水利施工中水坝堤防堵口施工技术

2014-10-21 20:07熊金林
建筑工程技术与设计 2014年32期
关键词:水利施工施工技术

熊金林

【摘要】对于水利工程技术来讲, 水坝堤防技术作为重要的挡水建筑物,也是当前水利施工中运用最为广泛的一类防洪工程。本文结合实际工作经验,从水坝堤防决口的原因及分类出发,并着重就水坝堤防堵口的施工技术与施工措施进行了分析与探讨。

【关键词】水利施工;水坝堤防;堵口;施工技术

1 水坝堤防决口出现的原因及分类

1. 1 水坝堤防决口出现的原因

水坝堤防决口出现的原因,主要由以下4 种情况所导致的: ①因河道水流或湖泊潮浪的冲刷浸溢,而导致堤防或坝体出现坍塌,当抢修维护不及时所导致的决口; ②因出现超标准的洪水,当水位急剧增加并漫过堤顶后则出现决口; ③因水坝堤防的建筑质量或建设标准存在隐患,导致坝基、堤身的土质较差,以及鼠、蚁等生成的洞穴,而导致因开裂、渗透破坏而决口; ④因人为因素的破坏,对堤坝的开掘而导致的决口。

2 水坝堤防堵口的分类和各阶段概述

水坝堤防堵口主要可分为堵旱口与堵水口两类。对于堵旱口,应当和复堤选线相结合,对堤坝进行及时的复堵; 对于堵水口,则主要是采用各种施工技术与施工措施,对通过口门的水流进行封堵拦截,从而使水流能够完全回归原河道中。本文中所探讨的堵口施工技术也主要是指堵水口。水坝堤防堵口的施工过程,通常可以分为堵口准备阶段、进堵与合龙阶段、复堤阶段。在不同阶段应采取有针对性且适宜的施工技术与施工措施,以保证良好的堵口施工效果。

3 水坝堤防堵口准备阶段的施工技术

3. 1 做好施工前的准备工作

堵口准备阶段主要应做好堵口物料的筹集,并随时根据情况变化对备料数量进行调整; 建立高效、有力的施工指挥机构,做好对施工队伍与机械的组织,并明确分工; 布置堵口的施工场地,并作出具体的实施计划,包括机械与人力进出的道路、堵口线路设计等; 做好堵口前的技术交底与安全交底工作,准备好施工中相应的设备、机械与所需用具。

3. 2 制定堵口的施工方案

综合分析研究水坝堤防决口区域的水文地质情况、水下地下、河势变化以及物料筹集等相应资料,以确定堵口时间与堵口施工方案。其中,堵口时间主要取决于水情、灾害程度、决口位置以及复堵条件等因素,适宜尽早处理; 堵口的施工方案中所采取的技术与方法,应因地适宜,并注意确保施工人员的人身安全。

3. 3 做好裹头的处理

在水坝堤防决口后的抢堵工作中,应首先抢修裹头,以避免堤头的继续坍塌,并为堵口的下一步施工提供稳固的阵地。裹头是将水坝堤防决口口门两边的断堤头,采用抗冲性材料进行裹护的一项技术措施。当前对裹头的处理,多采用的是埽工技术、钢木土石组合坝堵口技术、丁坝防护等制作裹头。裹头作为进堵口门的基地,必须修筑牢固,并因时制宜、因地制宜的进行相应保护措施,为堵口的下一步施工创造有利的条件。通常在水浅流缓、土质较好的地带,可在堤头周围打桩,桩后填散柳、柴料或者抛投散石进而裹护; 而在水深流急且土质较差的地带,则可采用柳石枕、柳淤枕等进行厢护。

4 水坝堤防进堵、合龙阶段的堵口施工技术

4.1 堵口的主要方法和措施

当前,水坝堤防堵口的方法主要包括了平堵、立堵以及混合堵等。平堵是指沿着口门选定的堤坝轴线,由下往上抛填物料,并逐层填高直至高出水面实现封堵的方法; 立堵则是指从口门的一侧或两侧出发,沿着选定的堤坝轴线向水中进占,使口门逐渐缩小直至合龙的方法; 混合堵则是平堵与立堵这两种方法的综合。同时,在水坝堤防堵口的实际施工中,还可根据实际情况需要采取沉船截流、沉柳落淤等多种堵口方法。

4. 1. 1 平堵法

平堵法相较立堵法的单宽流量偏小,且最大流速也小,水流条件较好,可以减小水流对龙口基床的冲刷力,利于机械化施工。但主要缺点是在堵口施工中,当水深且高速流动的情况下,需要架设浮桥或栈桥,影响到堵口的时间。平堵法主要包括了架桥平堵、抛料船平堵以及无水口门砌堵等方式,

4. 1. 2 立堵法

立堵法也有着较多的施工方式,例如填土法、草木围堰法、埽工进占法、打桩进堵法等。其中,在不同施工方法的选择上应根据口门的水深、流速以及水头差等情况选择适宜的物料进占。由于立堵法施工中无需再架设浮桥或栈桥,因此简化了施工准备工作,不仅赢取了施工时间,而且节省了投资,在水坝堤防堵口施工中应用较为普遍。

4. 1. 3 混合堵

混合堵方法是平堵法和立堵法这两种方法的综合,并通常应用与口门局部冲深较大、基础软弱以及口门较宽的情况。在采用混合堵进行施工时,应根据平堵和立堵不同的特点,以及口门的实际情况,因地制宜的灵活采用。例如,在堵口的最初阶段,由于流量较小,可采用立堵法快速进占,但当口门缩小到一定程度后由于流速开始增大,可以再采用平堵法,以降低施工的难度直至合龙为止。

4. 2 合龙施工技术

当口门两侧进堵至坝体剩余约2 ~ 3 m时,即被称为合龙。由于此时口门已被缩减到很小,水流的冲刷力与流速都相对较大,因此必须做好充足的准备,并采取有效的技术措施,使合龙施工能一气呵成,实现堵口的顺利完成。通常在合龙中采用以下几种施工方法:

4.2. 1 横梁合龙

该方法是采用直径约为20 cm左右的粗木杆,使其横卧在龙口上,并将两端部位固定,再在横杆的前排部位打下一排木桩,并在桩上压上土袋,从而水流

逐步阻断的方法。

4. 2. 2 沉排合龙

该方法是采用树枝或者细木杆等容易变形受压的材料,绑扎成为梯形或者方形的沉排,同時在沉排的方格内部放置进适当数量的土袋,并确保沉排不沉入水中,再由人力控制其漂浮到合龙口处。当沉排在龙口处卡住并稳定后,继续向上抛压土袋直至土袋露出水面,再进行填筑施工。

4. 2. 3 关门合龙

该方法是采用比合龙口宽度约长的粗木桩一根,并在木桩上捆扎由树枝、秸秆等制作的柴草捆,并利用水流使其横卡在合龙口处,当对大部分水流进行拦截后迅速进行土袋的抛压,使合龙能够迅速完成。

5 水坝堤防复堤阶段施工技术

由于水坝堤防堵口时所修筑的截留坝,多是临时抢修的,其坝体较矮小,且内部件孔隙较大、杂物也较多,无法满足水坝堤防对洪水地域的标准。为此,还应当采取及时的复堤措施,以避免原决口重新溃决的可能。其中,对水坝堤防的复堤应着重做好以下几点:

5. 1 堤顶高程恢复

对堤顶的高程应将其恢复到原设计规定标准,由于堵口的断面堤质较为薄弱,且存在堤基容易渗漏、背水处存在潭坑等缺陷及弱点,因此通常要求复堤的高度应有一定的富裕度,可相比原堤防高出0. 3 ~0. 5 m。

5. 2 护坡防冲工程

由于堵口复堤段为新做堤防,多位于迎流顶冲区域且没有经过洪水的考验,因此可考虑在新堤堵口处做护坡防冲工程以及水下护坡工程,以避免坡脚的滑动并使堤防得到有效的防冲防浪。

6 结束语

水坝堤防工程作为防洪保护区的一道重要屏障,其主要作用是防御洪水的侵害,并保护沿岸广大人民群众的生命财产安全,然而其一旦出现决口,将会对沿岸地区居民的人身安全和经济发展都带来非常大的危害。只有做到每一细节都不放过,才能使我国水利事业得到长久发展。

参考文献

[1]刘铁奇,高长权,杨宏宇. 堤防决口的几项堵口技术[J].黑龙江水利科技, 2008, 36( 04) : 171.

[2]李希宁,孟祥文,等. 黄河堤防堵口裹头技术研究[J]. 人民黄河, 2003( 03) : 32 - 33, 49.

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