水利水电工程围堰施工级安全监测技术研究

发表时间:2020/9/29   来源:《工程管理前沿》2020年17期   作者:孙冬莉
[导读] 水利工程是关系国计民生的重大工程,也是
        孙冬莉
        安徽水安建设集团股份有限公司 安徽 合肥 230601
        摘要:水利工程是关系国计民生的重大工程,也是基础设施。国家历来高度重视水利建设和发展。在这种环境下,水利行业在短时间内取得了令人瞩目的成就。围堰技术是水利工程建设的常用手段之一,这不仅是因为围堰技术可以保证水利工程的施工质量,而且可以在原有基础上加快施工效率,是提高水利工程施工水平的重要途径之一水利工程。为保证围堰安全,采用仪器监测和现场检查相结合的方法对围堰安全进行监测。围堰施工和监测的相关经验可供相关设计和施工人员参考。
        关键词:水利水电;围堰施;安全监测技术
        1.水利工程施工围堰技术的含义
        为了保证水利工程能够保持水利工程的性质,意味着临时水利工程的建设可以保证水利工程建设中的水利结构得以保持。因此,在围堰工程完工后,我们一般要根据围堰的类型选择合适的围堰形式。在围堰施工过程中,施工人员应合理分析水利工程施工区周围的自然环境和人文地理环境,保证围堰施工质量,为后续水利工程施工质量打下良好基础。
        2.水利工程中围堰的施工技术
        2.1土围堰施工技术
        浅河工程一般采用土围堰,水深小于1.5m,流速小于0.5m/s,施工队根据图纸选用粘性土。如运土困难,施工队也可利用砂土进行围堰填筑,同时在水体附近加土工膜进行防渗。为提高土工膜的防护效果,可分层碾压,平均厚度为0.5m,上下坡之间有一定的施工比限值,一般为1:1.5。施工队还应考虑可能出现的最大水位(波高)为0.5m-0.7m,并根据不同施工区域的土质条件重新估算围堰断面,以达到最佳的围堰效果。
        2.2木板桩围堰施工技术
        这种技术主要用于规模小、资金投入少的项目。首先,施工方需要在短时间内完成项目任务。为了加快工程进度,围堰施工可采用木桩。在具体的开发过程中,为了尽量减少成本投资,施工方可以尽量在项目附近寻找合适的木材材料,从而减少木材采购和运输的资金投入。其次,这种工艺对河道的质地有一定的要求。河流水深宜小于5.5m,平均流速不宜大于5.5m/s,且该技术更适用于高透气性的土壤,但较少用于硬土环境。第三,在混凝土施工过程中,技术人员要严格控制每块板之间缝隙的密度,将四块板高质量地结合在一起,形成更加和谐的整体效果,保证围堰的密封性,从而发挥最佳的功能。第四,根据合理的水面高度设置围堰的插入点,在垂直方向受外力插入,以形成理想的压紧效果。此时施工人员应注意控制各板之间的间隙,以减少间隙过大引起的围堰破坏。
        2.3双层钢板桩围堰施工技术
        这种技术在水深超标工程围堰施工中经常采用。在选择技术类型之前,施工人员需要调查项目实施的实际情况。如果河水深度大于10m,则需要选择该技术进行围堰施工,以提高围堰的系统性。同时,钢板桩施工的合理性可由技术人员和实际施工工艺决定。另外,应选择土质较硬、能提高支护效果稳定性的部位作为支护点,为后续钻探过程提供前提条件,建设更稳定的围堰工程。其次,这种工艺对套管的匹配度要求较高。护筒一般应高出封底位置10~90cm,混凝土桩与钢板桩串联组合,形成一个有机整体。第三,填筑过程完成后,施工人员仍需在水下拆除钢板桩和支架,并合理控制混凝土墩高,使其达到合理水平。
        2.4混凝土围堰
        枯水期水面设置拱形围堰。围堰基础施工的覆盖层较薄时,可以在水下进行地基处理,如果覆盖层较厚,则采用灌浆加固方案。围堰混凝土浇筑需在水下施工,施工难度大。为了保证水下混凝土浇筑质量,必须保证水下施工方案的完善。在阶段导流过程中,主要采用重力式混凝土围堰方案,在施工方案两侧均能蓄水。同时,作为第一和第二阶段纵向围堰,它们被用作永久建筑的构件,而纵向围堰通常直接建在岩石地基上。为保证混凝土的最终施工质量,旱季也可直接在岩滩上施工。如果施工现场仍有水层或过于潮湿,则应修建土石低水位围堰工程。


        2.5草土围堰
        围堰施工采用捆草法施工。首先,将散落的草木做成圆柱形的捆,用捆和土料完成施工。施工前应将堤岸清理干净,捆好(每两捆为一组),并留有足够长度的草绳,然后将草捆垂直放在岸边。当捆在30%-50%的水中浸泡时,应使用草绳固定在岸边,以便于与其他捆连接。放第一捆后再放第二捆,层间搭接长度为捆的30%-50%。随后的捆依次放置,形成约40°的坡度,直到捆的高度超过水的高度1m。放置捆后,在捆上铺一层厚度为25-30cm的松散草,以填补捆中的空隙。然后,人工铺筑一层25-30cm的土料并压实。这样,完成一个捆围堰循环。按照这种方法,整个工程可以完成。
        3.水利工程施工围堰技术的设计原则
        为了保证围堰技术在水利工程建设中发挥最大的作用,必须按照一定的设计原则进行合理的应用。一是断面稳定性原则。在水利工程建设中,围堰需要继续发挥相应的排水防渗作用。根据环境和水势的变化,如果围堰稳定性不好,容易产生裂缝和渗水问题,可能影响水利工程的正常施工。因此,在围堰设计中,必须注意断面的稳定性。对围堰周围的地理环境和生态环境进行详细检查,取得准确的数据。然后根据实际地理条件进行合理设计,保证围堰断面的稳定性。二是就近取料原则:围堰工程为临时工程,待水利工程主体完工后立即拆除。因此,围堰施工选材时,应考虑不再产生施工废料,不破坏周边环境,降低材料运输成本。最后一个是设计安全原则:围堰需要不断承受外部水土流带来的环境压力,因此围堰的设计必须遵循安全稳定的原则,以保证围堰的整体设计能够达到安全稳定的原则,并保证围堰结构能承受外界环境带来的压力,从而保证水利工程正常施工的作用。
        4.施工安全监测
        为了保证围堰运行期间的现场施工安全,有必要按一定频率对围堰的变形和渗流进行监测。根据《水利水电工程围堰设计规范》(sl645-2013),围堰为4级围堰。根据《水利水电工程围堰设计规范》和《水电工程施工安全监测技术规范》(DL/T5308-2013)对四级围堰的监测要求,本工程采用的监测项目和监测频次如下:
        巡检:2次/周;堰身垂直位移:1-2次/月;堰身水平位移:1-2次/月;渗流:1-2次/月;渗透压力:1-2次/月;水位观测:根据工程实际需要;防渗墙水平变形:1-2次/月。
        遇有暴雨、洪水、连续高水位或水位骤升骤降等影响围堰安全运行的情况,除加强仪表监测数据的收集和分析外,还应加强对关键部位的现场检查。每次检查都要有详细记录。当发现异常现象时,应记录异常现象发生的时间、地点和具体情况,为后续相关处理措施提供依据。现场记录必须及时整理,并与以往监测结果进行比对。如发现问题或异常现象,应立即进行评审,并发出预警。
        重点的检查项目和内容主要包括:
        (1)围堰顶部:有无裂缝、异常变形、积水等现象。(2)上游边坡:护面或护坡有无破损;有无裂缝、剥落、隆起、滑动、冲刷等异常现象;堰身附近水面有无浑浊或漩涡、鼓泡等异常现象。(3)回水边坡:有无裂缝、滑动、隆起、剥落、塌坑、涌水、渗坑或流土、管涌等现象;排水系统是否畅通;是否存在动物洞、蚂蚁洞等隐患。
        5.结语
        总的来说,围堰技术的功能价值无需赘言,对我国水利事业的发展起到了一定的推动作用。经过多年的发展,围堰技术已经形成了完善的技术应用体系和施工工艺。但从科学技术和先进技术的角度看,欧美发达国家还存在一定差距。基于此,相关技术人员和从业人员需要在实践中不断总结经验,加大对先进围堰技术的研究,提高围堰技术的科学性和实用价值,关注围堰技术应用过程中存在的问题,及时采取相应对策,为水利工程建设打下良好基础。
        参考文献
        [1]陈成.关于水利工程施工中围堰技术的应用分析[J].科技创新与应用,2015(5):129.
        [2]张金华.水利施工中围堰技术的运用与施工技术要点研究[J].珠江水运,2017(24):95-96.
        [3]李栋.水利施工中围堰技术的运用与施工技术要点研究[J].工程技术研究,2017(5):41-42.
        [4]?张军伟,雷裕华.水利工程施工导流及围堰技术的应用[J].卷宗,2017(3).
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