張川川

摘要：在水庫施工建設過程中，修建圍堰是必不可少的一道工序。它可以在施工過程中對水土進行控制，不妨礙施工工程的正常進行，是一項非常常見和重要的施工技術。圍堰有許多種，按照工程項目性質與要求的不同，圍堰的設計也有不同。本文將結合云南花漁洞水庫輸水隧洞中設計的土圍堰的工程案例作為主題，試論一下土圍堰的設計施工理念與實際中的應用。

關鍵詞：水庫；輸水隧洞；輸水工程；土圍堰；安全；供水

花漁洞水庫在當?shù)貧v史悠久，最早歷史可以追述到戰(zhàn)國時期，是當?shù)氐淖匀凰?。水庫是典型的河谷型水庫，東西總長為42km，最大水深達到40m，水面寬度可達2km，最窄處也有0.7km，可容納水量19.38m?，水資源相當豐富。為了充分利用花漁洞水庫的水資源，今年省內決定進行輸水工程，建立一條通往受水城市的輸水隧洞。

一、圍堰

（一）圍堰的作用

為了建造永久性的水利設施，在輸水隧洞都需要實施土圍堰工程。圍堰是一種臨時性的圍護結構，主要目的是為了防止水和土的進入導致修建工程的不暢，便于在圍堰內排水、開挖基坑和修筑建筑物。圍堰在水利設施竣工后，就會被拆除。圍堰的填土一般呈梯形，上端寬度不如底端寬度寬。下端比上端多出的兩側部分就叫坡腳，圍堰內側就叫內坡腳，外側叫外坡腳。土圍堰的內坡腳與基坑邊緣的距離，就是底端內側多出來的長度。土圍堰不但用于輸水工程中，也常用于橋梁工程中。在橋梁的基礎建設施工中，橋梁墩和臺基礎會位于地表水位以下，我們可以在這里修筑土圍堰。在水比較深的地方，由于水的流速過大，所以可以采用木板樁或者鋼板樁圍堰，達到防水、圍水和支持基坑坑壁的作用。

（二）圍堰的分類

圍堰可以按照材料分類。一般最為常見的就是土石圍堰，土石圍堰多用于水庫的建設中，施工方可以就地取材，利用當?shù)氐耐潦牧线M行土石圍堰的建造；砼圍堰一般用于水電站的修建中；在橋梁工程中，我們常常要利用鋼板樁格型圍堰。除此之外，還有木籠圍堰和草土圍堰等等。按照水流方向和圍堰的相對位置，還可以將圍堰分為橫向圍堰和縱向圍堰。在分期導流施工中，我們需要用到橫向圍堰，它可以對上下游呈90°垂直角度將河流攔斷，方便施工；而平行于水流方向的圍堰就是縱向圍堰。

二、分析花漁洞水庫的圍堰方案

花漁洞水庫提供了當?shù)?萬余人平時的生活用水，如果能建造輸水隧洞調動水源，將可以提供給附近城市居民充足的用水。為了在施工期間保證施工順利進行，又要保證正常供水，所以工程決定采用土圍堰，在當?shù)厝〔慕ㄔ旖Y構簡單的土圍堰，便于施工，可以節(jié)省資源和施工時間。花漁洞圍堰平面布置按導流方案，主題工程和輪廓對圍堰提出了確定的要求。此次的基坑坡址距主體工程輪廓為25m，這樣方便布置排水設施、交通運輸和對方材料以及模板。平面布置為扇形，底部長10m，頂部30m，高12.1m，底寬30.25m，口寬3.0m。此次圍堰的外形尺寸根據(jù)隧洞進口的尺寸、出渣的運輸通道、坡度的長度來確定。

（一） 土圍堰的設計

1 圍堰要首先確定建造位置，這很重要。土圍堰的平面要按照河水導流、主體工程的輪廓，以及對圍堰提出的要求來確定。由于輸水隧洞坡度很小，且水庫閘門的附近就有電站。所以圍堰的位置應該考慮到電站的位置以及引水施工的安全。

2 土圍堰的高程也很重要，圍堰頂高程的具體計算方法是用正常水位高度、波浪爬高以及圍堰安全超高的總和可以得到圍堰的頂高?；O洞水庫中正常水位為2000m，波浪爬高為0.2m，圍堰的安全超高取0.7m的話，那么圍堰的堰頂高程就是2000.9m。圍堰的內坡比是1：1.75，外坡比是1：1.0，厚度是1.6m的雙層結構，總共4層，將會一次壓實。扎口是8號鐵絲聯(lián)結，其中下游坡是雙層的防護網(wǎng)。

（二）土圍堰的計算

在運行期間，土圍堰所受的外力，除了圍堰內的水位差所產(chǎn)生的外力之外，還有圍堰本身自重產(chǎn)生的抗滑力。土圍堰的抗滑、抗傾等結構計算結果必須滿足力的方向與水位差產(chǎn)生的合力的方向相反的要求。所以我們采用了瑞典圓弧法對邊坡進行了穩(wěn)定計算。其中下上游抗滑、抗傾安全系數(shù)為1.29、1，28。數(shù)值均大于允許的1.25，滲透計算后，我們發(fā)現(xiàn)單寬流量q=0.045m?/天，而總滲透量是0.9m?/天。

在圍堰本體與岸坡的連接方面，在連接處開挖了倒梯形的截水槽，基本參數(shù)為底寬1.0m，深度為1.0m，口寬是2.1m。在結合處制造了傾斜面并挖接水槽，是為了避免結合面的坡度不夠而產(chǎn)生沉降或者更為嚴重的堰體裂縫。所以我們再次開挖截水槽，此次的截水槽同為倒梯形，而基本參數(shù)和上一個截水槽完全一致。所以說為了防止?jié)B水，堰體與岸坡連接的要求應該注意幾點，首先就是岸坡應該大致平順，不應該形成臺階狀、反坡。岸坡的變坡角應該小于20°。而為了岸坡施工期的穩(wěn)定，所以土質岸坡不應該太陡，基本保持在和堰體1：1.5的比例。

在堰體的沉降計算方面，按照以下公式進行計算。

其中S為壩基的總沉降量，n是土層分層數(shù)，本次圍堰取24層；eio為第i層的起始孔隙比，eit為第i層相應于竣工時的應力作用下的孔隙比，hi為第i層的涂層厚度。計算得出的結果為堰體的沉降量在17.0cm。又因為堰體預留沉降量為量大堰高的1%，約12m，所以堰體的預留沉降超高最終是12m。

（圍堰的基礎處理 ，根據(jù)地質情況提出處理方案，圍堰的堰體的防滲及基礎的防滲是圍堰成功與否的關鍵）

堰高確定必要的計算過程，圍堰堰體及基礎的穩(wěn)定計算，包括穩(wěn)定計算和抗?jié)B計算

堰體確定的依據(jù)，圍堰的堰頂寬，及前后的坡比等，起碼要附帶圍堰的典型斷面圖，希望內容再豐富一點 現(xiàn)在這篇論文感覺技術性較低 太空泛

三、花漁洞水庫工程效果

花漁洞水庫的輸水隧洞施工利用了土圍堰技術。土圍堰對于水庫水流的攔截相當有效，再加以編織袋土的護坡設計，土體的總量最終達到了6030.88立方米，這基本達到了預期所設想的施工蓄水效果。在施工過程中，保持了土圍堰體的穩(wěn)定性和堅固性。其中堰高降低了9.12cm，護坡編織袋降低了8.33cm。很好的保持了水流的滲透度。

在拆除土圍堰的工作中，完美的完成了爆破工作。爆破所形成的缺口十分理想，基本達到了預先設計的標準要求。在圍堰爆破拆除的半小時內，隧洞進口附近水位由最初的2200m降至2198.5m。其次隧洞的輸泥比例也達到了標準要求。通過了爆破之后的水力沖刷，70%以上的土體被高壓水力帶走，沖刷效果十分明顯和理想。而且隧洞內墻壁完好，設備也沒有受到損壞，總體上來說，此次圍堰的過程基本做到了完美。

總結：

通過此次花漁洞水庫的輸水隧洞土圍堰施工工作，說明了土圍堰施工作業(yè)對于主體工程整個過程的重要性。在做好土圍堰施工的前提下，才能保證整個輸水隧洞送水作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性，而在工程結束時的土圍堰拆除工作也十分重要，在不破壞輸水隧洞設施的情況下完成爆破和水力沖刷，才能確保之后輸水隧洞長期運行的穩(wěn)定性。所以土圍堰作為一項臨時性工程，雖然它的生命周期很短，但是卻肩負著整個水庫輸水工程中無可替代的作用，合理的設計土圍堰方案，才能提高主體工程的施工效率，節(jié)省成本。

參考文獻：

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