摘 要:伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)層次的提升及水利工程整個(gè)水平的進(jìn)步,水利工程建設(shè)中的圍堰技術(shù)逐漸得到各界的關(guān)注。河道工程在施工建設(shè)過(guò)程中常因工作條件的復(fù)雜多變、影響因素過(guò)多,以及汛期水位急速上漲、旱季水位低而形成洪澇災(zāi)害。目前很多流域都已開始對(duì)河道進(jìn)行圍堰施工處理,強(qiáng)化圍堰在抗洪過(guò)程中的運(yùn)用。本文先簡(jiǎn)述水利工程施工與圍堰的概念,再介紹圍堰的分類及進(jìn)行圍堰改造的原則,最后簡(jiǎn)析圍堰技術(shù)在抗洪施工過(guò)程中的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:水利工程;河道工程;圍堰技術(shù);施工導(dǎo)流
中圖分類號(hào):TV551.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)35-0158-02
眾所周知,水利工程是國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程,對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展極為重要。其中,導(dǎo)流問(wèn)題是水利工程開展施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),其影響著工程的進(jìn)度,而在進(jìn)行施工導(dǎo)流的過(guò)程中,往往通過(guò)在河道中修建圍堰的方式來(lái)阻擋水流。一旦導(dǎo)流成功,若圍堰會(huì)影響工程后期的導(dǎo)截流或者會(huì)妨礙永久性建筑物的正常運(yùn)行,則圍堰必須被拆除,由此可見圍堰只是針對(duì)永久性建筑設(shè)施而建造的暫時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu),這也表明圍堰的多樣性。
1 水利工程施工與圍堰的基本概念
所謂的水利工程施工,指的是依據(jù)前期設(shè)計(jì)時(shí)所提供的有關(guān)工程整體結(jié)構(gòu)與工程造價(jià)、工程進(jìn)度與質(zhì)量及完工數(shù)量等多種數(shù)據(jù)和相關(guān)規(guī)定來(lái)開展水利工程的建設(shè)施工工作,主要包括施工技術(shù)、施工前的準(zhǔn)備及施工管理等方面[1]。在有關(guān)科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展創(chuàng)新的同時(shí),水利工程施工也逐漸成為一門相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科,其主要研究水利工程在建設(shè)施工中的管理方法與施工手段。
而圍堰是指在進(jìn)行水利工程建設(shè)施工的過(guò)程中,為創(chuàng)建永久性的水利設(shè)施而修建的臨時(shí)性圍護(hù)建筑,其具有防止水、土流入永久建筑設(shè)施的作用,如此一來(lái)便能在圍堰內(nèi)完成排水、挖基坑等工作,逐步修復(fù)建筑物。圍堰在水利工程施工建設(shè)中較為常見,但很少被用于正式的建筑設(shè)施,大都是使用完即拆除。同時(shí)對(duì)抗洪工作也有一定的幫助,一旦水流量超過(guò)警戒線,洪水災(zāi)害發(fā)生后,必須制定出綜合性修復(fù)措施加以補(bǔ)救。當(dāng)下對(duì)圍堰的研究?jī)H局限于其施工措施,極少對(duì)其在抗洪工作中所采用的補(bǔ)救措施進(jìn)行研究,更值得關(guān)注的是,目前基本未出現(xiàn)將非工程措施與工程措施加以綜合利用的實(shí)際案例。圍堰的高度理應(yīng)是施工現(xiàn)場(chǎng)的至高點(diǎn),而能對(duì)圍堰造成影響的因素偏多,包括圍堰的使用年限、水壓、運(yùn)行環(huán)境及形狀等因素,這些或多或少都能給圍堰斷面的確立帶來(lái)一點(diǎn)影響,因而,在設(shè)計(jì)圍堰時(shí)應(yīng)綜合分析,制定出最佳的方案[2]。
2 圍堰的具體分類
圍堰是用土堆積而形成的梯形截面式土堤,迎水一面的邊坡的縱橫比應(yīng)不陡于1:2,位于基坑側(cè)邊的坡度縱橫比應(yīng)不陡于1:1.5,其一般用砂質(zhì)黏土進(jìn)行填筑。土圍堰只適用于流速緩慢、圍堰底部不透明及水淺的土層處,為避免迎水面的邊坡遭到水流的沖刷,大都用草袋、片石或草皮來(lái)加以圍護(hù)。在石頭資源豐富的地區(qū)還可做石圍堰,其中外坡需用土層覆蓋,防止?jié)B水漏水[2]。
2.1 圍堰的類型
(1)復(fù)合型土圍堰
這種圍堰多用在流量小、河道寬度小于15m的河道處。這修建該圍堰的方式與單圍堰的極為相似,在這種圍堰中常摻入部分土工材料來(lái)實(shí)現(xiàn)防滲作用,比如土工布與土工膜等,其大多在選擇采取何種分期導(dǎo)流方式時(shí)開始選用,同時(shí)開始修建工作。
(2)縱向式圍堰
縱向圍堰多用在河道寬度大于45m且水流量大的河道,通常在河道兩岸同時(shí)開始修建,并進(jìn)行相應(yīng)的分流工作。
(3)橫向式圍堰
橫向圍堰的適用條件與縱向圍堰,正好相反,其主要適用于河道寬度窄(一般小于35m)且水流量較小的河道。其往往只需要在河道中間的某個(gè)位置開設(shè)一條縱向圍堰,同時(shí)選取分期導(dǎo)流的形式,便可以開始施工。
2.2 影響對(duì)圍堰類型進(jìn)行選擇的因素
(1)就地獲取原材料,因地制宜
通常在修建河道圍堰時(shí)多選用袋裝土圍堰或混凝土圍堰,然而對(duì)城市河道而言,這種圍堰的選用便不太現(xiàn)實(shí),綜合考慮城市的交通及其他因素,既要確保施工周期不能過(guò)長(zhǎng),又需考慮整體的經(jīng)濟(jì)效益,于是土圍堰成為最佳選擇。
(2)工程施工的水文與地質(zhì)條件
選擇何種圍堰最先應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐乃呐c地質(zhì)條件,針對(duì)不同地區(qū)的不同水文地質(zhì)條件,需選取不同的圍堰類型,同時(shí)對(duì)于某些特殊因素,在選擇圍堰類型時(shí)還應(yīng)采取針對(duì)性措施。在對(duì)城市的河道進(jìn)行修建的過(guò)程中,極有可能會(huì)遇見有較厚淤泥的河床,當(dāng)然,這是城市河道中最為常見的狀況[3]。由此可見,在對(duì)這種類型的河道進(jìn)行圍堰修建時(shí),最合適的方案便是建立斷面較小、結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)固的圍堰,譬如帶有鋼管骨架的袋裝式土圍堰或鋼板樁式圍堰等。
(3)施工的條件
河道工程在進(jìn)行施工時(shí),對(duì)圍堰具體類型的選擇需要綜合考慮多方因素,其中最應(yīng)被考慮的便是河道是否位于主城區(qū)的交通密集處或其兩岸是否存在密集建筑物的建筑物。當(dāng)河道位于交通密集區(qū)或建筑密集區(qū)時(shí),需重點(diǎn)考慮施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)外的交通狀況,這種條件下一般通過(guò)將臨時(shí)的圍堰設(shè)置為臨時(shí)的施工通道來(lái)避免交通堵塞等問(wèn)題[4]。當(dāng)然,針對(duì)那些有較高施工要求的情況,必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)臨時(shí)圍堰的具體寬度進(jìn)行合理調(diào)整。
3 河道導(dǎo)流圍堰技術(shù)進(jìn)行改造的根本原則
3.1 從總體上制定設(shè)計(jì)方針
要想讓圍堰技術(shù)在施工過(guò)程中得以順利展開,有一個(gè)極為關(guān)鍵的條件便是對(duì)施工的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與改造,然而這都是建立在工程總體設(shè)計(jì)方針的基礎(chǔ)之上,即工程施工要依據(jù)規(guī)范性規(guī)章制度來(lái)進(jìn)行,而總體的設(shè)計(jì)方針可以確保水利工程及河道工程的良性發(fā)展,并且能有效提高工程施工的環(huán)境適應(yīng)能力與合理性[5]。
3.2 推廣并使用更新改造后的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
水利工程、河道工程的施工技術(shù)是否更新改造是確保水電站等設(shè)施是否能適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展需求的重要前提,要想在現(xiàn)有的圍堰施工技術(shù)中推廣科學(xué)先進(jìn)的改造設(shè)計(jì)方案,并投入使用,不可忽視的一項(xiàng)重要內(nèi)容便是標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)改造方案,與此同時(shí),該方案還需根據(jù)施工過(guò)程中的實(shí)際情況來(lái)對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化[6]。圍堰施工相關(guān)設(shè)備的改造,亦能促進(jìn)水利工程緊跟新時(shí)代高科技術(shù)發(fā)展的步伐。
3.3 優(yōu)化工程施工的整體性布局
在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)之下,我國(guó)的圍堰施工技術(shù)相關(guān)方案仍需不斷更新與發(fā)展,這不僅是對(duì)設(shè)備與技術(shù)的運(yùn)用,還是對(duì)于圍堰施工技術(shù)相關(guān)方案合理有效的布局。運(yùn)用現(xiàn)代化高科技手段來(lái)監(jiān)測(cè)整體系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r,旨在確保水利工程施工建設(shè)能在網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化與智能化的道路上穩(wěn)定、持久的發(fā)展下去。
4 河道導(dǎo)流圍堰技術(shù)在抗洪施工過(guò)程中的運(yùn)用
圍堰施工技術(shù)的具體實(shí)施方案需依據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況來(lái)制定,顯然,在抗洪工程中也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)對(duì)圍堰進(jìn)行改造與運(yùn)用。我們可以通過(guò)洪水管理對(duì)洪峰流量加以削減、迅速加高加固原有圍堰及拓展河床的過(guò)流斷面以提高過(guò)洪能力等措施來(lái)對(duì)抗洪搶險(xiǎn)工作進(jìn)行實(shí)際指導(dǎo)與及時(shí)處理,確保人員、設(shè)備零損失。
(1)削減并控制洪峰的流量。具體可以分兩步來(lái)實(shí)施:①利用下游水庫(kù)來(lái)完成蓄水工作,減小洪水的流量;②在蓄水的同時(shí)將水庫(kù)中原有的水進(jìn)行小部分排放,以便儲(chǔ)水的同時(shí)錯(cuò)開洪峰的水流量。在這個(gè)過(guò)程中要注意,在低位水庫(kù)的蓄水量尚未到達(dá)警戒水位時(shí),是可以隨時(shí)對(duì)排放量加以調(diào)節(jié)并隨時(shí)排放的[7]。洪水的流量較大,應(yīng)預(yù)先對(duì)水庫(kù)進(jìn)行放水,減輕水庫(kù)的蓄水壓力;洪水流量較小時(shí)則可以適當(dāng)?shù)臏p小水庫(kù)對(duì)外的排水量,進(jìn)而降低對(duì)其下游圍堰的沖擊,讓下游圍堰出現(xiàn)洪峰預(yù)留更充足的時(shí)間。
(2)對(duì)原有圍堰進(jìn)行加高與加固。這一措施需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際水位及水流量來(lái)開展,在這里簡(jiǎn)單介紹下加固設(shè)計(jì)方案中關(guān)于設(shè)置內(nèi)坡馬道的優(yōu)勢(shì)。內(nèi)坡馬道的建造不僅對(duì)圍堰進(jìn)行了加固,有助于消除未知隱患,保障圍堰對(duì)洪水的最強(qiáng)沖擊力,而且還能對(duì)洪水進(jìn)行導(dǎo)流,改變水流原有的方向,從而減輕對(duì)其下游圍堰的沖擊。
(3)拓展過(guò)流的斷面,進(jìn)而增強(qiáng)過(guò)洪能力??购楣こ檀蠖荚谏嫌涡藿M向圍堰與縱向的土石圍堰,在對(duì)相應(yīng)區(qū)段過(guò)流斷面加以拓展后,會(huì)大幅度提升河床原有的導(dǎo)流能力,為后期的抗洪工作創(chuàng)造基礎(chǔ)。
5 結(jié) 語(yǔ)
綜上可知,正是由于對(duì)圍堰施工技術(shù)的廣泛使用,才使得水利工程、河道工程在進(jìn)行施工過(guò)程中的很多未知問(wèn)題得以避免,同時(shí)圍堰技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了其他多個(gè)領(lǐng)域的協(xié)調(diào)發(fā)展,既確保了工程質(zhì)量,又促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。此外,需要注意的是,在對(duì)圍堰的類型進(jìn)行篩選時(shí),要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的條件與施工方案、地質(zhì)與水文等因素進(jìn)行綜合考慮,擇取最優(yōu)方案以確保工程的施工進(jìn)度、工程造價(jià)的合理性及施工過(guò)程中對(duì)安全的需求。
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收稿日期:2018-11-10
作者簡(jiǎn)介:王春平(1977-),男,漢族,云南永勝人,工程師,本科,主要從事水利水電工程工作。