水坝堤防堵口施工技术刍议

2020-01-05 14:45姚汝婕
山西水利 2020年1期
关键词:决口水坝堤坝

姚汝婕

(山西水务投资集团,山西 太原 030002)

1 水坝堤防堵口施工的必要性

水坝一旦决口,会危及坝前及下游人民群众的生命、财产安全,造成严重的经济、社会损失。所以,应加强水坝堤防安全检测,重视水坝堤防堵口施工,采取切实有效的施工措施,保证水坝堤防堵口的施工质量。此外,开展水坝堤防堵口工作,可以减少出现决口的安全隐患、提高堤坝质量、增加堤坝的耐用寿命,降低后期维修的资金成本,保障下游居民生产、生活安全,增强企业竞争力,保障国家水利工程安全运行[1]。

2 水坝堤防决口的成因分析

水坝堤防受各种因素影响,会出现多种决口安全隐患:一是由于河道内水流的长期冲刷,出现堤坝损坏;缺损抢修不及时,造成堤坝决口。二是自然灾害,如洪水发生后,河道内水位急剧增加,超出了堤坝承受限度,出现堤坝质量损害而决口。三是由于水坝堤防施工质量不达标,存在安全隐患,如堤坝土质较差,容易吸引蚂蚁形成蚂蚁洞穴,产生堤坝溃坏,出现决口。四是人为因素影响,如在堤坝附近进行大规模的施工作业,致使坝体、坝基受损,进而出现决口。

根据成因将水坝堤防决口分为,人为决口和自然决口两种类型;其中,自然决口有三种类型,分别是漫决、冲决和溃决。漫决主要是因为河道水位较高,而出现决口;冲决主要是因浪潮对堤坝的冲刷,导致堤坝基础不稳,出现决口;溃决主要是指水流流速过快,超过堤坝承受范围,使得堤坝出现决口。

3 水坝堤防堵口施工技术

3.1 水坝堤防堵口的施工准备

首先,要做好堵口施工前的准备工作。相关施工人员应该做好堵口物资、原材料收集;根据堤坝的用料情况,对物资原料进行及时调整。相关施工管理人员应当建立切实可行的施工指挥机制,保证人员与设备完美对接,明确各部门的施工职责所在;对堵口施工现场进行详细布置,制定符合实际情况的施工计划;要重点设计,施工设备进出堵口的实际线路。此外,施工技术人员,应该及时做好施工前的技术交底工作,在保证施工人员人身安全的基础上,准备好施工必需的机械设备,以便施工的顺利进行。

其次,技术人员应该做好河势考察和水文观测工作,主要有以下几个方面:一是对堵口附近的水流速度、水位、水流宽度、水深以及河水流量进行定期勘测,对收集到的数据加以归纳分析,寻求最适合施工的施工时间;及时绘制断面图,为下一步实际施工做好准备。二是做好口门附近水流流量以及水位的预报工作。三是对口门附近的土质情况及时进行勘测,根据实际的土质情况,合理选择施工方式。四是对口门附近的河流情况进行监测,预测未来水流的流量和流速。

再次,根据实际施工情况,详细修订水坝堤防堵口的实际施工方案。将现场收集到的水坝堤防决口及附近的河势变化、地质情况以及物料资源进行综合分析,确定坝堤口门的堵口时间和施工方案。堤坝堵口的实际施工时间,要根据河道内现状水流的变化、灾害程度、水堤坝决口的位置以及实际地质条件进行综合考量,在情况允许的范围内,尽早施工。此外,实际的堵口方案所运用的施工技术与施工方法,应该符合当地的现场环境,因地制宜,在保证施工人员的人身安全基础之上,保证堵口施工质量。

最后,保证裹头质量。在坝堤出现决口之后,相关维修人员应该首先对裹头进行修理,防止坝堤继续坍塌,为接下来的施工工作提供基础。裹头是使用抗压材料,对堤防断头进行包裹,防止进一步坍塌的施工技术措施。土石坝的裹头处理,一般使用埽工技术来制作裹头。裹头的修筑必须保证牢固,为堵口施工的下一步工作打好基础。在河道内水流缓慢,土质情况较好的地点,施工人员可以在堤头附近打桩,桩基成形后向内部填充埽料进行裹护;在水流较急、土质情况较差的河道内,可以使用柳石枕进行保护[2]。

3.2 堵口的施工技术

3.2.1 堵口的原则

第一,科学选择堵口施工的时间。一般堵口施工需要在相关施工人员齐全、施工设备准备完整,以及施工所需要的物料资源准备齐全之后,再进行相关的坝堤堵口工作。如果出现意外情况,施工条件不能得到满足,不能对堵口进行及时合龙,则应该将实际的堵口施工时间推迟,选择在水位降低时进行施工。

第二,注重口门复堵次序。若河道内流量过大、水势过猛,使得堤坝出现多个位置和大小不一的口门。施工人员要重视口门的复堵顺序,首先应该选择位置较重的口门进行堵口工作,并且要注意先对堤坝下游的小口门进行堵口,然后再对上游的大口门进行堵口。

第三,因地制宜。在进行堵口工作时,要合理分析具体的堤坝情况,保证堵口工作的科学性。如果堤坝并没有完全被破坏,或者出现决口现象时间不长,可以及时利用附近可以调动的大体积物体进行及时堵口;如果堤坝口门在逐步扩大,但现场没有符合施工的添堵材料,决不能将不符合填堵的材料强行添堵,因为用这些材料堵口后,不能保证堵口的稳定性,不仅堵口效果不佳,而且浪费不必要的物料资源。

此外,在进行堵口工作时,要根据现场的实际环境,合理规划引河的位置。引河是通过对原有河道的有效引导,在保证水流流畅情况下,减轻河水对口门处的压力。引河过程中,河水水头应该朝向河口对面的凹岸处。在进行后续口门的合龙中,应该适当进行引河工作,将原河道内的水流分散,减少合龙过程中产生的水压力。

3.2.2 堵口的施工技术

水工坝堤的堵口方法,一般有平堵法,立堵法和混合堵法。

平堵法指沿着制定的堤坝轴线,从低向高填充物料,使得填充物逐步升高,最后高出水面,实现堵口的方法。此种方法适合流量较小的堤坝堵口,可以大幅减少水流对堤坝损害作用,适合于机械化堵口施工作业;此法的劣势在于,如果水流流速较快,并且河流较深,需要在堵口施工时架设栈桥,将严重影响堵口施工的进度。

立堵法指从堤坝口门的两侧出发,沿着选定的堤坝轴线向口门两侧的水中添堵物料,使堤坝口门逐渐缩小,最终实现堵口的方法。此法施工方式较为多样,一般有填土法、打桩渡口发、埽工法等。根据不同堤坝口门的水流流速和水深,应该选择不同填充材料进行填充。立堵法不需要架设栈桥,大大减少了施工的复杂程度,不仅节省施工成本,而且减少了施工时间和施工量。

混合法指使用立堵法和平度法同时进行的堵口施工方法,一般适合于口门较大,基础较弱的情况[3]。

3.3 复堤阶段施工技术

决口水工堤坝的截流坝体一般不高,内部的杂物较多,不能满足水工堤坝提防设计要求,应及时对截流坝进行复堤工作,以免再次出现安全事故,复堤工作主要应该注意以下几点。

一是提高堤坝高程。因为堵口断面的堤坝质量较差,并且还会出现漏水等现象,所以应该将复堤的高度合理提高30 cm,以保证堤坝的质量。二是保证复堤质量。在进行复堤施工之前,应清除表面的淤泥等杂物;筑堤时,将沙土使用在背水面,粘土使用在临水面;在填充至水面以上后,进行分层填土碾压夯实,每层松土层厚应小于40 cm,及时对填充的松土进行摊平、碾压、夯实。

4 结论

水利工程中的水坝堤防堵口施工,事关人民生命财产安全,若堤坝决口失守,将造成无法挽回的后果。相关的水坝堤防堵口施工人员,应高度重视水坝堤防堵口的施工准备、堵口施工技术和复堤施工技术,并且在原有的技术基础之上,不断提高施工水平,以保证水坝的质量安全。

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