王云華，王素紅

（1.北京商和建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100000；2.河南省建筑勞務(wù)服務(wù)中心，河南 鄭州 450000）

0 引言

堤壩是一種非常重要的擋水設(shè)施，堤壩一旦出現(xiàn)決口，不僅會給經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，還會危及人們的生命安全，因此，需要我們增加對堤壩堵口技術(shù)的了解，加強(qiáng)對堤壩堵口技術(shù)的合理應(yīng)用。

1 水利施工中水壩堤防發(fā)生決口現(xiàn)象的原因及種類

1.1 水利施工中水壩堤防發(fā)生決口現(xiàn)象的原因

雖然我國水資源豐富，但資源分布存在很大的地區(qū)差異，導(dǎo)致洪災(zāi)頻發(fā)。大壩和堤防是水利防洪的主力軍，但在實踐中不可避免地會出現(xiàn)各種問題，而這些問題的最終結(jié)果往往是堤防決堤，造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至損害人民生活。水利工程中的大壩工程較為復(fù)雜，在工程投產(chǎn)前的整個施工期間，可能會受到外部因素的影響，多種因素都會造成大壩決堤事故。堤壩的工作環(huán)境復(fù)雜，其質(zhì)量和安全也受多種因素的影響。因此，堤壩決口的原因是多方面的。潰壩的原因可以總結(jié)如下：①洪水超過大壩最大承載能力或水位漲到壩頂以下。②水流或潮汐特別大，對大壩產(chǎn)生巨大沖擊，導(dǎo)致大壩垮塌。③堤防工程質(zhì)量不夠。④地震造成大壩裂縫或山體滑坡造成決口。⑤人為破壞[1]。以上五種原因都可能對堤壩造成破壞，進(jìn)而造成決口。

在現(xiàn)有技術(shù)和其他條件下，設(shè)計建造的大壩都有一定的承載能力，但這個承載能力是有上限的。因此，當(dāng)大壩受到超過承載能力的極端洪水沖擊時，潰壩是必然的。但風(fēng)暴潮和汛期發(fā)生時，水位會突然升高。如果增加的高度太高，沒有達(dá)到壩頂，就會決口。自然因素是無法預(yù)測和控制的。當(dāng)巨大的水波沖擊大壩造成潰壩，維修工作沒有及時完成，必然會出現(xiàn)決口。此外，如果堤壩本身質(zhì)量不夠，如果使用的土不夠粘，如果受到外力破壞，比如螞蟻筑巢，也往往會發(fā)生決口。這些質(zhì)量問題在正常情況下很難發(fā)現(xiàn)，但一旦發(fā)生洪水或洪水，大壩就會出現(xiàn)滲漏和管涌，最終導(dǎo)致大壩決堤。很難避免由地震或山體滑坡等自然災(zāi)害造成的漏洞，由軍事襲擊等人為破壞造成的漏洞也需要花費大量時間和金錢來管理。破口可分為溢出、爆裂、破裂和撕裂。水位漫溢，水流沖擊決口，堤質(zhì)決口，人為決口。

1.2 水利施工中水壩堤防發(fā)生決口現(xiàn)象的種類

不同堤壩條件下的分類標(biāo)準(zhǔn)也不同，最常見的分類標(biāo)準(zhǔn)有兩類：決口原因和口門過流原因。下面詳細(xì)介紹兩種類型的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)入口流作為分類標(biāo)準(zhǔn)，可以劃分為：分流一股、全河奪流兩種。全河奪流主要指堤防決口后發(fā)生的原河道斷流現(xiàn)象。分流一股是指堤防決口發(fā)生后，原河水仍可沿原河道流動。基于各種原因的分類，可分為人為決口和自然決口兩類。自然決口分為彌漫性、潰決、沖決3 種。人為決口主要指人工挖掘，也稱為扒決。水流長久的穿過堤壩本身、壩基，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的滲透破壞，這是決堤的主要原因。沖決是由河水侵蝕堤壩、壩基造成的邊坡松動造成的。分散主要是因為太多的水超過了堤壩的容量，河水流經(jīng)堤壩的頂部。

2 堵口施工原則

2.1 堤壩的決口破損程度

施工過程中，一定要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，決定如何進(jìn)行施工，如果出口損壞程度不特別嚴(yán)重，而只是輕微故障，那么就可以使用一些大體積的工程進(jìn)行攔截，進(jìn)行堵塞，這就節(jié)省了大量的人力物力，一定程度上也節(jié)省了大量的施工成本，增加了一定的獲取空間，因此施工時必須根據(jù)實際情況采取有效措施解決問題。

2.2 選擇合適的堵口時間

河流上有汛期，汛期河水泛濫，所以如果選擇在汛期施工堵塞，必要性給施工帶來一定難度，從而也需要大量的人力物力，增加了施工成本，而在汛期也可能出現(xiàn)材料水淹、資源浪費，在很多方面都存在不足。因此，在施工堵塞時，要選擇在洪水后或河流旱季施工，這樣施工效果也比較好，施工也比較容易，還能節(jié)約一定數(shù)量的資源和成本，具有一定的科學(xué)意義，因此最好在洪水后或旱季進(jìn)行堵塞施工[2]。

2.3 堵口施工要安排妥當(dāng)

堵口施工過程中，各種材料、工具都要做好準(zhǔn)備，各類人員、工具要到位，在這些細(xì)節(jié)上不出現(xiàn)問題，一旦出現(xiàn)問題，將影響施工進(jìn)度，影響工期的完成，對各方面數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄不能有任何松動的痕跡，施工過程中要隨時保持警惕，確保施工的正常進(jìn)行，確保工程順利完工。

3 水利施工中水壩堤防堵口的施工技術(shù)

3.1 堵口前的準(zhǔn)備工作

堵口前應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作。

（1）水文觀測。①定期檢測門等水位、水深、流速和寬度、流量等數(shù)據(jù)，并按縱橫斷面記錄。②定期檢查口門水下地形、地下土壤情況，并記錄在水下地形圖和地質(zhì)剖面圖上。③制定口門水文預(yù)報程序，定期記錄水文和流量。④應(yīng)定期注意勘探口門上游河流變化趨勢，預(yù)測水流發(fā)展趨勢。

（2）制定堵口施工方案。堵口施工方案的制定。根據(jù)堤壩決堤的要求，收集水文和河流變化、水位和供水情況，確定截流時間和相應(yīng)的施工方案。堵口施工方案確定涉及使用的施工工藝和方法，同時根據(jù)施工現(xiàn)場情況，做好現(xiàn)場安全防護(hù)工作。堵口時間越早確定越好，在確定關(guān)閉時間時，要充分考慮水勢、斷層位置、水文狀況等因素的影響。

（3）修筑裹頭。裹頭是一種保護(hù)措施，用來突破堤防和扒口，防止口門被沖刷和膨脹。主要做法是在洞口兩端修建裹頭或圍堰塔封閉河道進(jìn)行保護(hù)，裹頭施工可使用混凝土、石頭或土袋、竹籠、鐵絲籠或井蓋等材料，看門的具體位置來制定裹頭施工方案，該施工工藝在中國已有一千多年的歷史。

具體情況下，當(dāng)?shù)谭罌Q口時，應(yīng)及時對兩端的堤防采取保護(hù)措施。如果汛期開始時流量連續(xù)增加，且入港后可能出現(xiàn)類似情況，為了減少裹頭施工難度，防止門被沖走，需要在現(xiàn)場做裹頭，等情況在進(jìn)行二次施工時更好，以保護(hù)門。如果在汛期結(jié)束時，后面不再有大的光束沖擊，那么可以很快做好裹頭，防止口門擴(kuò)大[3]。

裹頭的施工應(yīng)根據(jù)路堤土壤、水深和水流速度的具體設(shè)計。水流較慢、土質(zhì)較好的情況下，先堵塞堤岸，在樁中沿邊緣鋸柳樹、秸稈材料等，回填在樁和堤岸之間。在不打樁的情況下，可以通過拋編織袋和拋石直接完成裹頭。當(dāng)水深和湍急的水流不好時，可以挖填方在路堤上拋墊層或鋪土工布，沿裹頭部分向下挖1～2m。做好包邊，以計算流速，準(zhǔn)備足夠的被搶材料，準(zhǔn)備好門坍塌時的救生保險，裹頭長度將根據(jù)門的水勢情況在裹頭和回水部分維護(hù)。

（4）制作良好的施工材料。如果堤壩破裂，堤壩會先受到?jīng)_擊，堤壩通常范圍很廣，因此也會顯得更加脆弱。因此，在水利工程的過程中，必須注意堤壩建筑材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)。一旦堤壩決堤，需要很多材料來堵塞，這些材料中除了大塊石頭、土袋，還有鉛籠、混凝土塊或沉船等。在大壩堤防實際封堵過程中，為了使鉛籠更加穩(wěn)固，需要在大壩內(nèi)部放置一些石塊或混凝土塊，但堆放在其中的混凝土塊或石塊的體積不應(yīng)太大，有關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格控制這些材料。在封堵過程中，可以直接選擇幾塊大石頭進(jìn)行封堵，如果大壩的突破程度較大或其徑流速度較快，可以將幾塊鉛細(xì)胞連接在一起，通過拋石封堵口。

3.2 水利工程施工中堵口的方法

堵口有以下8 種方法。

（1）拋石堵口法。在決口處直接拋石，根據(jù)水流速度和決口寬度，拋石不宜過小，拋石速度也有相應(yīng)要求。

（2）鉛絲籠。使用鉛絲籠或竹絲籠填石料填孔，當(dāng)石料小，不能直投時，可將石料放入鉛絲籠或竹絲籠堵孔內(nèi)。小塊石頭時，可以用混凝土封閉石頭，對于那些有較大鋒利度的，可以連接多個投擲物，同時投擲，可以應(yīng)付較大的決口。

（3）埽捆進(jìn)占。埽捆進(jìn)占是指用柳枝、樹枝或蘆葦做成直徑為0.1～0.2m 的把手，上面鋪上石頭，然后扎成大小合適的埽捆，繩子綁在埽捆的兩端，然后推入水中固定在堤壩的木樁上。往前推，直到氣閉，再填土，加厚。注意埽捆厚度，用土帶壓住背水面。

（4）打樁進(jìn)占。打樁法適用于堵水深度在1.5m 左右的情況，具體操作方法是在口門兩端加包頭后，在大壩兩側(cè)沿軸線打樁，樁的平均間距為0.5m，樁之間用鉛絲或木板聯(lián)結(jié)，樁的深度在土下2～3m。具體情況下，為了抵抗水壓，會每隔3～4 根樁需要加1 根支撐樁，在對著水的水面上鋪設(shè)一層層的草、土、柳枝、豎立的埽捆。

（5）沉船堵口。當(dāng)決口處水流比較急，水勢失控，急需搶險時，可采用沉船封堵決口的方法。堵沉船口，就是在空船上填土，當(dāng)土的重量超過船體時，船就會下沉，把船降到?jīng)Q口的位置，然后在船體背面固定傾倒帶和土料，堵住決口，攔截水流。一般來說，船只的數(shù)量和大小取決于決口閘門的大小，沉船在閘門處呈“一”字形排列，便于充分利用空間。堵口是一項非常緊迫的任務(wù)，但需要在出發(fā)前做好精密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏?zhǔn)備工作，比如在大門口勘測測量地形、地質(zhì)、縱橫斷面水力等。堵口準(zhǔn)備工作完成后，必須迅速堵口，并注意施工質(zhì)量和人員安全。

（6）埽工。埽工做法是將稻草、柳枝或蘆葦逐層均勻鋪開，用碎石和土覆蓋，卷成埽捆，連接在一起，就成了護(hù)岸工程。埽捆是我國特有的護(hù)岸方式，用于護(hù)岸、截流、堵口或筑壩。

（7）堤防截流技術(shù)。該技術(shù)的實施重點在于選擇合理的阻塞順序和阻塞時間。阻塞順序是按照從下游到上游的堵塞順序。當(dāng)下游封閉后，再進(jìn)行上游施工，上游施工則相反。采用該施工工藝時，封堵時間的選擇非常重要。通常堵漏時間選擇在所需材料和機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備充分后，在一些特殊路段，可以選擇避開汛期施工，減少工期；主要施工工藝有混堵、立堵、平堵3 種?；於率橇⒍隆⑵蕉碌慕Y(jié)合。立堵是指大壩兩側(cè)逐漸向河口靠攏。平堵是指自下而上填堵壩軸線，材料超過水面時進(jìn)行封堵。在實際施工中，需要根據(jù)實際情況選擇合適的封堵方法。封堵施工技術(shù)的關(guān)鍵是封堵施工。直接影響大壩的防洪能力，截流是指壩體與堵口兩側(cè)的距離，約為2.5m，此時入口較小，河壩入口會對其產(chǎn)生較大影響，造成較大影響。此時可以通過關(guān)門合攏，陳排合攏，橫梁合攏等。使封閉工作順利完成。

（8）合攏技術(shù)。合攏是指在口門的兩側(cè)進(jìn)行施工和封堵，最終將口門的兩側(cè)距離縮小到2～3m。合攏摳門后，應(yīng)該開展閉氣的工作，也就是把口門完全堵住。根據(jù)所用材料，合攏技術(shù)可分為3 種，即關(guān)門合攏、陳排合攏和橫梁合攏。橫梁合攏具體是指用一根直徑約20cm 的粗木桿，橫放在龍口上，固定后在橫梁前打一排木樁，木樁中間填土袋，以阻擋水流；陳排合攏是指將樹枝捆扎加工成陳排，并在陳排中放入適量的土袋。人手動控制陳排移動到關(guān)閉位置，待陳排穩(wěn)定后，拋擲土袋，使土袋最終超過水面高度；關(guān)門合攏是指在木樁上捆綁柴草，使木樁卡在龍口，攔截水流后再投擲土袋，從而完成合攏工作。

3.3 水壩堤防復(fù)堤階段的施工技術(shù)

復(fù)堤階段的施工技術(shù)如下。

（1）恢復(fù)堤壩高度。在大壩筑堤期間，必須將大壩的高度恢復(fù)到原來的高度。這是因為大壩截流后的基本防御能力仍然較差，可能會出現(xiàn)滲水等問題，回水有池有坑。因此，在恢復(fù)大壩高度時，需要保證留出一定的高度，以保證恢復(fù)功能的效果。

（2）復(fù)堤施工的注意事項。復(fù)堤修復(fù)前，必須清理基面上的雜物，并逐層均勻填筑。筑壩時也要注意接水面是否已經(jīng)鋪好粘土，背水面鋪上沙土。堤身填到高于水面后，要分層填土，最后夯實。堤防施工全過程必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，避免事故發(fā)生。

3.4 堤防堵口施工后的技術(shù)

為了有效避免泄流事故的發(fā)生，工程完工后通常會留下?lián)跛畨巍ｋm然在這樣的壩規(guī)模上，大壩的體積很小，但缺口很多。因此，可采用抬高壩頂?shù)姆绞接行Х篮?，并需采取其他有效措施防止安全事故?？偟膩碚f，大壩的斷面還是比較脆弱的，經(jīng)常會出現(xiàn)水坑、滲漏等問題。大壩的高度一般為40～60cm，可以保證大壩不會決堤。潰壩后，第一項工作就是包扎頭部，防止?jié)芜M(jìn)一步擴(kuò)大。除了包裹施工，大壩還應(yīng)提供一個良好的外部環(huán)境。裹頭是指河流節(jié)流時，堤口兩側(cè)的破堤或堤頭。如發(fā)生決口，可選擇水流小或垮堤面積小的地方修復(fù)裹頭。為了降低工作難度，根據(jù)水流強(qiáng)度估算的當(dāng)前水流寬度，在距入口一定距離處對堤身進(jìn)行了破斷，并對包頭進(jìn)行了改造。一般在裹頭處挖深1.5m，根據(jù)水的具體情況對包頭進(jìn)行詳細(xì)處理[4]。此外，還要做好口門崩塌的工作。對于包頭的設(shè)計，需要根據(jù)水流速度、地質(zhì)、水位等實際情況來確定設(shè)計方案。土質(zhì)松軟，水流較大時，可在堤前鋪設(shè)柳條拋枕。相反，如果土質(zhì)條件好，水流小，可以在樁與路堤之間進(jìn)行填筑作業(yè)，但這種作業(yè)需要在路堤周圍打樁。

4 結(jié)語

綜上所述，大壩截流施工是一項環(huán)節(jié)多、任務(wù)重、技術(shù)和經(jīng)驗要求高的工程。大壩堤防建設(shè)的質(zhì)量將直接影響社會生產(chǎn)生活活動的正常開展。一旦堤壩決口，修復(fù)起來極其困難。因此，做好大壩圍堤截流施工，不僅有助于提高水利工程的安全性，還能保證大壩圍堤起到良好的防洪作用。因此，我們有必要切實提高堤壩封堵的施工技術(shù)，加強(qiáng)堤壩封堵的管理，以進(jìn)一步促進(jìn)我國水利工程的發(fā)展。