探讨围堰施工技术在水利工程建设中的应用

刘克玉+邵荣开+张道全

摘 要：本文将对围堰工程的概念和分类进行探讨，并对围堰技术在水利工程施工中的具体应用进行深入分析。

关键词：围堰技术 水利工程 施工管理 技术管理 应用

水利工程往往是在河道上进行施工的，沙土、水流不利于施工的质量和安全，在这种情况下，在拟建工程的上下游或四周修建围堰，排除围堰内的积水，将河水拦隔在围堰外，为工程施工圈出必要的操作场地。那么，围堰技术都有哪些种类？在水利工程中发挥着什么样的作用？又有哪几方面的应用呢？在下文中，我们围绕这几个问题进行一定的探索和分析。

1.围堰技术概述

施工围堰是指在河道上、湖泊中，为建造闸、坝、桥梁等永久性的水利工程设施，提供无水作业施工环境而修建的临时性挡水围护构筑物。其作用就是创造一个相对封闭的空间，将拟建工程施工场地内的泥水排出，以保证基坑开挖、基础施工、建筑物修建顺利进行。围堰施工技术是水利工程施工技术的重要组成部分，在选择应用的时候应遵循其基本原则。首先，在修建围堰之前，应先对施工组织技术方案进行确定，结合工程所在地及河道的实际情况，全面地分析各种要素，最终确定一个合理的、可行的操作方案。其次，在围堰施工技术的应用过程中，要注重对创新技术的补充和优化，将新技术中的信息化、自动化、智能化等优势运用到施工中，更好地发挥围堰技术的作用。最后，由于水利围堰包含了很多种类，因此，在施工的时候应根据环境、气候等因素，对围堰种类进行科学选择，确保水利工程的进度、质量得到保障。

2.围堰技术的重要作用

近年来，国家对于水利工程施工质量和安全更加重视，围堰技术的重要性日趋得到凸显。围堰技术在水利工程施工中应用较为广泛，其主要作用是为了对施工中的建筑物实现遮挡，防止水流渗入，影响工程进度与施工质量，起到保护施工作业面的重要作用。为了能够使围堰工程的作用得以实现，在修建挡水围堰的时候，要保障其稳定性和抗压性，在结构上要尽可能地简单，便于施工和维护，并且保证围堰外的水流顺利通过，避免发生局部的水流冲撞。

3.围堰的分类

按堰体结构材料分，施工围堰主要有土堤围堰、土石围堰、木笼围堰、木板桩围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土围堰等。

土堤围堰，就是以土为原材料，经过层层填筑最终合拢起来的临时挡水堤体结构，是最为传统的围堰施工技术。为了减少土方填筑量及填土在水中被冲刷流失，增加土堤围堰结构的稳定性，在施工中，可将草与土相互叠放、层层搭建合拢形成草土围堰；也可用编织袋装土，两侧上下层互相错缝，堆码整齐，中间填土合拢形成草袋围堰。土堤围堰在自重力的作用下，逐步下沉并形成比较稳定的结构，其堰堤断面通常为梯形，堰堤的断面宽度、坡度应根据河水的流速和深度而定，堰堤断面顶部宽度一般为2～3米，底部宽度一般是水深的3倍；草土围堰、草袋围堰外侧坡度一般为1：0.5～1：1.5，内侧坡度一般为1：0.2～1：0.6。当水利工程的地基流沙较多或为软弱地基，或者采用机械施工的情况，应适当增加断面宽度、高度。这种土体围堰产生的沉降量一般较大，施工时应予考虑，必须预留一定的沉降高度，至少为设计方案中堰体高度的百分之十。

土石围堰是以泥土和石头为原材料，填筑合拢而成的临时挡水堤体结构，一般建在拟建工程的上下游，形成横向的截流挡水堤坝。按工程基坑施工场地是否允许过水淹没，土石围堰又可分为过水围堰和不过水围堰两种。大部分土石围堰为不过水围堰，如果有排水要求，围堰过水不可避免，在洪水、梅雨季节来临之际，应重视对土石围堰的保护和维修，修建溢流面，在堰堤基础处及两岸接头处采取防冲措施；或拆除部分堰体，加强对流水的引导疏散，避免堰体大部分冲垮。

在当今的水利工程施工中，钢板桩围堰是一种较为常见的板桩围堰，尤其是拉森钢板桩围堰。拉森钢板桩是一种带有连锁锁口的型钢，其截面型式主要有直板形、槽形及Z形等几种（见图1），尺寸和连锁多种多样，在应用时，应根据工程实际情况选取。钢板桩围堰有着很多优点。首先，钢板桩的强度高、韧性好，易施工，能够顺利地打进非常坚硬的土层中；其次，钢板桩可在深水中施工作业，钢板桩围堰防水性能好，渗漏小，修补简单；最后，钢板桩能够根据施工需求组成各种形状的围堰，并且可以多次使用，降低对施工材料的浪费率。由于钢板桩的性能十分突出，因此，钢板桩围堰在水利工程施工中的应用非常广泛。当水利工程的施工面积相当大时，可以采用钢板桩单体组成构体围堰。构体围堰由钢板桩单体组成，钢板桩单体由单件的钢板桩连在一起，常用的有圆形及隔壁形等形式，中间用土填实。由于构体围堰围护的场地纵横两个方向的距离都比较大，用支撑来固定单体很不经济。因此，要求组成构体围堰的各个单体均必须有足够的抗倾力、抗滑力。

如果围堰在建设完毕之后需要长时间进行保留，那么就最好采用钢筋混凝土围堰。钢筋混凝土围堰与钢板桩围堰相比，强度更好，结构更稳定，常用于码头、水工建筑等工程中。钢筋混凝土围堰可以用来打成地下连续墙，采用特制钻机，从地面向地下在泥土中挖出不连续的孔壁，再在这些孔壁中放入钢筋混凝土构件，并浇筑混凝土，使之形成墙面。

4.围堰施工技术的应用

4 . 1因地制宜地选择围堰种类

由于围堰的种类有很多，在选择的时候应根据河道的实际情况，选择最经济合理的围堰方案。

4 . 2围堰施工中的技术管理

土石围堰防渗心墙是围堰施工中的技术要点，因此我们应对其施工流程和技术管理进行重点分析。首先，在挖渠过程中，应从一侧向另一侧开挖，然后再清理尾水出口围堰，对水下体积较大、深度较大的物体进行清除，然后再回填堰体石料和粘土，在进行堰体填之前，应对施工中采用粘土料和石料的数量、质量进行确定，并且尽可能采用分段流水作业的方法，确保各个施工环节的衔接、流畅；其次，在填筑的时候，应使填筑料与心墙粘土交错进行填筑，粘土心墙的内侧和外侧应该选择土工布做成反滤层，并适当在外围增加一定厚度的粘土，对土工布进行保护，防止其在土石填筑的过程中受到质量上的损坏。为了更加便捷地获取土石料，可以利用挖掘机在河道搜集砂砾石或者渣料，再将这些砂砾石、渣料运送到施工现场，用后退法将这些材料卸下，当堰体填筑高度已经达到设计高程时，使水利工程的出口段在围堰的保护下进行施工。最后，待工程完毕之后，将围堰拆除。

4.3围堰联接

围堰防汛墙之间的联接方法、联接形式等对于水利工程的施工质量、成本、进度和安全都有着重要的影响，因此，如何能够加强对围堰联接技术的管理，使得防汛墙之间紧紧相连，就成为水利工程施工单位需要思考的问题。因此，在围堰施工之前，就应安排有关工作人员对围堰周围的环境进行勘察，调查接口处质量是否符合规范，一旦发生质量问题，就应及时采取弥补措施，用粘土袋或者沙包对围堰进行填充。如果在施工过程中，发现联接接地点存在着大量的河砂、淤泥等，会影响到施工的正常进行，就要及时采取措施，对这些存在质量问题的泥土进行改造，确保施工的质量和安全。

4 . 4围堰拆除

围堰拆除一般是工程完成之后，在枯水时段或者枯水季节进行的。如果急需在洪水时段进行拆除，就需要进行可行性分析，在经过上级单位批准之后才能够拆除。对围堰拆除技术的应用应在施工设计阶段就进行专项规划和设计，在围堰拆除前，对设计完毕的图纸和文档材料进行研究，严格根据设计图纸进行施工，并对施工范围内的线路、管线、网络等进行了解，并与电力、气象、交通等部门取得联系，待采取了完善的防护措施之后才能够进行施工。

5.结语

从上文的分析中我们可以看出，当前围堰技术对于我国水利工程来说有着重要的意义，也是当前水利工程中应最为重要的施工技术之一。随着时代的发展，科学技术不断进步，我们也应该加强对围堰创新技术的探索和创新，对围堰技术进行优化和完善，为提升水利工程施工质量打下坚实的基础。

参考文献：

[1]赵欣.钢板桩围堰在水利工程施工中的应用[J].水利规划与计，2015，04：105-106+110.

[2]石蹈波.大型水电站高土石围堰安全研究[D].河海大学，2007.endprint