水利施工中圍堰技術的運用

李 震，王建良

(安徽三洲水利建設有限公司，安徽 宿州 234000)

目前我國在水利工程建設期間，圍堰技術屬于一種常用的施工技術，該技術應用效果會對整體水利工程建設質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。不過一些水利工程在施工期間應用圍堰技術，經(jīng)常會因為不符合施工原則、施工流程不規(guī)范等造成圍堰技術難以充分發(fā)揮其重要作用。所以，在水利工程施工中，要求施工單位及技術人員正確認識圍堰技術的內(nèi)涵和結構形式，結合工程實際情況，做好一系列準備工作，關注基坑排水，合理控制結構和水流方向，把握好鋼板定樁、黏土填充、圍堰加固等技術要點，并對圍堰穩(wěn)定性進行科學評估。

1 圍堰技術結構形式

在水利工程施工中應用的圍堰技術，主要有以下幾種結構形式：①土石圍堰。此種圍堰主要以常見的土石為原材料，因為可就地取材，能節(jié)約大量材料費、運輸成本，整體成本較低。土石圍堰雖為土石筑成，不過卻有良好的普適性。另外，土石圍堰又包含過水土石圍堰、不過水土石圍堰，其中過水土石圍堰在水利工程運行過程中一旦出現(xiàn)水淹沒基坑情況，為保證圍堰安全過水，要在圍堰坡面和底部采取有效的防護措施，以減少過水期滲透壓等對建筑結構的破壞。在水淹沒基坑情況下，不過水土石圍堰不具備良好的防護性能，但此種圍堰在建造技術和經(jīng)濟成本方面具有良好優(yōu)勢，目前在水利工程當中廣泛應用，一旦遇到汛期或水位超過圍堰，要及時采取一定防水措施。②混凝土圍堰。目前在水利工程施工中，混凝土圍堰也屬于一種常用圍堰方式，相比于其他圍堰，此類圍堰的穩(wěn)定性和強度更高，并且具有較強的抗?jié)B能力、抗沖擊能力，結構穩(wěn)定且安全?；炷羾咧饕诘投烁叨群蛽跛叨确矫姹憩F(xiàn)出突出優(yōu)勢，可基于建筑物高度獲得良好的過水效果[1]。不過在應用此圍堰方式期間，要相匹配的搭建橫向圍堰，特定環(huán)境下可搭建縱向圍堰。③預應力混凝土板樁圍堰。此類圍堰施工中需預先施加預應力，合理處理板樁兩端界面，確保緊密連接。之后以傾斜方式打入樁，確保鄰樁緊密貼合于一體，在此基礎上鉆孔，準確的放置預制件，最后澆筑。

2 水利施工中圍堰技術的運用策略

2.1 工程概述

某水利工程主要項目有取水泵站、廠區(qū)管理房屋、進場道路和廠區(qū)道路施工、一級壓力管線、廠區(qū)和場外綜合管線、廠區(qū)綠化與環(huán)保、閥井和鎮(zhèn)墩等。廠區(qū)建筑面積共1 350.25m2，包含護岸工程、電氣房、主泵房、進水閘等生產(chǎn)建筑物和倉庫、管理房等附屬建筑物。取水泵站屬于岸邊提升式泵站，主泵房與進水閘結合布置，進水閘設計有3個孔，每個孔凈寬是3m，另外，閘底板的高程是979.5m。泵房當中單列布置立式長軸泵(3臺)，一級壓力管線以取水泵站為起點，以沉砂池為終點。

2.2 施工準備

在圍堰施工之前，要先在施工現(xiàn)場展開實地考察，通過調(diào)研全面了解施工現(xiàn)場地形、地貌詳細情況等，掌握水流速度、水位情況信息，全面撰寫勘察報告，為圍堰施工提供充分的技術信息。同時要合理編制施工方案，詳細制定施工流程，根據(jù)施工方案配備恰當?shù)墓ぷ魅藛T，并嚴格核查施工圖和施工方案，及時發(fā)現(xiàn)技術漏洞，同步加以完善[2]。最后要嚴格檢查施工設備和原材料，保證材料質(zhì)量合格，各項性能指標符合使用要求。施工設備在使用前要先預運行，確保設備保持良好的運行工況。

2.3 基坑排水

該水利工程在圍堰結構施工期間，基坑當中通常會有少量水侵入，而圍堰結構發(fā)揮的主要作用是阻止建筑物內(nèi)有水滲入。因此，在圍堰施工過程中就要加強基坑排水，就要結合現(xiàn)場實際情況，充分落實施工方案，做好現(xiàn)場調(diào)配工作，以防施工場地當中有水流入。在基坑排水中，可選擇一致性方式和經(jīng)常性方式，其中經(jīng)常性方式又包括內(nèi)側單次排水和多次排水兩種模式，主要目標都是排除內(nèi)積水、作業(yè)廢水、滲透水等，通過基坑排水使整體架構保持干燥狀態(tài)[3]。

2.4 控制結構和水流方向

圍堰施工過程中，要充分掌握水流沖刷力和具體流量。由于圍堰在受到水流反復沖刷力影響下容易發(fā)生疲勞破壞，為延長圍堰使用壽命，要嚴格控制水流具體方向，主要可結合勘察報告當中的水樣檢測報告等，合理設計圍堰結構，保證受力平衡，整體項目和當?shù)丨h(huán)境變化和規(guī)律相符，避免出現(xiàn)水流沖突，最大限度減少圍堰受到的水流沖擊力，維護施工可靠性。

2.5 鋼板定樁和黏土填充

在鋼板定樁施工中，首先要精準定位鋼板位置，以免因位置偏差影響施工質(zhì)量并降低結構穩(wěn)定性。同時要加強防腐處理，選擇合適的土質(zhì)填充在鋼板中間，以達到加固目的。在應用黏土填充工藝期間，要注意實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測所得信息科學規(guī)劃黏土填充流程，設計填充工藝。黏土填充中所用原材料要科學篩選，確保施工厚度符合作業(yè)環(huán)境要求，并在綜合對比下優(yōu)選填充方案，選擇恰當?shù)氖┕し绞剑谔钔两Y束后加強夯實處理。

2.6 圍堰加固

圍堰施工結束后，要求施工人員通過挖土設施加強二次夯實，與此同時要采取必要的檢測技術，充分掌握圍堰結構漏水與滲水情況，一旦圍堰發(fā)生塌方事故，要求施工人員及時通過沙袋、木樁等材料進行合理維護。在整體施工過程中，要合理組建圍堰防汛搶險領導小組，在此基礎上設置多個職能部門，項目經(jīng)理擔任組長，其他職能部門的負責人作為組員，工程施工全過程要安排專門人員全天候的動態(tài)觀察水情，一旦發(fā)生問題要及時匯報并組織搶險工作。

2.7 穩(wěn)定性評估

圍堰建筑全面建設完成后，相關施工單位要注意定期展開安全評估，以維護圍堰結構高度完整與穩(wěn)定。水位變化是對圍堰穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響的主要因素，因此，不僅要保證圍堰結構安全與穩(wěn)定，還要動態(tài)觀察水位變化，事先調(diào)研水位情況，采取技術手段長期監(jiān)測水位，結合監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)、合理的對圍堰結構展開安全性、穩(wěn)定性評估，確保整體項目可順利、有序地開展，以防因圍堰失穩(wěn)影響施工進度和安全。在圍堰安全性評估過程中可積極應用BIM技術，利用技術的可視化、參數(shù)化等優(yōu)勢提升評估準確性、合理性，并基于該技術進行風險評估，使圍堰安全評估手段不斷優(yōu)化與改進，同步根據(jù)圍堰結構構建預測模型。該水利工程在監(jiān)測水位變化方面，除了可利用自回歸等統(tǒng)計學方法，還可利用支持向量機等先進的預測方法，對非線性回歸、緯度高等問題加以解決。除此以外，還可以用灰色預測法、投影尋蹤預測法、模糊分析預測法、時間序列預測法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡預測法、周期性分析預測以及升維優(yōu)化預測法等商檢預測方法，主要可結合現(xiàn)場實際情況優(yōu)化選用[4]。

3 結束語

圍堰技術是維護水利工程安全、穩(wěn)定施工的重要保障，需要施工單位在工程建設期間結合實際情況選用恰當?shù)膰呒夹g，充分遵循圍堰技術運用原則，把握好技術應用要點，在確保圍堰施工質(zhì)量基礎上提升整體工程建設質(zhì)量。在圍堰施工結束后，要注重選擇科學方法，合理評估圍堰穩(wěn)定性，高度關注水位變化因素，合理構建預測模型，為保障項目安全、可靠奠定堅實基礎[5]。