围堰指的是水利工程中建筑的临时性挡水物体,是为了保护厂房或大坝,确保水利工程施工的顺利开展,其最主要的用途是防止河水流入施工建筑物,在围堰中的排水措施便于基坑开挖.社会经济建设进程加快,水利工程与人们日常的生产生活息息相关,提高了对水利工程施工的要求.围堰施工较为复杂、难度较大,分析围堰施工技术在水利工程中的应用具有重要现实意义.
1 围堰施工概述
1. 1 围堰分类
由于水利工程的项目内容和施工条件不同,围堰的种类也各不相同,水利工程中的围堰由于使用材料不同可以分为: 土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、钢板桩格围堰等,随着建筑工程的发展,新型材料和施工工艺也被广泛应用; 根据水流和围堰方向可以分为纵向和横向围堰;根据水利工程的施工导流环节淹没基坑的程度可以分为不过水和过水围堰,其中过水围堰的施工要求较高,需要确保围堰顶部的过水要求.
如果施工现象存在较多废弃土方,可建筑土方围堰,但是密实性较差,容易渗漏水; 水利水电工程中钢板桩围堰应用较多,能够在河床或河流上施工; 混凝土围堰具有良好的阻水性能,能够在深水中建筑,但是施工量较大,与水利工程的连接位置容易出现裂缝.
1. 2 常见围堰形式及构造
( 1) 过水土石围堰.水利工程中进行施工导流时,如果允许淹没基坑,则围堰堰体需要过水,且对围堰的堰脚和下游坡面采取可靠的防护加固措施.目前,水利工程中围堰加固措施包括混凝土板护面、加筋板面、大块石护面或钢筋石护面等,其中混凝土护面的应用较多.
( 2) 不过水土石围堰.不过水土石围堰在水利工程中的应用最为广泛,能够就地取材,利用施工现场废弃的土方或其他材料,施工简便、工程造价低、易于拆除,而且能够在有覆盖层的河床或深水、动水、岩石基础上建造,但是施工量较大,堰体容易发生变形沉陷.
( 3) 混凝土围堰.混凝土围堰具有较强的防渗漏和抗冲击性能,挡水位置高,底部较宽,能够与水利建筑物连接为一体,必要时允许过水,应用广泛.通常情况下,水利工程的混凝土围堰为横向围堰,但也有部分工程采取重力式纵向围堰.
( 4) 钢板桩格围堰.钢板桩格围堰由主体格和联弧段构成,通过锁口相连,主格体内填充具有透水性的材料,例如砂卵石或石渣.根据钢板桩围堰的挡水高度,可以分为扇形、圆筒形、花瓣形格体等,其中圆筒形格体的应用较多.
2 围堰施工技术在水利工程中的应用
2. 1 水利工程概况
某水利工程施工长度为 420m,对河流的具体情况进行分析,确定围堰分为两段施工,第一段施工 197m,将河流的一半用钢板桩围堰纵向阻挡,余下的河流继续流水; 第二段施工 223m,通过钢板桩和土石围堰封闭,对南侧支流进行施工导流.
2. 2 围堰的平面布置
水利工程中的围堰施工首先要严格按照设计图纸的要求对围堰进行平面布置,并根据施工导流的具体情况和水利工程的主体构造,对施工条件和环境进行详细分析,确保施工顺利开展.通常,要确保主体工程与围堰基坑坑底紧密连接,围堰堰底不得超过 20m ~ 30m,有助于放置施工材料、安排施工排水设施、布置交通通道和模板使用; 同时,在进行基坑开挖时,明确对边坡施工的规定,分析水利工程所在区域的地质情况; 此外,由于纵向围堰不能与建筑物连接,因此整个水利工程构造与基坑纵向坡脚保持在 2m 内,有助于放置模板和设置排水通道,一般情况下,需要留出 0. 5m 的距离; 其次要设计围堰顶部的高程.根据施工现场具体情况和设计的导流流量,确定水利工程围堰顶部的高度; 如果围堰需要阻截导管水流,可以适当调整围堰顶高度,由调洪措施决定.
2. 3 围堰施工技术
由于围堰施工现场施工容易受到外界因素的干扰、场地狭窄、工期紧张,所以要做好施工准备工作,严格施工组织,在确保围堰施工质量的基础上,提前准备好施工材料,保证材料及时到位; 围堰施工的第一步是侧向开挖渠底,再清理围堰基础,包括水下的大块石并,回填堰体材料直至设计高度,在围堰保护下进行出口段施工,验收合格后拆除围堰.
钢板桩围堰的打桩施工主要在水上进行,有专业施工团队操作,钢板桩施工才上游至下游闭合.施工机械设备包括运桩船、打桩船、吊船、抓斗船、小型交通运输船等; 材料入场前由专门的质检人员严格检查钢板桩的质量,如果发现不达标的钢板桩及时调换处理; 在运输时要避免钢板桩碰撞,利用吊车装卸; 插打钢板桩过程中,利用吊船将桩体放在指定导向位置,通过框架固定,测量人员利用经纬仪器对桩体垂直度进行校正,确保其倾斜误差不超过 1%; 通过重锤低击法锤击桩体,根据桩体的沉入程度不断调整力度,其中第一根桩体垂直度不得超过规定误差; 定期检查液压泵以免钢板桩掉落; 如果钢板桩没有达到设计高度而不再下沉,则要立即停止锤击,检查地下是否存在石块和桩体是否变形,禁止强行锤击破坏桩身; 合拢钢板桩前,要检查桩的标高以间距,合拢位置的两个桩体标高需要上下错开,如果发现合拢的下端密、上端松,则通过走四滑车调整牵引,并打入合拢桩至设计高度; 打桩时注意导架与桩体切线垂直,在距离角桩最近的地方进行合拢,确保角桩锁扣与对应钢板桩锁扣保持平行; 最后,填筑围堰时提前准备好石料和粘土料,填筑堰体填充料和心墙粘土料时交错上升,在粘土心墙外设置土工布反滤层,并在外围填筑粘土,避免土工布受到堰体施工的破坏;围堰土石料利用挖掘机开挖河道的渣料或砂砾石,用抓斗船将粘土抛入,粘土在沉降之后凝固形成围护结构; 围堰修建完成后,要做好维护工作,在围堰周围设置警示区域,在围堰迎水面设置防护桩,并定期检查围堰是否发生沉降,并及时解决处理.
此外,还要对围堰基坑采取有效的排水措施,不仅要在施工时对基坑进行一次性排水,还需要在围堰完成后经常对基坑排水.一次性排水在完成堰体水下填筑后进行,排除基坑内的渗漏水、积水、施工废弃水和雨水; 按照围堰施工面的弃水和地基渗水情况,估算排水量,经常性排水包括降水、基础渗水和施工弃水.
3 总结
综上所述,围堰作为水利工程的重要组成部分,对水利工程施工发挥了可不替代的防护作用,相关施工技术人员需要不断对围堰施工技术进行探索和分析,为水利工程施工的效率和质量提供可靠保障.
参考文献
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