新型围堰技术在河道工程中的应用研究

胡 莹

（惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司，广东 惠州 516000）

1 引言

我国具有全球最强的基建能力，社会基础设施比较完善，而在基础设施中河道工程占有重要地位。河道工程作为公益性质的水利工程，不会产生直接经济效益，但会间接产生巨大生态效益。河道工程一般可分为长河段工程及局部河段工程，局部河段工程主要是指城市河道治理，对美化城市、降低污染、防治水土流失、保障土壤肥力等具有重要作用。但是，由于河道施工会对周围河域企业、居民生产生活造成一定影响，为了保证工程质量，常常在河道工程中应用围堰技术控制施工现场，搭建较为坚固的保护结构，将施工范围置于半封闭的状态下，减少施工对外界的干扰，使施工人员从容地进行排水作业、基坑开挖和附属建筑物的施工等。从这方面来看，研究围堰技术在河道工程中的应用具有较强的现实意义，能促进河道工程施工技术的革新。

2 河道工程施工原则

河道工程主要是采取有效措施，对原有河道进行加固、改造，使其能更好发挥防洪排涝功能，它是水利工程中的重要内容。随着现代科技发展与城市化建设，河道工程建设要求有所提升，需要科学应用新型围堰技术，保证施工质量水平，提升城市安全。因此，联系实际情况分析新型围堰技术在河道工程中的应用十分必要。新时期，河道工程施工必须从多元角度考虑，严格遵循以下施工原则，保证河道工程的经济性与生态性。

2.1 保证水面率

目前，我国所进行的河道工程均为内河河道工程，其贯穿城市，不仅具有排洪排涝功能，还具有绿化、观赏、水土保持等功能，为城市规划及建设提供方向，保证水量可以为城镇居民提供休闲娱乐场所，提升城市居民整体幸福感。因此，在施工前期阶段，应将重点放在满足防洪排涝功能上，要求水面率达到一定标准，为后续生态环境改善奠定基础。

2.2 保证河网水系畅通无阻

一些内河河道承担着运输货物的功能，应定期对其进行修缮、疏浚，保证水系畅通，突出河道的经济性，提高河道的非功能性，针对不同情况可采取差异化疏通措施。

2.3 因地制宜原则

应充分考虑当地地理环境、生态等，制定施工方案与策略，避免影响当地生态。我国幅员辽阔，各地地势、气候差异较大，加之城市发展不同，因此，河道在各城市中承担的功能也有所不同，尤其是南北方城市河道差异性较大，在施工前应详细调查当地水文地质、经济发展等要素，制定合理的施工方案。在整个施工过程中，围堰施工是河道工程的起点，其施工也需要考虑地域性差异，结合实际情况选择施工材料，避免围堰出现腐蚀、渗漏、崩塌等情况，提高施工稳定性。

3 围堰施工的基本要求

由于河道工程施工涉及城市形象和居民生产生活，为了使施工现场更规范、加快施工进度、保证工程质量，往往会应用围堰技术，将整个施工区域以围堰的形式进行隔挡，控制施工现场，避免对城市环境造成较大影响。

3.1 做好实地勘察

施工工序、顺序、材料选择等工作均需根据勘察结果来确定，同时，做好实地测量，收集基础性资料，为后续围堰施工提供数据参考。

3.2 制定严谨的施工方案

根据河道水量、浪高、最高水位等数据，选择合适的围堰技术，保证围堰技术的适用性。采取绿色施工理念，现场全封闭施工，施工垃圾应及时运走，并交由相关部门处理。

3.3 注意施工细节

注意堰内平面尺寸、渗漏、排水等施工细节。且围堰结构、断面必须达到强度、稳定性和防水等各项指标要求。

3.4 保证工程的稳定性

若河道工程为长期性工程，应保证工程的稳定性，同时，砌筑护坡、架设防浪层，保证工程持续、安全、稳定进行。河道围堰施工时，在做好基础质量保证的同时，需强化各项技术应用，充分发挥技术优势。

4 新型围堰施工技术在河道工程中的设计原则

4.1 保证现代化河道工程的更新速度

若想将新型围堰技术科学合理地运用到河道工程的具体施工过程中，就必须设计出标准化的施工方案，要考虑到其适用范围，还要综合分析建设要求及河道工程的实际情况，并按照当前河道施工情况为新型围堰技术的使用指明方向，合理优化新型围堰技术，使河道工程发挥最大的应用价值，确保河道工程建设与现实科学技术发展情况相吻合。

4.2 科学合理规划施工布局

伴随着我国水利工程建设的飞速发展，新型围堰技术的应用不断更新升级。因此，施工过程中既要提高施工技术水平，又要不断优化新型围堰技术的施工方案，引进先进设备，深入学习专业理论知识，加强施工布局的监控措施，确保河道工程能采用自动化、智能化的施工技术。

4.3 完善新型围堰技术设计方案

改造与调整围堰的施工设备，确定新型围堰技术设计方法的优化性能，要保证新型围堰技术设计与实际施工情况相符合,必须严格遵循工程规范化制度开展施工。总之，新型围堰施工工艺及施工方法可以减小施工难度、降低工程造价、缩短施工工期，水利工程部门应进一步完善围堰技术的运用，以确保水利工程顺利施工。

4.4 加强新型围堰信息化管控

信息化手段能更加快速精准地掌握项目实际运行情况，提升项目的安全与质量。如在新型围堰施工过程中，应用信息化技术进行工程管理，创新信息传送设备，通过审批系统对施工方案进行评审，动态监控施工进度，以便实时掌握施工情况。

5 新型围堰技术在河道工程中的应用

随着时代发展、科技进步，新的施工工艺、施工方法层出不穷，为河道工程施工质量提升创造了有利条件。在严格遵循河道工程施工原则的同时，可以根据实际情况，合理选择新型围堰技术，以满足河道工程建设要求，提高河道工程质量。

5.1 胶凝砂砾石围堰技术

胶凝砂砾石围堰技术是通过将胶凝材料、水与河床砂砾石或开挖的废弃岩基材料混合在一起，形成一种价格低廉的筑坝材料，是一种介于堆石坝材料、碾压混凝土之间的围堰技术。目前，这项技术在发达国家应用较为广泛，如日本、法国等一些国家，在水利工程中已普遍应用这一围堰技术。该技术也被应用于我国的一些水利工程，如街面水电站下游围堰、澜沧江功果桥水电站大坝上游围堰，相较于土石围堰，胶凝砂砾石围堰技术具有较强的抗冲刷能力，允许表面过流，刚度、强度都能达到较高要求，且与地基之间能达成较好的适应关系，减少地基处理难度。从性能上来看，与碾压混凝土围堰技术之间的差异不大，且就地取材，做到废物利用，能够极大程度上减少水泥用量，降低工程造价，减少工程的前期投资与工期，优势较为明显，同时，具有一定的生态价值，可以减少围堰施工对周围河道、环境的影响，符合绿色环保、可持续发展理念。

5.2 吹填围堰技术

在实际应用中，堰体主要是由上下两个部分组成，上部堰体是由吹填的砂砾石备用料组成，下部是由挖泥船吹填的砂砾石构成，通过人力或机械将砂砾石运输到堰体顶端，吹填需要应用到的围堰子体是将砂砾石装在编织袋后填筑而成，防冲是利用袋装砂砾石、碴石铺设堆砌而成，黏土心墙主要起到防渗作用，保证围堰质量。在实际应用中，由于水头差较小，因此，并不需要较大的横断面积，可有效减少工程量，施工材料也是就地取材，帮助施工单位减少材料费用与运输费用、控制成本，在不损坏周围耕地、不破坏周围生态环境的情况下完成施工。另外，挖泥船作为吹填的主要机械设备，具有施工速度快的特点，同时，还能疏浚河道，对于河道工程整体进度起到较好的推动作用，普及应用价值极高。

5.3 新型贫胶硬填料围堰技术

新型贫胶硬填料围堰技术是一种新型碾压混凝土技术，属于全新工艺，是在河床砂砾石、开挖弃渣等材料中，加入少量胶凝材料，即水泥与粉煤灰二者比例为1:1，在经过简单搅拌后，填筑到指定区域完成碾压施工，在一些临时工程中，其应用优势十分明显。新型贫胶硬填料围堰技术兼顾了混凝土面板堆石坝及碾压混凝土坝的优点。

（1）在其坝体结构上，仍然以混凝土面板堆石坝结构为主，由防渗混凝土组成的面板及堆石体构成，具备良好的坚固性能及抗冲击性能。

（2）该技术在材料选取上应用了碾压混凝土，这也是该技术与混凝土面板石坝技术最明显的区别，加强了围堰的稳固性，并且在坡度设计上更加灵活，更符合工程需求。

（3）该技术与胶凝砂砾石围堰技术相比，胶凝材料的配比降低、骨料可就地取材，但要多出分拣骨料的步骤，需采用粒径更大的骨料，增强围堰的抗冲击性能，值得进一步推广。

5.4 土工格栅砂土围堰技术

河道工程中，如何处理软土地基是要考虑的重要问题。土木格栅砂土围堰，就是基于软土地基，通过在地基上铺设土木格栅进行加固处理，利用膜袋冲刷技术，在周围砌筑围堰堰体。土木格栅的应用，能有效提高砂土自身压缩强度，提高复合地基自身承载力，相对地堰体横断面尺寸也会有所减少。在设计河道工程围堰时，必须注意围堰拦洪标准重现期应该为5～10年一遇，也就是说，必须按照5年一遇的洪水频率，截取围堰设计流量，然后根据施工现场的实际情况，对围堰的强度、宽度、边坡坡率等各项参数进行设计，进而充分发挥土木格栅砂土围堰技术的作用，提高围堰安全性与稳定性。总之，该技术适用于地基较软的河道工程，为避免格栅重量对地基的影响，格栅的重量较小，抗冲击能力较弱，容易随水流移动，因此，在施工中要注意这一特点，选取枯水期施工，或水流平稳的状态，不可在水流急湍的状态下施工。目前，这一技术普遍应用于公路路堤、港口堆场区和水利岸堤等地基较软的工程中，解决传统砂土围堰下边坡不稳定的问题。

5.5 双壁钢与吹砂组合围堰技术

双壁钢与吹砂组合围堰技术根据施工承台的形状、尺寸等，在外围布置吹砂围堰，使围堰内外的河水，能处于一种相互分离的状态。在完成分离后，围堰内部的水需要利用泥浆泵抽出，待河水基本排出后，将井点降水系统设置于吹砂围堰的内侧，防止因内外水差较大引起砂层渗漏、管涌等现象。将已拼装好的双壁钢围堰，在卷扬机的帮助下进入围堰内部，在高压水枪强力冲击下，使围堰随着河床降低，下沉到指定位置。双壁钢与吹砂组合围堰技术能有效减少工程工期，双壁钢围堰可以提前装好，也就是说在吹砂围堰的同时，双壁钢围堰就能开始拼装，有效提高围堰施工效率，加快整体工程进度，提高河道工程整体经济效益与社会效益。

5.6 堆石混凝土围堰技术

堆石混凝土围堰技术是利用自密实混凝土的高流动性抗分离性能，延伸并发展起来的一种围堰施工技术，由大体积石块、自密实混凝土构成。水泥用量少、水化热低，且成型后，整体体积十分稳定，综合性能较高，低碳环保，与当前绿色环保、时代发展主题相适应，不仅可以有效提高工程施工质量，还能体现河道工程的生态价值。堆石界面可与自密实混凝土胶结在一起，全面提高围堰工程的抗渗性、密实度与整体强度。堆石混凝土围堰技术提出以后，在国内有着较为广泛的应用，其提高了机械化程度，大大缩短了工期，解决了传统围堰胸墙以人工为主、耗时较长的问题，并且在混凝土配合比上增加粉煤灰等掺和料的用量，降低水泥用量，避免了围堰出现裂缝等问题，增加了围堰的坚固性。它具有施工技术简单、速度快、造价低等诸多优势，且应用前景较好。

5.7 桩模复合围堰技术

桩模复合围堰是以立桩作为围堰的主要承重结构。以立桩背后斜撑、拉杆等作为支撑结构确保其整体稳定性，利用水平挡板的挡水功能，增加整个围堰的稳定性，起到传递水压的作用。将特殊材料制作成的防渗膜布作为垫层，使围堰本身具备较好的防水性能。在实际应用中，解决了城市内部河道治理中容易污染当地环境的问题，其优势主要体现在以下方面：

（1）施工简便、迅速。主要采用的是钢管、不透水防渗膜，施工速度快，可操作空间大，相对于传统围堰技术，能有效减少运输大量黏土所带来的成本支出，实现有效的成本控制。

（2）河道占用面积小。不会占用较大的河道断面，适用于水深≤3m、波浪小、沉积淤泥小的一些河道工程内；当河道水深超过3m，就需要额外做好加固措施，保证围堰稳定性。

（3）经济效益高，且具有环保性能。钢管桩具有可重复应用的特性，可有效减少施工成本，节约材料支出，对河道也不会造成污染，应用价值较高。

6 结语

从整体上来看，河道工程围堰施工是一个较为复杂的过程，一旦出现问题将直接威胁到工程进度与质量。其设计必须遵循合理、简单、围堰接头结构紧密、构筑结构稳定等原则，才能保证设计质量符合工程需要。因此，应结合围堰设计的实际情况，选择适合的围堰技术，提高技术应用质量，促进我国水利建设工作稳定开展。