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        水壩堤防堵口施工技術芻議

        2020-01-05 14:45:58姚汝婕
        山西水利 2020年1期
        關鍵詞:決口口門水壩

        姚汝婕

        (山西水務投資集團,山西 太原 030002)

        1 水壩堤防堵口施工的必要性

        水壩一旦決口,會危及壩前及下游人民群眾的生命、財產安全,造成嚴重的經濟、社會損失。所以,應加強水壩堤防安全檢測,重視水壩堤防堵口施工,采取切實有效的施工措施,保證水壩堤防堵口的施工質量。此外,開展水壩堤防堵口工作,可以減少出現決口的安全隱患、提高堤壩質量、增加堤壩的耐用壽命,降低后期維修的資金成本,保障下游居民生產、生活安全,增強企業(yè)競爭力,保障國家水利工程安全運行[1]。

        2 水壩堤防決口的成因分析

        水壩堤防受各種因素影響,會出現多種決口安全隱患:一是由于河道內水流的長期沖刷,出現堤壩損壞;缺損搶修不及時,造成堤壩決口。二是自然災害,如洪水發(fā)生后,河道內水位急劇增加,超出了堤壩承受限度,出現堤壩質量損害而決口。三是由于水壩堤防施工質量不達標,存在安全隱患,如堤壩土質較差,容易吸引螞蟻形成螞蟻洞穴,產生堤壩潰壞,出現決口。四是人為因素影響,如在堤壩附近進行大規(guī)模的施工作業(yè),致使壩體、壩基受損,進而出現決口。

        根據成因將水壩堤防決口分為,人為決口和自然決口兩種類型;其中,自然決口有三種類型,分別是漫決、沖決和潰決。漫決主要是因為河道水位較高,而出現決口;沖決主要是因浪潮對堤壩的沖刷,導致堤壩基礎不穩(wěn),出現決口;潰決主要是指水流流速過快,超過堤壩承受范圍,使得堤壩出現決口。

        3 水壩堤防堵口施工技術

        3.1 水壩堤防堵口的施工準備

        首先,要做好堵口施工前的準備工作。相關施工人員應該做好堵口物資、原材料收集;根據堤壩的用料情況,對物資原料進行及時調整。相關施工管理人員應當建立切實可行的施工指揮機制,保證人員與設備完美對接,明確各部門的施工職責所在;對堵口施工現場進行詳細布置,制定符合實際情況的施工計劃;要重點設計,施工設備進出堵口的實際線路。此外,施工技術人員,應該及時做好施工前的技術交底工作,在保證施工人員人身安全的基礎上,準備好施工必需的機械設備,以便施工的順利進行。

        其次,技術人員應該做好河勢考察和水文觀測工作,主要有以下幾個方面:一是對堵口附近的水流速度、水位、水流寬度、水深以及河水流量進行定期勘測,對收集到的數據加以歸納分析,尋求最適合施工的施工時間;及時繪制斷面圖,為下一步實際施工做好準備。二是做好口門附近水流流量以及水位的預報工作。三是對口門附近的土質情況及時進行勘測,根據實際的土質情況,合理選擇施工方式。四是對口門附近的河流情況進行監(jiān)測,預測未來水流的流量和流速。

        再次,根據實際施工情況,詳細修訂水壩堤防堵口的實際施工方案。將現場收集到的水壩堤防決口及附近的河勢變化、地質情況以及物料資源進行綜合分析,確定壩堤口門的堵口時間和施工方案。堤壩堵口的實際施工時間,要根據河道內現狀水流的變化、災害程度、水堤壩決口的位置以及實際地質條件進行綜合考量,在情況允許的范圍內,盡早施工。此外,實際的堵口方案所運用的施工技術與施工方法,應該符合當地的現場環(huán)境,因地制宜,在保證施工人員的人身安全基礎之上,保證堵口施工質量。

        最后,保證裹頭質量。在壩堤出現決口之后,相關維修人員應該首先對裹頭進行修理,防止壩堤繼續(xù)坍塌,為接下來的施工工作提供基礎。裹頭是使用抗壓材料,對堤防斷頭進行包裹,防止進一步坍塌的施工技術措施。土石壩的裹頭處理,一般使用埽工技術來制作裹頭。裹頭的修筑必須保證牢固,為堵口施工的下一步工作打好基礎。在河道內水流緩慢,土質情況較好的地點,施工人員可以在堤頭附近打樁,樁基成形后向內部填充埽料進行裹護;在水流較急、土質情況較差的河道內,可以使用柳石枕進行保護[2]。

        3.2 堵口的施工技術

        3.2.1 堵口的原則

        第一,科學選擇堵口施工的時間。一般堵口施工需要在相關施工人員齊全、施工設備準備完整,以及施工所需要的物料資源準備齊全之后,再進行相關的壩堤堵口工作。如果出現意外情況,施工條件不能得到滿足,不能對堵口進行及時合龍,則應該將實際的堵口施工時間推遲,選擇在水位降低時進行施工。

        第二,注重口門復堵次序。若河道內流量過大、水勢過猛,使得堤壩出現多個位置和大小不一的口門。施工人員要重視口門的復堵順序,首先應該選擇位置較重的口門進行堵口工作,并且要注意先對堤壩下游的小口門進行堵口,然后再對上游的大口門進行堵口。

        第三,因地制宜。在進行堵口工作時,要合理分析具體的堤壩情況,保證堵口工作的科學性。如果堤壩并沒有完全被破壞,或者出現決口現象時間不長,可以及時利用附近可以調動的大體積物體進行及時堵口;如果堤壩口門在逐步擴大,但現場沒有符合施工的添堵材料,決不能將不符合填堵的材料強行添堵,因為用這些材料堵口后,不能保證堵口的穩(wěn)定性,不僅堵口效果不佳,而且浪費不必要的物料資源。

        此外,在進行堵口工作時,要根據現場的實際環(huán)境,合理規(guī)劃引河的位置。引河是通過對原有河道的有效引導,在保證水流流暢情況下,減輕河水對口門處的壓力。引河過程中,河水水頭應該朝向河口對面的凹岸處。在進行后續(xù)口門的合龍中,應該適當進行引河工作,將原河道內的水流分散,減少合龍過程中產生的水壓力。

        3.2.2 堵口的施工技術

        水工壩堤的堵口方法,一般有平堵法,立堵法和混合堵法。

        平堵法指沿著制定的堤壩軸線,從低向高填充物料,使得填充物逐步升高,最后高出水面,實現堵口的方法。此種方法適合流量較小的堤壩堵口,可以大幅減少水流對堤壩損害作用,適合于機械化堵口施工作業(yè);此法的劣勢在于,如果水流流速較快,并且河流較深,需要在堵口施工時架設棧橋,將嚴重影響堵口施工的進度。

        立堵法指從堤壩口門的兩側出發(fā),沿著選定的堤壩軸線向口門兩側的水中添堵物料,使堤壩口門逐漸縮小,最終實現堵口的方法。此法施工方式較為多樣,一般有填土法、打樁渡口發(fā)、埽工法等。根據不同堤壩口門的水流流速和水深,應該選擇不同填充材料進行填充。立堵法不需要架設棧橋,大大減少了施工的復雜程度,不僅節(jié)省施工成本,而且減少了施工時間和施工量。

        混合法指使用立堵法和平度法同時進行的堵口施工方法,一般適合于口門較大,基礎較弱的情況[3]。

        3.3 復堤階段施工技術

        決口水工堤壩的截流壩體一般不高,內部的雜物較多,不能滿足水工堤壩提防設計要求,應及時對截流壩進行復堤工作,以免再次出現安全事故,復堤工作主要應該注意以下幾點。

        一是提高堤壩高程。因為堵口斷面的堤壩質量較差,并且還會出現漏水等現象,所以應該將復堤的高度合理提高30 cm,以保證堤壩的質量。二是保證復堤質量。在進行復堤施工之前,應清除表面的淤泥等雜物;筑堤時,將沙土使用在背水面,粘土使用在臨水面;在填充至水面以上后,進行分層填土碾壓夯實,每層松土層厚應小于40 cm,及時對填充的松土進行攤平、碾壓、夯實。

        4 結論

        水利工程中的水壩堤防堵口施工,事關人民生命財產安全,若堤壩決口失守,將造成無法挽回的后果。相關的水壩堤防堵口施工人員,應高度重視水壩堤防堵口的施工準備、堵口施工技術和復堤施工技術,并且在原有的技術基礎之上,不斷提高施工水平,以保證水壩的質量安全。

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