摘要:作為水利工程建設中的臨時性圍護結構,圍堰能起到防止水和土進入建筑物的作用,規(guī)范化的使用圍堰技術能有效提升項目施工的效率性與安全性。鑒于此,文章在闡述圍堰工程建設要求的基礎上,就水利施工中圍堰技術應用要點展開了分析,并指出圍堰技術在具體項目中的應用過程,旨在進一步提升圍堰技術應用水平,繼而為水利工程項目建設創(chuàng)造良好的條件,確保水利設施建設應用的穩(wěn)定性、安全性。
關鍵詞:水利工程;圍堰技術;技術要點
1水利工程圍堰施工要求
1.1重視圍堰結構設計
在以往的施工中,部分水利項目建設的圍堰存在滲漏、沖擊和垮堤等問題,影響了水利項目建設的效率與安全。為避免這些問題發(fā)生,在新時期水利項目建設中需重視圍堰結構的合理設計,同時應制訂科學、完善的施工計劃,確保圍堰施工內容的高效完成;趪呓ㄔO的高質量要求,在圍堰結構設計前,還需對水利工程建設區(qū)域的地質、水文情況進行具體調研,從而為圍堰結構設計、圍堰技術應用提供有效依據。
1.2優(yōu)化水利工程布局
從近些年水利項目施工情況來看,當前水利工程設施建設具有規(guī)模持續(xù)擴大、施工環(huán)境日趨復雜的特點,這在一定程度上對圍堰工程結構形式的選擇和應用帶來了較大挑戰(zhàn)。在水利項目建設中,為充分發(fā)揮圍堰防護職能,確保水利項目高效建設和應用,還需優(yōu)化工程結構布局。例如,水利施工人員可依靠信息技術進行工程運行情況的動態(tài)化、信息化管理,并依托大數據、BIM技術進行圍堰施工數據計算和技術方案設計,提高圍堰建設的專業(yè)程度。
1.3加大新技術的應用力度
為進一步提高水利工程圍堰施工質量,還需強化新技術、新工藝的應用。一方面,針對圍堰水土滲漏及沖擊問題,可擴大雙層薄壁鋼圍堰的應用范圍,起到良好的擋水、圍水作用;另一方面,在施工中,可對圍堰防沖技術、高程控制技術、導流設計等內容進行優(yōu)化,通過控制標準的補充和完善,約束圍堰及水利工程建設過程,不斷提高工程項目的建設質量。
2水利工程圍堰技術控制要點
2.1正確選擇圍堰結構形式
水利工程項目建設環(huán)境具有一定的復雜性,基礎建設條件不同時,圍堰結構形式的選擇也會出現一定差異,F階段,除了不過水圍堰、過水土石圍堰,混凝土圍堰、雙層薄壁鋼圍堰也是當前圍堰應用的重要形式。不過水圍堰是最常見的圍堰應用形式,在不過水圍堰建設中,應對填筑土石方等材料進行選擇,確保這些材料與周圍環(huán)境具有較高的吻合度,同時這些材料的應用有助于提升巖體結構穩(wěn)定性。此外,為避免堰身出現變形、滲漏問題,在控制深水、動水的基礎上,還需對河床的具體情況進行測量、控制。使用過水圍堰進行水利工程防護時,需重點加固圍堰下游坡面以及堰腳部位。現階段,在這些部位加固的過程中,常用的加固手段不僅包含鋼筋石籠護面加固,還會涉及混凝土板護面、加筋護面加固,采用這些加固方式可有效提升圍堰支撐能力;炷羾甙亓κ胶凸靶蝺煞N形態(tài),其中重力式混凝土圍堰的兩側均具備河水疏通堵的作用,而拱形混凝土圍堰的導流作用較為突出,但在實際應用中,需對圍堰抗壓強度、斷面大小、建設成本等要素進行系統(tǒng)控制。雙層薄壁鋼圍堰在水深且流速較大的地區(qū)應用較多,其不僅具有防水、圍水的作用,還可以支撐基坑的坑壁,綜合效益較為突出。
2.2合理設計圍堰高程
高程控制是圍堰技術應用的重要內容,在堰頂高程設計中,不僅要考慮圍堰的實際工作環(huán)節(jié),還需要對項目導流設計情況進行系統(tǒng)分析,以此確保圍堰設計應用的規(guī)范性、合理性。在上流圍堰高程設計中,設計人員需要在考慮水位、爬高的基礎上,對圍堰安全超高情況進行規(guī)范控制,此外需系統(tǒng)管理上下游的水位差情況;而在下流圍堰設計中,下游水位、波浪爬高和圍堰安全超高是三個基本的設計要素。值得注意的是,對于用來攔截水流的圍堰,在高程設計中需考慮調洪因素、縱向圍堰設計,然后按照階段分布的形式進行頂面設計,滿足上下游圍堰頂高設置要求。
2.3重視防滲防沖設計
圍堰使用過程滲透、沖擊影響強烈,這要求在圍堰技術應用中應將防滲防沖設計作為設計重點,系統(tǒng)開展圍堰結構的斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻設計。防沖設計要點如下:(1)科學合理地選擇斜墻、水平鋪蓋和垂直防滲墻的建設材料,明確規(guī)定此材料的類型、尺寸。(2)圍堰底部防護設計中,應重視拋石護底、柴排護底方式的應用,合理設置導流墻,達到穩(wěn)定束窄河道水流的作用。(3)系統(tǒng)開展堰接頭部位設計和施工,如可選擇刺墻的形式來增加繞流滲徑,這樣能減少集中滲漏對堰體的危害,確保圍堰接頭的穩(wěn)定性,達到提升圍堰防沖的效果。在圍堰防滲施工中,灌漿防滲是較為常用的技術類型,其技術要點如下:(1)灌漿防滲施工鉆孔中,應將孔徑的大小保持在130mm,同時孔深植入基巖的距離需不低于50cm,鉆孔偏差保持在25cm以下。(2)灌漿防滲施工要注意冒水、脫空現象的控制,在鉆孔結束后,工程人員應進行PVC管的高質量安放,通常該類管道的間距保持在10~15cm,管道直徑為5cm。(3)灌漿施工前,應對灌漿材料的配比進行嚴格設計,然后按照全孔灌漿的方式進行處理,提升整體灌漿效果。圍堰灌漿防滲技術控制要求如表1所示。要注意的是,就地取材是灌漿防滲施工的基本原則,一方面圍堰本身是一個臨時性結構,采用灌漿防滲技術施工時,通過就地取材可節(jié)約工程建設成本,這對于工程效益具有積極作用;另一方面其能進一步降低施工污染程度,實現環(huán)境污染的有效控制。此外,通過灌漿施工能使圍堰結構內部的應力狀況良好,提升圍堰防滲效果。
2.4規(guī)范進行工程導流
為最大限度地發(fā)揮圍堰的防護作用,在水利工程建設中還應注重圍堰施工和施工導流的有效配合,F階段,水利工程圍堰導流包含了分段導流和全段圍堰導流兩種基本形式。分段導流利用圍堰工程結構分段保護水利工程建筑物,其在混凝土壩中的應用較多。水利項目施工中,如果采用縱向圍堰分段導流施工形式,則還應重視河心洲、小島的應用,進而在人工構筑物、自然環(huán)境協同中提升導流效果。在全段圍堰導流中,需要建設一定的排水通道或者永久排水建筑來下泄河水。目前排水通道的應用較多,水利項目施工中,可結合工程建設區(qū)域具體情況選擇隧洞導流、明渠導流、涵管導流等形式的排水通道,減少水流對圍堰的影響,提高圍堰施工及水流工程建設質量。
3圍堰技術在水利工程中的應用實例
3.1項目概況
某水利工程集防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水、工業(yè)供水等功能為一體,是一座位于河流中游的中性水庫。長期應用的過程中,水庫上游護坡及防水涵洞存在破損問題,需對其進行加固處理,同時需對高塔架和人行交通橋進行改造。施工前期,必須嚴格開展圍堰施工和項目導流處理。該項目在非汛期建設施工,經計算,圍堰的擋水圍高950.2m,圍堰頂高程為952.31m,堰高和堰頂長分別為15m和138m。該項目圍堰施工中采用了土石圍堰施工形式,并按照混凝土心墻的形式進行施工,有效提升了圍堰施工質量,滿足了工程項目建設需要。
3.2技術應用
該項目施工中,對于土石圍堰的建設嚴格按照基礎截水槽開挖、土工膜鋪設與回填、壩殼料回填、坡面土工膜鋪設及黏土培厚的流程進行圍堰基礎施工。在圍堰基礎截水槽開挖中,要求底部開挖至巖石,這樣能達到截斷河床砂礫料強透水層的目的。施工中,受地下水位高、滲水較大等因素的影響,接水槽開挖難度較大,為提升排水效果,在圍堰軸線中部區(qū)域還設置了集水坑,要求集水坑低于槽底基礎2~3m,這樣能實現滲水的有效引出。土工膜鋪設及回填時,嚴格按照從右向左、分段鋪設、隨鋪隨填的要求進行施工,保證整體擋水效果。當圍堰建設達到設計高程后,進行坡面整形處理,該項目坡面整形中,采用從下往上進行坡面鋪膜的方式處理,滿足了圍堰建設需要。為充分發(fā)揮圍堰的擋水、圍水作用,該項目還采用灌漿防滲的方法設置混凝土心墻,按照兩排進行防滲灌漿,在兩排防滲灌漿孔位置設計中,不僅注重了主排孔與前壩肩、主排孔與副排孔的位置設計,還對副排孔與前壩肩位置進行了系統(tǒng)規(guī)劃。然后選擇穩(wěn)定性良好、可灌性強、水固效果快的材料進行灌漿施工,有效地提升了圍堰結構的完整性、穩(wěn)定性,提升并保證了圍堰的防滲、防沖效果。
4結束語
規(guī)范合理地進行圍堰施工能為水利工程項目的高效、安全建設創(chuàng)造有利條件。水利項目建設中,施工人員只有充分認識到圍堰結構的作用和建設要求,深化圍堰技術在工程項目中的應用,并系統(tǒng)選擇圍堰結構類型,控制圍堰防沖,高程及導流階段的設計、施工要點,才能最大限度地發(fā)揮圍堰的作用,促進水利工程項目建設的有序開展。
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