曹文旭

（廣東祥實(shí)建設(shè)有限公司,廣東 中山 528403）

0 前言

可持續(xù)發(fā)展理念的提出和深化,使得國(guó)家對(duì)于清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)利用變得越發(fā)重視,水利水電工程的數(shù)量不斷增長(zhǎng),對(duì)于施工技術(shù)提出了許多新的要求。在水利水電施工中,施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)是常見(jiàn)的兩種技術(shù),在合理應(yīng)用的情況下,能夠有效地防范和應(yīng)對(duì)工程中存在的各種問(wèn)題,最大限度地保障工程的施工效果。

1 施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)

1.1 施工導(dǎo)流

施工導(dǎo)流主要是在對(duì)水利水電工程進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中,為確保水工建筑可以在相對(duì)干燥的地面上進(jìn)行施工,減少水流對(duì)于施工的影響,使用圍堰來(lái)對(duì)基坑進(jìn)行圍護(hù),將水流引導(dǎo)向相應(yīng)的泄水建筑物。施工導(dǎo)流的方式會(huì)受到多種因素的影響,如河流水文條件（流量大小、洪水位/枯水位、過(guò)程線特征）、地形條件（河床寬度等）,要求采用的導(dǎo)流方式能夠很好地滿足水利水電工程功能的要求。

1.2 圍堰技術(shù)

圍堰是水利工程建設(shè)中修建的臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu),能夠有效防止水和土進(jìn)入到建筑施工區(qū)域,方便施工作業(yè)人員在圍堰范圍內(nèi)進(jìn)行排水、基坑開(kāi)挖和建筑施工,通常在工程施工完成后,圍堰就會(huì)被拆除。在運(yùn)用圍堰技術(shù)的過(guò)程中,需要強(qiáng)調(diào)三個(gè)核心特征,首先,圍堰必須具備穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和良好的強(qiáng)度,這樣才能很好地抵抗水流的沖刷；其次,圍堰的構(gòu)建應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單,降低施工和拆除的難度；然后,圍堰接口與岸坡連接位置應(yīng)該穩(wěn)固可靠,確保不會(huì)因?yàn)闈B漏等原因出現(xiàn)崩塌[1]。

2 施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的形式

2.1 導(dǎo)流形式

一是明渠導(dǎo)流,強(qiáng)調(diào)在灘涂或者河岸位置進(jìn)行基坑開(kāi)挖,將圍堰設(shè)置在基坑上下游,實(shí)現(xiàn)水流的有效排除,適用于河道平緩或者河灘寬闊的情況,如果在施工區(qū)域內(nèi)存在有舊通道,可以通過(guò)對(duì)其進(jìn)行改造的方式滿足導(dǎo)流需求,降低過(guò)程造價(jià)；二是隧道導(dǎo)流,指在河岸上方建設(shè)隧道來(lái)引導(dǎo)水流,適用于地形地質(zhì)復(fù)雜的山區(qū),在隧道設(shè)置環(huán)節(jié),需要重點(diǎn)做好轉(zhuǎn)彎位置的設(shè)計(jì),選擇恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)彎方式和轉(zhuǎn)彎半徑,避免泥沙在隧道底部的堆積；三是涵洞導(dǎo)流,是利用涵洞實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流,可以將涵洞設(shè)置在巖層或者巖石河灘上,若需要穿越墻壁,需要做好防滲處理；四是全段導(dǎo)流,能夠一次性對(duì)河段進(jìn)行截流,適用于河流流量小,施工區(qū)域小的水利水電工程。若河流經(jīng)過(guò)山區(qū),兩側(cè)圍巖堅(jiān)硬,則應(yīng)該配合隧道分流的方式來(lái)保證導(dǎo)流效果；五是分段導(dǎo)流,分段導(dǎo)流指分段圍堰導(dǎo)流,適用于和流量大,河床寬度大的工程,能夠借助圍堰來(lái)對(duì)河床上的各類建筑進(jìn)行均勻劃分,然后開(kāi)展分段施工[2]。

2.2 圍堰形式

一是木樁圍堰,適用于施工深度較淺的工程項(xiàng)目,要求技術(shù)人員能夠?qū)⒏鞣矫娴挠绊懸蛩乜紤]在內(nèi),優(yōu)化施工方案,確定好木樁打入的位置,實(shí)現(xiàn)相鄰木樁的無(wú)縫連接,避免出現(xiàn)滲水問(wèn)題；二是鋼板樁圍堰,常被用于滲水基礎(chǔ),強(qiáng)度和防水性好,其在實(shí)際應(yīng)用中,通常被分為多個(gè)彼此連接的單體結(jié)構(gòu),中間以土填充,圍堰本身圍護(hù)的范圍大,要求每一個(gè)單體都能夠獨(dú)立抵抗傾覆和滑動(dòng)問(wèn)題,并且確保不會(huì)在聯(lián)鎖位置產(chǎn)生拉裂；三是混凝土圍堰,采用鎖相連的形式,內(nèi)部采用的是具備良好防水性能的材料[3],在施工過(guò)程中,需要先設(shè)置支柱,然后設(shè)置鋼板樁,填充防水材料,達(dá)到預(yù)期要求后,取出支柱并且繼續(xù)進(jìn)行防水材料的填充?？紤]混凝土結(jié)構(gòu)易開(kāi)裂的特性,在施工環(huán)節(jié)必須對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制；四是過(guò)水圍堰,加筋圍堰一般會(huì)在河流下游大壩水面設(shè)置加強(qiáng)格柵,避免水流沖走石塊,混凝土平板圍堰重要是在大壩向水面覆蓋一層混凝土板,這層混凝土板具備良好的防水性能,可以有效預(yù)防滲漏；五是不過(guò)水圍堰,類似與土石壩結(jié)構(gòu),可以就地取材,成本較低,而且拆除簡(jiǎn)單。不過(guò),在遇到惡劣天氣如暴雨、洪水時(shí),需要加強(qiáng)防護(hù)[4]。

3 施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在水利水電施工中的運(yùn)用策略

3.1 工程概況

汕尾市城區(qū)前進(jìn)河治理河道總長(zhǎng)度21.237 km,主要建設(shè)內(nèi)容包括：清淤 14.505 km,護(hù)岸 24.301 km（兩岸）,重建排水涵 7 座。汕尾市氣候溫暖,多年年平均氣溫為 22 ℃左右,年平均最高氣溫 26 ℃左右,年平均最低氣溫 19 ℃左右。境內(nèi)雨量充沛,多年年平均降雨量為 1900 mm~2500 mm,最多年的年雨量可達(dá) 3728 mm。雨熱同季是汕尾市氣候特點(diǎn)之一,雨季始于 3 月下旬~4 月上旬,終于10 月中旬；每年 4 月~9 月的汛期,既是一年之中熱量最多的季節(jié),又是降雨量最集中的季節(jié),占全年總降雨量 85%左右。

3.2 技術(shù)應(yīng)用

本工程施工圍堰導(dǎo)流作業(yè),根據(jù)施工條件,可采用堤岸圍護(hù)基坑的圍堰方案。根據(jù)施工方案,施工導(dǎo)流均采用挖深疏通原束窄河段進(jìn)行導(dǎo)流的方式[5]。

3.2.1 前期準(zhǔn)備

考慮水利水電工程施工周期較長(zhǎng),良好的前期準(zhǔn)備是確保各項(xiàng)工作順利實(shí)施的關(guān)鍵,必須得到足夠的重視,尤其是需要對(duì)具體應(yīng)用施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的準(zhǔn)備工作進(jìn)行分析,確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

3.2.2 測(cè)量劃線

測(cè)量劃線環(huán)節(jié),則需要做好人員安全控制、數(shù)值標(biāo)注和尺寸驗(yàn)證等的落實(shí),以切實(shí)保障工程的施工質(zhì)量能夠很好地滿足水利水電工程的建設(shè)要求,為后期施工活動(dòng)的實(shí)施提供扁良好保障[6]。

3.2.3 圍堰設(shè)計(jì)

采用土石結(jié)合沙包圍堰作業(yè),施工圍堰填方采用尼龍編織袋填充砂土,人工壘砌,圍堰頂寬均設(shè)為不小于 1.0 m,圍堰迎水坡側(cè)以 1∶1.5 的坡度放坡,背水坡側(cè) 1∶1.5；在迎水面設(shè)置一道織塑布。

3.2.4 圍堰施工

（1）土包圍堰填筑。一是應(yīng)該做好測(cè)量放線工作,按設(shè)計(jì)放出準(zhǔn)確的施工邊線；二是利用挖掘機(jī)對(duì)圍堰范圍內(nèi)的基坑底進(jìn)行一次淤泥、雜物的仔細(xì)清理,邊填筑挖掘機(jī)走道邊清理,填筑一段利用該段作為走道清理下一段。如果存在河底積淤問(wèn)題,需要在堆碼裝土編織袋前先插打防護(hù)木樁,木樁的間距為每 0.3 m 一根,要求打入時(shí)穿透河底淤泥層,并打入原始地層 0.5 m 以上；三是對(duì)裝土編織袋進(jìn)行有序堆碼,于基坑堰體迎水側(cè)鋪設(shè)土工防滲膜,再在防滲膜上壘筑編織袋護(hù)坡。

（2）土石圍堰填筑。圍堰填筑采用進(jìn)占法,從岸邊兩邊或單邊施工。不能直接向水中傾倒土,應(yīng)出水面和土倒在已堰頭,用機(jī)械順坡送入水中,以免直接倒入水中土體發(fā)生離析或被水沖走,造成堰體填好滲水或當(dāng)浪費(fèi),水面以上土分層填筑,每層厚度不超過(guò) 30 cm,并采用壓路碾壓密實(shí),達(dá)到堰體整體穩(wěn)固,承受一定的抗沖刷,合攏后不下沉,不塌陷滿足施工要求。清除圍堰內(nèi)淤泥,先采用抽水機(jī)將被圍起部分水抽干,然后組織挖機(jī)及運(yùn)輸車將水中淤泥運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)清好的圍堰內(nèi)設(shè)積水坑,定時(shí)將積水抽出,然后再對(duì)堰內(nèi)填入防滲好的土,填土厚度視堰內(nèi)滲水大小及滿足要求來(lái)定[7]。

因填筑引起河水流速增大使堰外坡面有受沖刷的危險(xiǎn)時(shí),可在外坡面用草皮、柴排、片石、草袋或土工織物等加以防護(hù)。清除堰底河床上雜物、樹(shù)根、石塊等,減少滲漏發(fā)生,填筑應(yīng)從上游開(kāi)始至下游合攏。施工中嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求放出坐標(biāo)控制點(diǎn),保證施工過(guò)程沒(méi)有多于設(shè)計(jì)的土落入河道擠壓河道造成匯水面積減少,水流量增大給堰體造成壓力。

（3）圍堰拆除。圍堰拆除擬用1.5 m3~3 m3反鏟, 采取端退法從圍堰右端向左端將上、下游圍堰予以全部拆除,圍堰拆除料利用15 t自卸汽車運(yùn)至監(jiān)理指定的棄料場(chǎng)。

3.2.5 擋水導(dǎo)流

堰體施工結(jié)束后,需要放入一定量的水,對(duì)其應(yīng)有情況進(jìn)行測(cè)試,初期防水前,為保證施工質(zhì)量和施工安全,需要在迎水面做好防水導(dǎo)流工作。實(shí)際操作中,一般是利用塑料布、彩布條和袋裝土壓腳施工的方式,為避免出現(xiàn)滲水問(wèn)題,作業(yè)人員需要對(duì)導(dǎo)流量進(jìn)行合理計(jì)算[8],具體的計(jì)算公式如下：

式中：Q表示導(dǎo)流水量,m3/s；η表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取值在3~6 之間,該工程中取值為5；V表示圍堰積水體積,這里為2.0 萬(wàn)m3；T表示初期導(dǎo)流排水時(shí)間,s,這里按照5 d計(jì)算,代入相關(guān)數(shù)值后,可以得到Q為0.231 m3/s。

3.2.6 鋼板樁支護(hù)

在導(dǎo)流和圍堰施工中,鋼板樁發(fā)揮著非常重要的作用,需要將施工間距控制在0.1 m左右,圍堰和鋼板樁之間使用袋裝土填充。若施工區(qū)域中有積水存在,則需要在施工前做好排水工作,為確保鋼板樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免安全問(wèn)題的出現(xiàn),在施工環(huán)節(jié)需要做好堆砌樁深度的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2.7 清淤施工

河道清淤施工順序按照順河流方向,自上而下分河段、多工作面同時(shí)進(jìn)行施工,為保證河水不受污染,將根據(jù)實(shí)際的地形,采取 200 m~500 m單邊河岸劃分為一段,修筑簡(jiǎn)易的施工圍堰,在圍堰內(nèi)進(jìn)行清淤,清淤時(shí)污水不讓外流直接河道。對(duì)于能夠在河岸邊修筑臨時(shí)施工便道的河段,將在修筑施工輔助道路,形成一個(gè)機(jī)械開(kāi)挖汽車運(yùn)土的循環(huán)路線,局部河段經(jīng)過(guò)修筑下河道路后運(yùn)輸汽車可以直接到達(dá)河床上面的,采用挖掘機(jī)后退法直接進(jìn)行清淤,挖掘機(jī)邊清挖邊裝車外運(yùn)。對(duì)于淤泥土層較厚、淤泥層承載力不足的河段,首先采用鋪墊法進(jìn)行開(kāi)挖,即鋪設(shè)鋼板讓大型的挖掘機(jī)能夠直接進(jìn)入開(kāi)挖作業(yè)面,采用挖掘機(jī)接力清淤,以兩臺(tái)或三臺(tái)挖掘機(jī)為一組,組合成階梯隊(duì)列。河底一臺(tái)挖掘機(jī)在前方,邊開(kāi)挖邊將河底淤積物向河岸清理,盡可能將淤積物放到邊坡上方,最后方一臺(tái)挖掘機(jī)挖出的積物收集并進(jìn)行裝車外運(yùn),局部地段仍然不能滿足開(kāi)挖要求,將采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖、接力集料,再挖裝車外運(yùn)[9]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之,在水利水電工程施工中,施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)非常著相當(dāng)重要的作用,應(yīng)該得到施工技術(shù)人員的重視。從工程實(shí)際施工過(guò)程的角度,應(yīng)該充分考慮工程所處區(qū)域的環(huán)境條件和氣候條件,選擇恰當(dāng)?shù)氖┕し桨负褪┕すに?將施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來(lái),推動(dòng)水利工程施工質(zhì)量的提高,為我國(guó)水利事業(yè)的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。