水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)研究

劉 點(diǎn)， 張海忠

(河南省商丘水文水資源勘測(cè)局，河南 商丘 476000)

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水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)研究

劉 點(diǎn)， 張海忠

(河南省商丘水文水資源勘測(cè)局，河南 商丘 476000)

文章結(jié)合我國(guó)水文形態(tài)，對(duì)水利施工中水壩堤防堵口進(jìn)行研究，分析防堤決口產(chǎn)生的原因，探討水利施工中水壩堤防堵口的施工技術(shù)。

水利施工；決口；水壩堤防；堵口施工技術(shù)

0 引 言

我國(guó)水資源分布差異大，經(jīng)常出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，水壩堤防堵口是重要的擋水建筑物，在水利工程中被廣泛運(yùn)用于防洪設(shè)施中。水壩堤防堵口對(duì)防止洪水泛濫，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義，所以在施工過(guò)程中，水壩堤防堵口的施工技術(shù)尤為重要。

1 產(chǎn)生決口的因素

在水壩堤防中，產(chǎn)生決口的原因是多種多樣的:①發(fā)成超過(guò)水壩設(shè)計(jì)承受能力的特大洪水，或者是風(fēng)暴潮及潮汛時(shí)，水位增長(zhǎng)過(guò)高，沒(méi)過(guò)堤壩頂端，就會(huì)形成決口；②當(dāng)特大水流或者是浪潮沖擊堤防本身時(shí)，造成堤防的崩塌，再加上維護(hù)的不及時(shí)，就會(huì)造成決口；③堤防本身質(zhì)量較差。如使用了粘性不強(qiáng)的土壤，建造不合格，或者是有外力進(jìn)行破壞，比如獾、鼠等對(duì)堤壩進(jìn)行破壞，螞蟻建造洞穴等。平時(shí)沒(méi)有顯現(xiàn)，一旦發(fā)生洪水或者是大水偎堤時(shí)，堤壩就會(huì)迅速被水浸透，發(fā)成滲水、管涌、流土等現(xiàn)象，進(jìn)一步擴(kuò)大成決口現(xiàn)象；④發(fā)生地震等自然災(zāi)害的過(guò)程中，因裂縫或者是滑坡而產(chǎn)生決口；⑤人為破壞，比如進(jìn)行決口分洪、軍事進(jìn)攻等行為。

因水位沒(méi)過(guò)堤頂造成的決口叫做漫決，因水流的拒當(dāng)沖擊而造成的決口叫做沖決，因?yàn)榈虊巫陨淼馁|(zhì)量問(wèn)題而造成的接口叫做潰決，人為掘堤導(dǎo)致決口的叫做扒決。

2 堵口類型與施工

2.1 堵口分類

堵口按照類型可以分為堵旱口和堵水口兩類。堵旱口是因?yàn)楹哟哺哂趦砂兜牡孛妫瑳Q口后只有部分分流，洪水落潮后，口門斷流，在這種情況下，在口門自然斷流之后進(jìn)行修復(fù)就可以了。堵水口是因?yàn)橛倌嘣诤恿髦兄鹉晟?，高于兩岸的地面懸河決口就會(huì)形成全河的奪流，一旦擴(kuò)散，就會(huì)擴(kuò)大險(xiǎn)情，并造成河流的改道[1]。這種情況下，要進(jìn)行各種方法的封堵，使河流回歸原道。

2.2 堵口前期準(zhǔn)備工作

在堵口前，要先做好材料的籌集工作，并隨時(shí)根據(jù)情況變化進(jìn)行調(diào)整。這一階段，高效的指揮系統(tǒng)是關(guān)鍵，人員、機(jī)械、材料各方面的運(yùn)轉(zhuǎn)主要靠指揮機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整與配合。堵口的施工現(xiàn)場(chǎng)布置同樣也很重要，比如人員往來(lái)的通道、車輛進(jìn)出路線、堵口的線路設(shè)計(jì)等。此外，還應(yīng)該做好水文的觀測(cè)工作，以便進(jìn)行施工調(diào)整，做好全面準(zhǔn)備。

這一工作分為4個(gè)方面：①口門的水位、寬度、流速信息，和口門縱模斷面結(jié)構(gòu)；②口門短期或者是中期內(nèi)的水位和流量趨勢(shì)；③口門附近地下水情況和土質(zhì)情況；④口門上下游河流水勢(shì)變化情況。

對(duì)以上基本信息進(jìn)行了解之后，應(yīng)盡快制定堵口的施工方案，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牟牧?、人員、災(zāi)害程度、絕口位置等進(jìn)行合理安排，要注意施工人員的人身安全。

2.3 堵口施工技術(shù)

(1)堵口方法類型。當(dāng)前水壩堤防堵口方法有平堵、立堵、混合堵等。平堵是沿口門選定的堤壩軸線，自下而上的拋填物料，逐層累高，直到超出水面；立堵是從口門兩側(cè)，沿著選定的軸線向水中進(jìn)占，使口門逐漸縮小直至合攏，混合堵是兩者的結(jié)合。

(2)合攏技術(shù)。合攏是口門兩側(cè)進(jìn)堵縮減至2-3m時(shí)，就被稱為合攏。合攏后，還要進(jìn)行閉氣，也就是全面封堵。合攏的方法有橫梁合攏、陳排合攏、關(guān)門合攏這幾種。橫梁合攏是用直徑在20cm左右的粗木桿，橫放在龍口上，固定好后在橫桿前打下一排木樁，在中間填充土袋，阻斷水流；沉排合攏用樹(shù)枝綁扎成沉排，在沉排中放入適當(dāng)土袋，用人力控制沉排漂浮到合攏處，穩(wěn)定后拋壓土袋，直到土袋超過(guò)水面；關(guān)門合攏是用筆龍口寬度略長(zhǎng)的木樁上捆扎柴草捆，使其卡在龍口處，能夠?qū)λ鬟M(jìn)行攔截后，進(jìn)行土袋的拋壓，完成合攏。

(3)裹頭搶修技術(shù)。在水壩堤防決口之后，首先要搶修裹頭，防止堤頭坍塌的進(jìn)一步擴(kuò)大，并為堵口的施工提供平穩(wěn)的操作平臺(tái)。所謂裹頭就是將水壩堤防決口的兩邊斷頭堤或者是河道節(jié)流時(shí)的堵壩壩頭利用防沖材料進(jìn)行維護(hù)的一項(xiàng)技術(shù)。在堤防決口后，選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)對(duì)端的處進(jìn)行裹頭處理，如在決口只有小部分水流時(shí)，或者是堤頭不大量坍塌的時(shí)候。為了減少裹頭的工作難度，也可以根據(jù)水流的強(qiáng)度，估算口門到達(dá)寬度，在里口門適當(dāng)距離的地方挖斷堤身，在新的地頭上進(jìn)行裹頭。裹頭要結(jié)合當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，比如流速、水位、土質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果水流不強(qiáng)，土質(zhì)相對(duì)較好的話，可以再堤頭周圍進(jìn)行打樁，在樁與堤頭之間進(jìn)行填土。如果水流較大且土質(zhì)松軟的情況下，可以先在堤頭前鋪放拋柳枕，做柳石樓廂埽裹頭。如果要挖斷堤身在地面做裹頭的話，要沿著裹頭部位，向下挖1m-2m，根據(jù)預(yù)估的水流速度，進(jìn)行裹頭的處理。為了防止口門發(fā)生沖刷坍塌，裹頭的迎水和背水部分，都要維持適當(dāng)長(zhǎng)度，如圖1所示。

2.4 堵口施工材料的運(yùn)用

堵口的材料和方法是多種多樣的，我國(guó)生活在黃河長(zhǎng)江流域，常年遭受水害，對(duì)于堵口已經(jīng)一定的施工技術(shù)，現(xiàn)對(duì)以下幾種技術(shù)進(jìn)行介紹：①在潰口直接進(jìn)行拋石，要求石頭必須有一定的體積。因?yàn)闈⒖诘乃魉俣容^大，太小的石塊很容易就會(huì)被水流沖走。此外，要求有一定的拋石速度，盡快阻擋潰口的水流；②鉛絲籠、竹籠裝石或者是大塊混凝土拋堵。這是我國(guó)沿河堤壩常用的堵口辦法，在石料比較小的時(shí)候，把石塊裝進(jìn)鉛絲籠或者是竹籠里，連成較大的整體，或者用事先準(zhǔn)備好的混凝土塊進(jìn)行合攏，對(duì)于流速較大的龍口，將幾個(gè)拋投體連在一起，同時(shí)拋投，加大重量，提高和龍的效果；埽捆進(jìn)占，用柳枝、蘆葦，或者是其他樹(shù)枝扎成直徑在0.1m-0.2m的柴把子，在里面包裹石頭，捆成長(zhǎng)短適宜的埽捆，將兩端系上繩索，在把它推進(jìn)水中后，用繩索固定在堤壩的木樁上，然后向前進(jìn)占，直至閉氣，再填土加厚。這種方法壩后的土戧要隨堵壩同時(shí)填高，防止遭到激流的沖刷破壞；打樁進(jìn)占是在渡口水深1.5m左右時(shí)，采用打樁的方法進(jìn)行合攏。首先在口門的兩端加裹頭，在壩軸線上打排樁，間距在1m-2m之間，兩邊少，中間多。樁入土深度在2m-3m之間，用鉛絲或者是木料把打進(jìn)土里的樁連起來(lái)，可以依據(jù)實(shí)際情況，每隔三四根加一個(gè)支撐樁來(lái)分散水壓。迎水面要用豎立埽捆或者是層草層土層柳層石進(jìn)行鎮(zhèn)壓，先中間進(jìn)占，再填土推進(jìn)，指導(dǎo)合攏完全閉氣。如圖2所示。

沉船堵口是在水流較深、速度較快的時(shí)候，采用沉船強(qiáng)堵決口，在口門將船排成一排，在船上裝土，使船的重量不斷增加，超過(guò)船的浮力而下沉，然后在船的背面拋投土袋，對(duì)決口進(jìn)行斷流。這是一項(xiàng)在緊急情況下使用的技術(shù)，事先要分析好周邊的土壤情況、決口大小、口門縱橫斷面的水力。做這項(xiàng)工作時(shí)，一是要快，二是要注意是個(gè)那個(gè)人員的安全；埽工是我國(guó)特有的一種堵口、截流等工程中常用的水工建筑，用土和碎石進(jìn)行壓實(shí)，推卷成埽捆或者是帚個(gè)，依據(jù)大小，把幾個(gè)埽捆連接起來(lái)，建造成護(hù)岸工程。如圖3所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)常年遭受水害侵襲，特別是黃河流域及長(zhǎng)江中下游地區(qū)。堵口技術(shù)的運(yùn)用，可以有效保障堤壩的安全性，維護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。堵口技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)急技術(shù)，但是需要平時(shí)做好準(zhǔn)備工作，防患于未然。隨著河流的治理，水患災(zāi)害將在我國(guó)有效減少，但不能放松警惕，把安全放在工作中的首位。

[1] 賈迪.花園口堵口復(fù)堤問(wèn)題再研究(1946-03～1947-07)[D].鄭州大學(xué),2013.

[2] 陳銀太,朱太順,周景芍.黃河堤防汛期堵口總體方案和組織實(shí)施研究[J].人民黃河,2003,(3):5-6.

[3] 耿明全,陳銀太,朱太順.黃河堤防堵口進(jìn)占技術(shù)研究[J].人民黃河,2003,(3):26-27+33.

[4] 曾金水,涂啟龍,謝文金,等.福建省水利工程施工學(xué)科研究報(bào)告[J].海峽科學(xué),2010,(1):32-36.

(責(zé)任編輯 胡 進(jìn))

Construction technology of dam embankment in water conservancy construction

LIU Dian， ZHANG Hai-zhong

(Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Shangqiu City in Henan Province,Shangqiu 476000，China)

In combination with the hydrological form in our country, a study of the water conservancy construction in dam embankment closure is given, analysis of anti dike breach of reasons is put forward and the construction technology of water conservancy construction in dam embankment closure is discussed.

water conservancy construction;crevasse;dam embankment;plugging construction technology

2015-09-05；

2015-10-08

劉點(diǎn)(1983-)，男，河南鄲城人，助理工程師，從妻水文與水資源工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2015.04.009

TV5

A

1671-6221(2015)04-0027-03