围堰技术在水利工程施工中的应用
来源:用户上传
作者: 杜绍平
【摘要】在水利工程施工中，围堰技术是非常重要的组成部分，对水利工程的质量具有直接的影响，因此，其也成为了促进水利建设健康发展的保障。本文对围堰技术进行了分析，希望能够促进水利工程建设得到更好的发展。
【关键词】水利工程；围堰施工；施工技术
修建水利过程主要包括堰体修筑，防止水土渗漏和冲击等。不同的堰体设计，在修筑，导流等相关程序上有着不同的施工标准，在进行水利工程设计建造时候，既要充分考虑到当地的水位，地质地形，气候等自然气候因素，又要结合所设计施工的围堰种类，围堰的外形，施工方法等具体因素，从具体的实际出发，因地制宜，统筹考虑，采取科学合理的设计形式，使用相关材料，从而建筑出真正服务于整体水利建设的堰体。
1.围堰分类
按其所使用的材料，可以：土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰等。按围堰与水流方向的相对位置，可以分为：横向围堰和纵向围堰。按导流期间基坑淹没条件，可以分为：过水围堰和不过水围堰 过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的专门要求。
2.围堰的基本型式及构造
（1）不过水土石围堰
不过水土石围堰是水利水电工程中应用最广泛的一种围堰型式。它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构造简单，施工方便，可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建。但其工程量大，堰身沉陷变形也较大。
（2）过水土石围堰
当采用允许基坑淹没的导流方式时，围堰堰体必须允许过水。因此，过水土石围堰的下游坡面及堰脚应采取可靠的加固保护措施。目前采用的有：大块石护面、钢筋石笼护面、加筋护面及混凝土板护面等。较普遍的是混凝土板护面。
（3）混凝土围堰
这也是水利水电工程施工常见的一种围堰技术，根据其结构形式，可分为重力式混凝土围堰和拱形混凝土围堰。重力式混凝土围堰，通常可兼作第一期和第二期纵向围堰，两侧均能挡水，还可在导流任务结束后作为永久建筑物的组成部分。拱形混凝土围堰能充分发挥混凝土抗压强度高的特点，在水利工程中多用于纵向围堰，它可省材料量，断面比较小，但施工较复杂，一般常采用隧洞及允许基坑淹没的导流方案，适用于岩石坚实、两岸陡峭的山区河流。混凝土围堰形式，它抗渗性能好、抗冲能力强、挡水水头高、断面小、连接混凝土建筑物容易、当导流任务结束后可作为永久建筑物的组成部分等，还有它可从围堰顶部过水；但它在施工中产生的建筑垃圾多，拆除较困难，且比土石围堰造价成本高。此外，混凝土围堰施工要通过要在低土石围堰保护下的干地进行，不过若要在水下浇筑混凝土可通过创造条件实。
3.围堰的平面布置与堰顶高程
（1）围堰的平面布置
围堰的平面布置一般应按导流方案、主体工程的轮廓和对围堰提出的要求而定。通常，基坑坡趾离主体工程轮廓的距离，不应小于20～30m，以便布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等。至于基坑开挖边坡的大小。则与地质条件有关。当纵向围堰不作为永久建筑物的一部分时，基坑纵向坡趾离主体工程轮廓的距离，一般不大于2.0m，以供布置排水系统和堆放模板。如果无此要求，只需留0.4～0.6m就够了。
（2）堰顶高程
堰顶高程取决于导流设计流量及围堰的工作条件。下游围堰的堰顶高程由下式决定：
Hd=hd+ha+
式中Hd一下游围堰堰顶高程，m；hd一下游水位高程，m；可直接从河流水位流量关系查出；ha一波浪爬高，m；一围堰的安全超高，m；上游围堰的堰顶高程由下式决定：
Hu=hd+z+ha+
式中Hu一上游围堰堰顶高程，m：z一上下游水位差，m；其余符号同上式。
必须指出，当围堰要拦蓄一部分水流时，则堰顶高程应通过调洪计算来确定。纵向围堰的堰顶高程，要与束窄河段宣泄导流设计流量时的水面曲线相适应。因此，纵向围堰的顶面往往作成阶梯形或倾斜状，其上游和下游分别与上游围堰和下游围堰顶同高，
4.围堰的防渗和防冲
围堰的防渗、接头和防冲是保证围堰正常工作的关键问题，对土石围堰来说尤为突出。
（1）围堰的防渗
围堰防渗的基本要求，和一般挡水建筑物无大差异。土石围堰的防渗一般采用斜墙、斜墙接水平铺盖、垂直防渗墙或灌浆帷幕等措施。
（2）围堰的接头处理
围堰的接头是指围堰与围堰、围堰与其他建筑物及围堰与岸坡等的连接而言 混凝土纵向围堰与土石横向围堰的接头.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。
（3）围堰的防冲
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。关于围堰区护底范围及护底材料尺寸的大小，应通过水工模型试验确定。解决围堰及其基础的冲刷问题，除了护底以外，还应对围堰的布置给予足够的重视，力求使水流平顺地进、出束窄河段。通常在围堰的上下游转角处设置导流墙，以改善束窄河段进出口的水流条件。
5.围堰法导流
从施工导流方式来分析，大体上可分为三类，即分段围堰法导流、全段围堰法导流、淹没基坑法导流。
（1）分段围堰法导流
分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。所谓分段，就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工。所谓分期，就是在时间上将导流分为若干时期。采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选择是关键问题之一。
在确定纵向围堰的位置或选择河床的束窄程度时，应重视下列问题：充分利用河心洲、小岛等有利地形条件；纵向围堰尽可能与导墙、隔墙等永久建筑物相结合；束窄河床流速要考虑施工通航、筏运、围堰和河床防冲等的要求，不能超过允许流速；各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡：便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰过高或截流落差过大。
分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。分段围堰法导流，前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有以下几种：底孔导流、坝体缺口导流、束窄河床导流。
上述三种后期导流方式，一般只适用于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。对于土石坝、非重力式混凝土坝等坝型。若采用分段围堰法导流，常与河床外的隧洞导流、明渠导流等方式相配合。
（2）全段围堰法导流
全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。全段围堰法导流，其泄水道类型通常有以下几种。
（2.1）隧洞导流
隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑上下游修筑围堰，河水经由隧洞下泄。一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。
（2.2）明渠导流
明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。
（2.3）涵管导流
涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工程中采用。
结束语
围堰作为水利工程建设的开端，将直接关系到整个水利工程建设进程，我国的水利工程建设，虽然发展迅速，但依然存在着豆腐渣工程，地基不稳，基坑不深，接口渗水等情况，给国民带来了巨大的经济损失。目前政府已经加强了对水利工程的监督，加大了对水利技术的研究力度，不断发现问题并加以改善，我国的水利工程建设系统已经日益完善，在不久的将来，我国的水利工程建设，必成为我国经济建设的巨大助力。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-7197296.htm
