)域具體情況選擇隧洞導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等形式的排水通道,減少水流對圍堰的影響,提高圍堰施工及水流工程建設(shè)質(zhì)量。
3圍堰技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實例
3.1項目概況
某水利工程集防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水、工業(yè)供水等功能為一體,是一座位于河流中游的中性水庫。長期應(yīng)用的過程中,水庫上游護(hù)坡及防水涵洞存在破損問題,需對其進(jìn)行加固處理,同時需對高塔架和人行交通橋進(jìn)行改造。施工前期,必須嚴(yán)格開展圍堰施工和項目導(dǎo)流處理。該項目在非汛期建設(shè)施工,經(jīng)計算,圍堰的擋水圍高950.2m,圍堰頂高程為952.31m,堰高和堰頂長分別為15m和138m。該項目圍堰施工中采用了土石圍堰施工形式,并按照混凝土心墻的形式進(jìn)行施工,有效提升了圍堰施工質(zhì)量,滿足了工程項目建設(shè)需要。
3.2技術(shù)應(yīng)用
該項目施工中,對于土石圍堰的建設(shè)嚴(yán)格按照基礎(chǔ)截水槽開挖、土工膜鋪設(shè)與回填、壩殼料回填、坡面土工膜鋪設(shè)及黏土培厚的流程進(jìn)行圍堰基礎(chǔ)施工。在圍堰基礎(chǔ)截水槽開挖中,要求底部開挖至巖石,這樣能達(dá)到截斷河床砂礫料強透水層的目的。施工中,受地下水位高、滲水較大等因素的影響,接水槽開挖難度較大,為提升排水效果,在圍堰軸線中部區(qū)域還設(shè)置了集水坑,要求集水坑低于槽底基礎(chǔ)2~3m,這樣能實現(xiàn)滲水的有效引出。土工膜鋪設(shè)及回填時,嚴(yán)格按照從右向左、分段鋪設(shè)、隨鋪隨填的要求進(jìn)行施工,保證整體擋水效果。當(dāng)圍堰建設(shè)達(dá)到設(shè)計高程后,進(jìn)行坡面整形處理,該項目坡面整形中,采用從下往上進(jìn)行坡面鋪膜的方式處理,滿足了圍堰建設(shè)需要。為充分發(fā)揮圍堰的擋水、圍水作用,該項目還采用灌漿防滲的方法設(shè)置混凝土心墻,按照兩排進(jìn)行防滲灌漿,在兩排防滲灌漿孔位置設(shè)計中,不僅注重了主排孔與前壩肩、主排孔與副排孔的位置設(shè)計,還對副排孔與前壩肩位置進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃。然后選擇穩(wěn)定性良好、可灌性強、水固效果快的材料進(jìn)行灌漿施工,有效地提升了圍堰結(jié)構(gòu)的完整性、穩(wěn)定性,提升并保證了圍堰的防滲、防沖效果。
4結(jié)束語
規(guī)范合理地進(jìn)行圍堰施工能為水利工程項目的高效、安全建設(shè)創(chuàng)造有利條件。水利項目建設(shè)中,施工人員只有充分認(rèn)識到圍堰結(jié)構(gòu)的作用和建設(shè)要求,深化圍堰技術(shù)在工程項目中的應(yīng)用,并系統(tǒng)選擇圍堰結(jié)構(gòu)類型,控制圍堰防沖,高程及導(dǎo)流階段的設(shè)計、施工要點,才能最大限度地發(fā)揮圍堰的作用,促進(jìn)水利工程項目建設(shè)的有序開展。
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作者:秦偉 單位:招遠(yuǎn)市城子水庫管理所