這篇關于水利工程職稱論文針對當前水利工程中常用的導流和圍堰技術進行分析研究,分別介紹使用導流圍堰技術的原則和技術分類,并以小浪底水利工程三期施工建設為例,分析施工導流和圍堰技術在水利工程中的具體應用方法和效果。《山西水利》(月刊)創刊于1985年,由山西水利發展研究中心主辦。辦刊宗旨是圍繞水利工作實際,宣傳與貫徹黨和國家有關水利工作的方針、政策,反映與交流水利建設與管理諸方面的成績、經驗、情況、問題和意見,在指導水利工作、推廣典型經驗、介紹水利經濟理論、提倡科學治水和學術爭鳴、促進水利工作改革、提高經濟效益方面發揮積極作用。
摘要:施工導流和圍堰技術是水利工程施工建設中的重要構成部分,水利工程是否具備完善科學的導流和圍堰技術對工程最終的效果都產生重要影響。本次筆者將著重論述水利工程中的施工導流和圍堰技術,并以實例分析施工導流和圍堰技術的具體應用方法和效果,為今后更廣范圍的應用奠定基礎。
關鍵詞:實例分析;水利工程;施工導流;圍堰技術
在水利工程建設的過程中為了使工程質量得到提高,充分發揮其功能,不少水利設計和施工單位都會專門的采取導流和圍堰技術。所謂導流就是需要將水的方向進行改變,而圍堰最主要的作用就是圍水[1]。此類技術的應用對于水利工程質量的保證和安全性能的提高都具有十分重要的意義。
一、施工導流和圍堰技術基本內容闡述
1.施工導流技術需遵循原則當前在水利工程中采用施工導流技術需要遵循以下原則。比如在具體的施工階段,施工單位應該按照水利工程的實際需求以及勘察施工現場所得到的數據,選擇和確定合適的導流方案。如果基坑的施工量總體比較大,就說明在河流截流之后的一個枯水期之內無法有效完成,因此需要對導流的期限進行合理設計,對于沒有完成的施工部分則需要施工單位根據實際的導流情況制定相應的事故防治措施,使壩體的安全得到保障。如果基坑施工量不大,在一個枯水期之內能夠順利的完成任務,也需要根據水利工程的實際情況選擇導流方案。2.施工導流常見方案水利工程中當前比較常見的導流方法有全段圍堰法導流和分段圍堰法導流。全段圍堰法導流需要順著大壩的主體工程建筑物物流軸線設置相應的攔河堰體,以達到河流被一次性截斷的目標,讓水流在通過該建筑之后能夠順利的流向下游[2]。此種方法常被應用在枯水期水流量小河流面相對狹窄的河流。按照不同的方法可以分為明渠導流、隧道導流和涵道導流方法。分段圍堰法導流則是需要利用壩體、明槽和缺口等,把河道中的水流引入到下游中[3]。
此種導流方法適用在水流量大、河道寬的水利工程中。分段圍堰法導流原理如圖1所示:在采用此種方式進行導流的過程中需要注意施工人員應該根據施工工程任務將具體的施工內容分為兩個構成部分。3.圍堰技術基本內容闡述圍堰需要在河流中建設具有永久性的水利工程項目,最主要的作用是在圍堰內完成相應的排水,開挖基坑和修筑建筑物等工作。除了被當做正式水利工程中的構成部分之外,其他的圍堰需要在使用完畢之后進行拆除。圍堰一般采用土堆,最后建設成梯形截面的土堤。土堤的迎面坡度比例要控制在1:2范圍左右,基坑側邊的坡度則應該低于1:1.5范圍之內[4]。為了減少迎水面受到損害和沖刷,經常使用草袋填土或者草皮等進行維護。
圍堰技術包含土石圍堰技術、木板樁圍堰、鋼板樁格型圍堰以及竹籠圍堰、木籠圍堰等,本文將針對比較常用的土石圍堰技術和木板狀圍堰技術展開詳細論述:(1)土石圍堰技術,此種技術經常被用于上下游的橫向圍堰,大部分是由土石構建而成,使當地的材料得到充分的應用,施工技術難度小。土石圍堰還可以進一步分為過水和不過水圍堰,不過水圍堰最常見。若是過水圍堰需要在汛期過水的過程中保護好圍堰工程。土石圍堰的防滲結構主要有鋼板樁心墻、混凝土心墻和土質心墻等,也有其他的防滲心墻結構。(2)木板樁圍堰技術。此種技術常用于占地面積小而且深度較淺的基坑。想要提高木板狀圍堰的防滲漏效果一般需要將木板連接成一個整體。如果水深比較淺可以采用單層的木板樁,但應該在圍堰的內部增加相應的支撐結構,平衡各方面的受力,提高結構整體的穩定程度。若水深比較深則可以采用雙壁木板樁,采用橫木或者鐵拉條使雙壁拉緊,使用土將中間的位置填充,高度一般為6~7m左右。
二、施工導流和圍堰技術在水利工程中的具體應用
1.水利工程概況我國黃河流域中小浪底水利三期工程中,設置單孔為B×H=2,000×2,000的一座節制閘,以及一座4孔舊閘改造。工程都運用的是鋼筋混凝土結構,墊層是10,抗滲等級為S6,混凝土的等級為C30。因為新建的節制閘和舊的節制閘都在湖邊設置,所以在工程施工之前需要先進行圍堰工作,將圍堰內的水配出之后,再開挖基坑。2.具體圍堰方案的選擇根據現場的實際情況可以發現當前的水深為0.7~1.0m之間,淤泥的深度為1.3~1.5m之間,根據現場的實際情況并結合之前的施工經驗,明確圍堰方案。方案為人工編織袋裝土,進行分層的疊加堆碼,在外部使用彩條布進行防滲,內側使用鋼板樁進行支護,外部采用木樁保護坡腳,進行導流排水。
當前導流排水的面寬為10m,等到新建的節制閘和改造舊節制閘改造工程完成之后拆除圍堰。圍堰的體積約為5,000m3,工期預計時間為85d。圖3圍堰方案圖3.具體施工步驟在圍堰導流方案確定之后需要進行正式的施工,施工步驟主要包含測量放線過程、腳木樁設置、袋裝黏土堆碼、彩條布設置、支護鋼板樁以及清除淤泥,具體過程如下所示:(1)進行測量放線圍堰導流施工方案確定之后,開展具體的施工工作,在施工之前需要建立起明顯的施工安全標志和監測點。另外也需要使施工的控制范圍得到明確控制,確定堰體的軸線。測量堰體砌筑的高程和斷面尺寸,提高圍堰建設的精確度。(2)設置護坡所需木樁本次工程中因為圍堰底部的淤泥深度明顯比較深,為了減少堰體位置移動所帶來的不良影響,施工單位在施工的過程中在堰體兩端設置護腳木樁進行保護。木樁的間距為50cm,直徑為25cm,長度6m。施工中發現木樁入土深度比較淺,所以打算經過人工的方式將木樁打入到更深的淤泥層當中。
(3)人工裝袋堆碼黏土本工程的施工現場黏土數量不足,而且質量不佳,現場雜填土的數量更多,所以圍堰用到的黏土需要從外部購買。在采購黏土之后選擇卡車將其運送到現場,隨即組織施工人員將黏土進行裝袋,每袋黏土的裝入梁為編織袋容量的一半或者三分之二。采用鐵絲或者細麻繩縫合編織袋。在具體砌筑的過程中需要平放土袋,錯縫堆碼整齊。水中的土袋使用帶勾的木桿將其送到位,層層進行堆碼,直到達到預先制定的高度。(4)彩條布設置彩條布最主要的作用是擋水,在堰體整體工程完成之后需要使用彩條布,另外需要土袋壓腳,確保堰體不發生滲水現象。(5)鋼板樁支護設置圍堰堰體內部的坡腳需要一排長度間隔為10cm的鋼板樁,長度為6m。淤泥和水深都事先測定好,所以鋼板樁的入土深度應該設置為5m。鋼板樁和堰體之間的部分可以選擇土袋進行填充,這樣能夠有效防止圍堰出現移動和滑落的現象,使堰體的穩定性得到顯著提高。具體的施工方法為:第一,抽干水,清理淤泥;第二,整理出能夠行駛挖掘機的道路;第三,具體的鋼板樁打孔工作。(6)清除淤泥圍堰整體施工完成之后需要進行排水,一般通過挖掘井子溝的方式進行排水。經過一周時間之后,清理淤泥。淤泥清理的方式為人工和機械相結合,再使用貨運車將淤泥運走。圍堰的過程中應該按照事先制定的施工方案和現場的實際情況進行施工,將草袋堆疊整齊。施工過程中應該注意,圍堰頂部應該比水流面至少高半米。如果發現圍堰出現漏滲現象需要及時采取針對性的措施進行處理。
在進行水中作業的過程中,施工人員必須要做好相關的防護措施,戴好安全帽和穿好繳械。杜絕出現邊抽水邊開展槽內作業。在清理淤泥的過程中,機械應該保持10m以上的安全距離,另外也需要保證作業的平穩性。淤泥在清理之前必須要做好淤泥深度的探測工作,絕對不能在未了解淤泥深度的情況下進入到淤泥中,避免發生機械陷入淤泥中的現象。為了最大限度的保障群眾的安全應該在堰體的附近設置相應的防護設施,避免發生溺水等現象。4.施工過程中的質量控制水利工程在具體采用導流和圍堰技術進行施工的過程中需要從以下兩個方面進行質量控制:第一,圍堰平面的布置中要以工程的建筑輪廓為基礎,綜合考慮到工程周圍的交通情況和整體排水情況,這樣便于提前規劃好材料的堆放位置。一般而言,基坑橫向坡址和水利工程建筑物的輪廓不應該小于20m,基坑縱向坡址和水利工程建筑物的輪廓不應該大于2m。在具體布置圍堰的平面時,必須要遵循選擇好的導流圍堰施工方案,結合工程的圍堰類型和輪廓特點進行布置,只有遵守以上原則才能夠使堰體的安全性得到保證,還能夠使水利工程的整體水平得到提高。第二,在圍堰施工過程中應該按照設計的要求,把防滲體設置在靜水位上方60cm以上,起到對圍堰的保護作用。另外在圍堰設計時需要考慮到水利工程所在位置的實際地理狀況,綜合考慮水利可能出現的漲高等現象。
三、總結
現如今我國的水利工程建筑技術不斷提高,各種各樣的水利工程出現在人們的視野中,而且在人們的生活中扮演著重要的作用。圍堰導流技術作為水利工程的核心技術需要得到足夠的重視才能夠使水利工程的整體質量得到保障,從而為人們的生活和生命安全提供良好的保證。總之,導流圍堰技術在具體的應用過程中必須要做好前期的設計工作,做好整個工程的施工質量控制,最大限度發揮圍堰的抗沖擊性和穩定性,為水利工程整體質量的提高提供基礎保障。
相關論文