鞠玉婷JU Yu-ting

（東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)水利局，東營(yíng) 257100）

1 圍堰技術(shù)概述

圍堰施工是水利工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作時(shí)，相關(guān)單位要先詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目所在地河道的具體情況，結(jié)合各種要素去逐步完善施工組織計(jì)劃，最終確定出適用、合理的整體方案。當(dāng)然在圍堰施工中要積極采用自動(dòng)化、信息化與智能化技術(shù)，注重技術(shù)層面上的優(yōu)化創(chuàng)新，以保障圍堰建設(shè)質(zhì)量。除此之外，鋼板樁圍堰并不是唯一選擇，相關(guān)人員需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，以選擇最為適合、性?xún)r(jià)比最高的圍堰類(lèi)型，為后續(xù)工作開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖1圍堰結(jié)構(gòu)示意圖

2 圍堰技術(shù)結(jié)構(gòu)形式

在水利工程施工中應(yīng)用的圍堰技術(shù)，主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：①土石圍堰。此種圍堰主要以常見(jiàn)的土石為原材料，因?yàn)榭删偷厝〔?，能?jié)約大量材料費(fèi)、運(yùn)輸成本，整體成本較低。土石圍堰雖為土石筑成，不過(guò)卻有良好的普適性。另外，土石圍堰又包含過(guò)水土石圍堰、不過(guò)水土石圍堰，其中過(guò)水土石圍堰在水利工程運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)水淹沒(méi)基坑情況，為保證圍堰安全過(guò)水，要在圍堰坡面和底部采取有效的防護(hù)措施，以減少過(guò)水期滲透壓等對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞。在水淹沒(méi)基坑情況下，不過(guò)水土石圍堰不具備良好的防護(hù)性能，但此種圍堰在建造技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本方面具有良好優(yōu)勢(shì)，目前在水利工程當(dāng)中廣泛應(yīng)用，一旦遇到汛期或水位超過(guò)圍堰，要及時(shí)采取一定防水措施。②混凝土圍堰。目前在水利工程施工中，混凝土圍堰也屬于一種常用圍堰方式，相比于其他圍堰，此類(lèi)圍堰的穩(wěn)定性和強(qiáng)度更高，并且具有較強(qiáng)的抗?jié)B能力、抗沖擊能力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且安全?；炷羾咧饕诘投烁叨群蛽跛叨确矫姹憩F(xiàn)出突出優(yōu)勢(shì)，可基于建筑物高度獲得良好的過(guò)水效果。不過(guò)在應(yīng)用此圍堰方式期間，要相匹配的搭建橫向圍堰，特定環(huán)境下可搭建縱向圍堰。③預(yù)應(yīng)力混凝土板樁圍堰。此類(lèi)圍堰施工中需預(yù)先施加預(yù)應(yīng)力，合理處理板樁兩端界面，確保緊密連接。之后以?xún)A斜方式打入樁，確保鄰樁緊密貼合于一體，在此基礎(chǔ)上鉆孔，準(zhǔn)確的放置預(yù)制件，最后澆筑。

3 圍堰技術(shù)的施工要點(diǎn)

3.1 工程圍堰連接技術(shù)

在農(nóng)田水利水工工程圍堰技術(shù)的施工過(guò)程中，防洪圍堰之間的連接情況對(duì)整個(gè)農(nóng)田水利水工工程的正常施工起到了重要的作用。圍堰接頭部位主要是指圍堰與其他建筑物之間的連接部位，以此來(lái)保證防滲與防沖問(wèn)題的解決。要想保證圍堰的建筑質(zhì)量，必須要保證各接頭部位牢靠，有效防范各種自然災(zāi)害對(duì)堰體造成危害。圍堰建筑的作用是防滲，通過(guò)采取斜墻加垂直防滲墻的方法，以此來(lái)達(dá)到防滲的效果。導(dǎo)流設(shè)計(jì)及圍堰的實(shí)際工作情況決定著堰頂?shù)母叨龋跀r截水流的過(guò)程中，根據(jù)堰頂?shù)母叨葋?lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)流設(shè)計(jì)，并與水面曲線相對(duì)應(yīng)。圍堰建筑作為保障農(nóng)田水利水工工程的重要措施之一，對(duì)項(xiàng)目的整體建筑起著不可忽視的作用。要想保證農(nóng)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，必須嚴(yán)格把控水利工程的整體施工質(zhì)量及施工效率。堰體的建造主要受河流寬度的限制，當(dāng)在河岸寬度比較狹小的空間進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，通常會(huì)選擇采取引開(kāi)水流的方法來(lái)進(jìn)行施工作業(yè)。為了保證圍堰技術(shù)跟上現(xiàn)代化的發(fā)展，需對(duì)圍堰技術(shù)進(jìn)行改造。隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于圍堰技術(shù)的應(yīng)用也應(yīng)具有一整套完整的改造方案，為農(nóng)田水利水工工程的進(jìn)一步發(fā)展提供參考依據(jù)。對(duì)于圍堰技術(shù)的改造，要針對(duì)具體的施工情況來(lái)定，以此來(lái)保證圍堰技術(shù)的改造與水利工程的現(xiàn)代化建設(shè)相同步。在對(duì)圍堰建筑進(jìn)行拆除的過(guò)程中，施工單位要先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，然后根據(jù)相關(guān)流程進(jìn)行施工作業(yè)，工作人員應(yīng)按照導(dǎo)流洞的方向進(jìn)行退挖出渣，并做好善后的清理工作。

3.2 圍堰建筑的加固

部分水利項(xiàng)目實(shí)施期間，有些建筑需在水中建設(shè)，為了使基坑挖掘達(dá)到理想的效果、并且形成質(zhì)量和技術(shù)水平均達(dá)標(biāo)，一般需通過(guò)修建圍堰工程來(lái)完成排水工作，從而能夠?yàn)榇笮偷慕ㄖO(shè)備或者人員進(jìn)入圍堰施工提供前提條件。在完成核心建筑施工后，再將上述的圍堰部分進(jìn)行拆除。對(duì)圍堰進(jìn)行拆除時(shí)，需通過(guò)水泵向四周注水。實(shí)施圍堰的拆除需著重注意以下方面的工作內(nèi)容：一是施工方需以投標(biāo)文件規(guī)定的內(nèi)容為依據(jù)，詳細(xì)勘察施工區(qū)域的各類(lèi)條件信息，從而確定適合的圍堰技術(shù)及施工方案；二是沿導(dǎo)流洞軸線方向?qū)⒃宄?，并通過(guò)車(chē)輛將棄渣輸送到河道上游進(jìn)行妥善處理；三是確保在施工完成后圍堰正面沒(méi)有土石等雜物，避免注水時(shí)對(duì)圍堰產(chǎn)生負(fù)面沖擊；四是嚴(yán)格按照既定設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，在完成圍堰的挖除后還需要徹底清除坡底范圍，保證整個(gè)工程效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在施工過(guò)程中由于載荷增加會(huì)導(dǎo)致圍堰及地基的受力不均將會(huì)造成部分塌陷失穩(wěn)。

圖2圍堰變形前后分析

4 水利工程施工圍堰技術(shù)的應(yīng)用

圍堰技術(shù)是水利施工過(guò)程中為了增強(qiáng)建筑物的質(zhì)量，通過(guò)修建臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)基坑進(jìn)行維護(hù)。其中，新型圍堰技術(shù)也包括以下技術(shù)類(lèi)型。

4.1 膠凝砂礫石（CSG）圍堰

CSG筑壩技術(shù)是將水和膠凝材料加入河床砂礫石、開(kāi)挖廢棄料等巖基材料中，通過(guò)攪拌形成一種筑壩材料，該材料的性能與堆石壩材料、碾壓混凝土材料等相符。

骨料選擇：采用基坑河床開(kāi)挖的天然砂礫石混合骨料，檢測(cè)過(guò)程中會(huì)對(duì)這一骨料的密度、含泥量、含水量、砂率、顆粒級(jí)配等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合最終檢測(cè)的結(jié)果，得出粗骨料中粒徑>250mm的顆粒含量相對(duì)較多且達(dá)到39%。為了達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，施工之前相關(guān)人員需要開(kāi)展分揀，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)骨料；現(xiàn)場(chǎng)取料過(guò)程中還應(yīng)該對(duì)細(xì)骨料開(kāi)展精細(xì)的挑選，對(duì)超過(guò)3.8%細(xì)骨料泥沙量，不予使用。

其他原材的使用。結(jié)合當(dāng)前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求，主要采用普通硅酸鹽水泥、采用2級(jí)粉煤灰、選用JM-Ⅱ型緩凝高效減水劑、運(yùn)用系統(tǒng)水作為施工用水。

配合比設(shè)計(jì)。選用天然砂礫石混合骨料，在對(duì)大于250mm顆粒的砂礫石進(jìn)行剔除之后，進(jìn)行配合比試驗(yàn)，將膠凝材料控制在100kg/m3，開(kāi)展擊實(shí)試驗(yàn)和VC值試驗(yàn)、水灰比與強(qiáng)度關(guān)系試驗(yàn)，在開(kāi)展這3種試驗(yàn)時(shí)主要按照以下2種情況進(jìn)行試驗(yàn)，如摻30%粉煤灰的情況下進(jìn)行地試驗(yàn)，不摻粉煤灰情況下進(jìn)行地試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)確定CSG材料地最佳含水率和最大干容重，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求等，對(duì)CSG初選配合比進(jìn)行明確。

圖3圍堰變形受力簡(jiǎn)圖

配合比試驗(yàn)。在選定配合比之后，進(jìn)行CSG拌和物性能地試驗(yàn)，同時(shí)，還需要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)、不同尺寸實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)和抗?jié)B性試驗(yàn)。

攤鋪和碾壓。某大壩上游圍堰CSG煤層的平倉(cāng)厚度達(dá)到66cm~88cm，應(yīng)用25t振動(dòng)碾，其碾壓遍數(shù)為2+6，即先振動(dòng)2遍之后再振動(dòng)6遍。碾壓條帶間的搭接寬度為40cm~60cm，壓實(shí)度需要控制在≧93%，端頭搭接的寬度保障在180cm~240cm。大壩上游圍堰CSG布置在下游的坡面，運(yùn)用混凝土面板、防滲墻等開(kāi)展有效防滲。

CSG模板和施工。為了進(jìn)一步增強(qiáng)CSG抗沖刷的能力，可以運(yùn)用預(yù)制混凝土塊作為CSG下游面模板，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，以130mm高頻振搗棒進(jìn)行振搗，當(dāng)遇到砂礫石粒徑過(guò)大的情況后，可以應(yīng)用抽槽進(jìn)行注漿。

抗壓強(qiáng)度。施工過(guò)程中施工人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，開(kāi)展室內(nèi)的養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)行28天的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)工作，現(xiàn)場(chǎng)取樣。

膠凝砂礫石（CSG）圍堰技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

①能夠就地取材，有效解決了當(dāng)前河床開(kāi)挖中廢料難以有效處理的不足，節(jié)省了圍堰施工的整體成本。在施工中不需要使用過(guò)量膠凝材料，總量控制在100kg/m3，不需要應(yīng)用拌和系統(tǒng)，這也在一定程度上降低了相應(yīng)成本。大壩上游圍堰CSG總量控制在8.5萬(wàn)m3，單價(jià)共122.36m3，其使用的造價(jià)成本為1040萬(wàn)元。如果在施工中使用鋼筋籠進(jìn)行防護(hù)，其下游圍堰鋼筋籠單價(jià)共305.05元/m3，造價(jià)相對(duì)較高。如果在施工中應(yīng)用混凝土面板開(kāi)展防護(hù)，其造價(jià)將會(huì)大大提升。②可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的拌和，施工較為便捷，縮短工期。如果利用鋼筋籠防護(hù)的方案，其防護(hù)高程發(fā)生了變化，即防護(hù)高程從1212.0m到高程1244.0m轉(zhuǎn)變，高度也達(dá)到了32.0m，施工的難度相對(duì)較大，如果無(wú)法抵抗水流的沖刷，其厚度也會(huì)大大增加，施工工期將無(wú)法得到有效保障。如果采用混凝土防護(hù)的方案，其施工道路布置更加困難。

標(biāo)號(hào) 試樣尺寸（mm×mm×mm）組數(shù)（組） 抗壓強(qiáng)度（MPa）C7.5W4 150×150×150 8.1 7.6 C5W4 150×150×150 300×300×300 300×300×300 12 2 9.2 8.9 6.1 6.4 39 4 13.1 11.5 3.7 4.0 6.5 6.8

4.2 新型貧膠硬填料圍堰技術(shù)

該工藝在施工時(shí)，須做好以下幾個(gè)方面的工作：其一，按照以下的施工順序開(kāi)展施工。即：積極開(kāi)展石渣開(kāi)挖—剔除和挑除超粒徑骨料—做好石料的拌和、配級(jí)—積極開(kāi)展石料的運(yùn)輸—做好鋪攤和碾壓等工作—做好后期的養(yǎng)護(hù)工作。其二，該施工時(shí)，主要采用的方法：對(duì)石渣中超經(jīng)的石塊等進(jìn)行挑除后進(jìn)行拌和，并將這些石渣能夠堆積成一個(gè)形狀，該形狀的長(zhǎng)度和寬保證在7m左右，高在2m左右。然后施工人員運(yùn)用皮尺開(kāi)展有效丈量，計(jì)算出松散的石渣體積。同時(shí)，在計(jì)算時(shí)還需要對(duì)使用的水、水泥、人工砂等開(kāi)展計(jì)算，通過(guò)將這些砂漿運(yùn)輸?shù)街付ǖ奈恢煤?，通過(guò)攤鋪和碾壓施工等，以發(fā)揮出這些材料的作用。其中，分層鋪攤的厚度保證在60cm左右，靜壓次數(shù)為2遍，持續(xù)振動(dòng)7遍，保證碾壓速度在1.5km/h~3km/h。

4.3 橡膠壩與土石圍堰組合圍堰技術(shù)

這種新型圍堰主要是指土石過(guò)水圍堰堰頂之上通過(guò)加設(shè)橡膠壩子堰，形成一種組合圍堰。新型組合圍堰可以應(yīng)用于水電站上游圍堰工程，通過(guò)使用該方案，該電站多發(fā)電量為1.02億kW·h，發(fā)電收入達(dá)到2600萬(wàn)元，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。這就可以充分看出，新型組合圍堰施工技術(shù)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用和推廣。

4.3.1 過(guò)水土石圍堰設(shè)計(jì)

過(guò)水土石圍堰建成的基礎(chǔ)是截流戧堤的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)增厚、防滲、防沖過(guò)程進(jìn)行圍建，堰頂?shù)母叱炭刂圃?3.50m，頂部的寬度控制在18m，上游的迎水面坡度為1∶3∶4，下游背水面坡度從上到下控制在1∶8、1∶3.5、1∶1.5。其圍堰的總長(zhǎng)度控制在157.8m，高度為34.5m。

4.3.2 橡膠壩在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)做好升壩工作

如：上游河道數(shù)量減少至5060m3/s，應(yīng)在汛期洪水過(guò)后進(jìn)行升壩。同時(shí)，還應(yīng)該注重坍壩工作。當(dāng)上游河道的來(lái)水量已經(jīng)超過(guò)6000m3/s，則代表施工人員應(yīng)積極做好度汛的方案。即施工人員結(jié)合來(lái)水的情況，將水量控制在Q=5200m3/s，對(duì)這一過(guò)程為坍壩的過(guò)程。當(dāng)上游的水位進(jìn)行回落后，即回落到77m，應(yīng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)橡膠壩坍壩。最后，在水位上升后，水泵房撤離原來(lái)的位置，上游的來(lái)水量超過(guò)12700m3/s，必須將閥門(mén)進(jìn)行關(guān)閉，并安排好人員撤離后，將吊物空密閉門(mén)也要關(guān)閉。

4.4 堆石混凝土圍堰技術(shù)

這一技術(shù)為堆石混凝土最重要的構(gòu)成，其流動(dòng)性、穩(wěn)定性、密實(shí)性都有較大優(yōu)勢(shì)。塌落度控制在180mm~200mm；不同種類(lèi)的摻合料和摻和量，按照體積比其主要采取0.8~1.15；自密實(shí)混凝土單位體積漿體量控制在0.32m3~0.40m3。在選擇原材時(shí)，膠凝材料總量控制在500kg/m3；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其砂率控制在45%，粗骨料最大粒徑控制在20.0mm。堆石混凝土的工藝流程為鋪設(shè)碎石墊層。碎石粒徑可以控制在10mm~100mm，厚度為300mm。在堆石之前需要在碎石上鋪設(shè)1層的砂漿，目的是更能夠黏結(jié)好墻體和圍堰，防止混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)漏漿等情況。砌筑漿砌石墻，寬度控制在50.0cm，高度為1.0m。分縫處主要應(yīng)用油浸木絲板進(jìn)行隔開(kāi)，使用塊石能夠?qū)⒎挚p板夾在中間進(jìn)行固定。

優(yōu)勢(shì)：堆石混凝土方量在125/m3，人工需要投入8人，使用的機(jī)械為長(zhǎng)臂挖機(jī)、拋石船、平板舶、攪拌機(jī)和吊罐。用時(shí)在9.5h。相比于漿砌石墻，其用時(shí)20h，在時(shí)間和機(jī)械投放上都有較大優(yōu)勢(shì)，能夠提升作業(yè)效率。另外，胸墻結(jié)構(gòu)變得更加密實(shí)，其質(zhì)量得到不斷提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段，圍堰施工技術(shù)在農(nóng)田水利工程建設(shè)中的應(yīng)用效果較好，但在應(yīng)用的過(guò)程中，也會(huì)因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)中的材料問(wèn)題以及施工環(huán)境的問(wèn)題而引發(fā)不必要的安全事故。因此，相關(guān)人員則要加強(qiáng)對(duì)圍堰施工技術(shù)應(yīng)用前的評(píng)估分析，合理選擇圍堰施工技術(shù)，使得圍堰施工技術(shù)能夠在農(nóng)田水利工程建設(shè)中發(fā)揮最大的工藝價(jià)值，確保農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的安全運(yùn)行。