周庆国
中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州
摘要：水利工程作为国民建设中的基础和关键，它不仅能够有效促进水资源利用率和水生态环境的改善，更有助于保障民众生活和财产安全，因此，在现阶段必须积极研究和优化水利施工技术，不断提高水利施工质量。围堰技术作为常用水利施工技术之一，能够为各种水利施工营造良好施工环境，避免因水流、泥土等因素而影响施工的进度、安全和质量。基于此，文章先对常见的围堰结构形形式进行了总结，然后再对围堰技术在具体施工中的技术要点进行了分析，最后结合工程实例探究了钢板桩围堰施工技术在水利施工中的具体应用，以期为水利工程施工建设提供相关借鉴。
关键词：水利工程；围堰施工；技术要点；应用研究
引言
在水利工程建设中施工条件和环境相对恶劣，容易被水流、泥土等影响，不利于工程进度、安全等目标的实现，此时就需要通过建设围堰结构，来阻挡水流和泥土进入施工区域，并有效支撑基坑坑壁，为水利工程建设提供安全稳固的施工环境。因此，做好各种不同结构围堰施工技术的结构形式的分析研究，明确围堰技术在应用中的要点和关键，对于提升围堰施工质量，保证水利工程建设目标的实现有着非常重要的意义和作用。
1水利施工中常用的围堰结构类型
1.1钢板桩围堰
钢板桩围堰作为现阶段作为常用的围堰结构形式，其不仅具备极好的挡水防渗能力，并且工艺简单，可循环利用，非常适用于各种水利工程项目建设。在具体水利工程建设中多用于水深在5.5米以上的施工场景，此外，对于砂土、碎石性土等透水性相对较强的结构，钢板桩围堰也具有良好的应用效果。在实际应用中，常用的钢板桩格体有圆筒形、扇形等不同结构，其中以圆筒形最为常用。需要注意的是，为了确保钢板桩围堰防水、围水效果的实现，需要全面结合施工区地质条件来进行围堰结构以及钢板桩形状的设计规划[1]，尤其对于围囹结构，必须经过详细准确的勘测后，才可确定结构形式和施工计划，以免影响施工质量。
1.2土石围堰
土石围堰主要包括水上水下两部分，其施工方法与土石坝施工基本相似，多采用分层填筑和碾压的方法，然后再进行堰体防渗施工，图1就为土石围堰施工现场。在施工中，在水下施工环节多采用抛填法来完成对石料、土料的填筑堆积，该环节施工直接关系着围堰基础的稳固性和安全性，因此必须加强质量控制，确保水下施工环节质量的合格达标。同时，为了进一步促进土石围堰抗渗能力的提升，可以结合具体地质条件和施工要求，合理选择扩大接触面或者选择嵌入岸坡来增强围堰抗渗能力，前者多适用于接缝处无坚硬岩体的情况，后者多用于接缝处有坚硬掩体[2]。
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图1土石围堰施工现场示意图
1.3草土围堰
草土围堰是传统的一种围堰结构形式，在施工中，需要先把相关植被捆成圆柱草捆并对堤岸进行清理，然后再利用草捆和土料来进行后续施工。在草捆浸入水中将近50%时，利用绳索将其固定在岸堤，以便于在后期与其他草捆进行连接。在第1层草捆放置完成后再进行下一层的放置，相邻两层之间重叠长度为草捆总长的30%-50%，草捆在最终放置完成后坡度为40°，高度则需要在水面1m以上。之后还需要再去表层覆盖30cm高的松散草，并对草捆空隙进行填充。最后则须要覆盖30cm高的涂料并碾压密实。在施工中可以根据具体施工需要循环该操作，进而实现围堰施工目的。
1.4混凝土围堰
混凝土围堰的结构强度、抗渗性能都非常强，能够有效围挡高水头，并且还能够过水，因此在大中型水利施工中得到普遍使用。混凝土围堰，根据其形式分为拱形和重力式两种结构形式，一般情况下，在分段围堰导流中多以重力式围堰为主。同时在施工中，对于薄覆层围堰，在基础施工时需要做好水下基础处理；而对于厚覆盖层，则需要进行灌浆加固处理。由于水下混凝土浇筑施工难度高，所以需要结合学下施工条件，制定合理科学的浇筑方案，并结合具体施工情况及时进行优化完善。
2水利工程中围堰技术的施工技术要点
2.1制定合理的围堰施工方案
施工方案是围堰工程建设的基础和前提，因此在施工中必须加强对施工方案制定过程的管理控制，确保围堰施工方案的合理科学。首先，明确水利工程施工要求，结合工程现场具体条件对施工范围、围堰施工结构形式进行确定，并根据所确定的围堰结构形式严格要求相关施工工艺和技术，进而制定出相应的文件施工方案。与此同时，在施工过程中应该加强施工方案的落实管理，确保所制定方案能够全面落实到各个施工环节，提高围堰施工过程的规范性和合理性。除此以外，在施工过程中还需要结合方案落实中存在的问题和不足，及时优化完善施工方案，切实保证围堰施工质量目标的实现。
2.2加强围堰的稳定性控制
围堰结构的稳定性直接影响着水利工程的施工效率和质量，所以在施工中必须加强稳定性控制。在工程开始前，要详细检测工程现场，评估工程现场的水文地质条件，以此来为围堰施工方案的制定提供准确的数据信息参考。与此同时，还需要全面检测基坑的各方面指标，比如基坑深度、强度、土层土质性质、附近水流特点等等，以此来为基坑的施工控制提供参考依据[3]。此外，还需要进一步检测基坑是否存在崩塌、渗漏、腐蚀等方面的问题，并根据检测结果制定相应的基坑加固处理措施，有效保证基坑结构的稳固安全，为水利工程建设奠定良好基础。
2.3对水流方向和建筑总体的整体把握
围堰在建设完成后需要用于阻隔水流，因此在施工建设中必须对水流的流向、水流冲击力、泥土承载力等进行全面把控，并通过实地勘察，对水样和土样进行进一步检测，以此来完成围堰走向和结构形式的确定，充分遵循自然规律，减少文件结构与自然规律间的冲突，确保围堰施工的科学性和合理性。
2.4围堰连接的技术要点
围堰接头连接直接关系着围堰与岸坡之间结构的稳固性和安全性，如果存在连接质量问题，极易引发围堰结构泄漏，进而引发坍塌等严重事故。所以在施工前，施工人员需要面检测评估围堰的连接情况，如果经检测存在问题，需要及时通过沙包、土袋等来进行填充，保证接头连接的稳固密实。与此同时，为了提高围堰的耐久性和抗渗性能，需要尽可能扩大接头连接面积以及岸深，增强围堰与岸坡肩的连接稳固性。此外，应该尽可能利用围堰中的原有岩石基础，将其与围堰结构相结合，不断提升围堰连接施工质量。
2.5围堰基坑排水施工技术要点
根据排水形式不同，具体可以分为一次性和经常性两种不同基坑排水形式，一次性排水多用于排出围堰基坑内和施工中的废水，经常性排水则用于排出对基坑中的渗透积水或者降雨积水。在排水施工前，需要结合围堰基坑的具体地质环境以及气候规律，提前预测评估基坑积水量，然后以此为基础来进行排水方案的编制，并全面落实到具体施工之中[4]。除此以外，在施工过程中还需要实时监测基坑内的积水情况，及时将积水排出，以免影响水利工程的安全高效建设。
2.6围堰加固和拆除技术要点
为了进一步提升围堰结构的强度和抗渗性的，在违建施工完成后，还需要夯实坡面，并实时监测的围堰渗漏情况，及时排查和处理渗漏问题。同时在施工中，对于围堰塌陷事故，需要迅速找出事故原因并制定相应的加固方案，及时对围堰进行加固，比如沙袋或者木桩加固等等，以免影响正常施工作业。在拆除围堰时，为了保证整个施工过程的科学有序，需要提前进行拆除方案的制定，并安排专业技术人员对整个过程进行技术指导和管理控制，围堰拆除需要从上到下有序进行，并且拆除的构筑物或者配件需要按照要求迅速送至规定位置，确保工程现场的整齐。
3钢板桩围堰技术在水利工程中的具体应用
3.1工程概况
某水利工程在河流上游，其主要用于防洪防潮和农业灌溉。结合具体工程要求和实际情况，水闸工程与基础建筑为1级，临时建筑设计为4级。由于施工区域属于软土地基，为了确保水利工程的顺利开展，采用钢板桩围堰来作为围堰的主要结构。在具体围堰施工中，可以采用下述两种方法来进行开展：第一，建设长约184米的钢板桩围堰，一半用于阻挡河流，另外一部分继续过流；第二，建设长约220米的钢板桩、土石联合围堰，以此来隔断后部分水流。
3.2施工工艺
施工工艺能够有效指导和规范钢板桩围堰施工过程，在施工前需要详细检查施工所用的钢板桩，确保其型号统一，并且完全符合既定的施工要求，具体检测项目包括：钢板桩锁扣有无扭曲或者死弯、钢板桩的尺寸等等，如果存在尺寸或者锁扣扭曲等问题，需要及时进行修正、更换，确保所有钢板桩都符合施工设计要求。然后再结合实际情况利用船体将钢板桩运输到相应位置，在安装钢板桩时，需要提前准备好各种吊装、打桩等相关设备。在本次工程中，潜水滩位置由于深度较深，并且河床渗透难度较大，所以多采用土石围堰；而在深水区域由于水流速度快，河床容易渗透，因此采用防水性较强的钢板桩围堰。同时，考虑到可以就地采石，对于流速超过2m/s，水流在1.5-4.0m的潜水位置采用的是铅丝笼或者竹丝笼围堰。在下沉钢板桩时，需要提前用土工布对其进行包裹，并在嗯，尾页外围设置粘土编织袋，高度一般在一米以上。在上述施工完成后，就可以将石块抛入围岩底部，对其进行固定。此外，为了确保围堰质量，除了需要在上述施工完成后，通过泥浆泵检验围堰有无漏水问题，还需要实时监测围堰使用情况，比如围堰口底部有无漏水、围堰顶部与水面的高度差等等，如果存在异常情况，则需及时进行处理，水利施工的正常开展[5]。
3.3清理淤泥
为了进一步提升钢板桩围堰的稳固性，需要进一步清理围堰内的淤泥。在具体施工中，需要结合具体施工设计需要求以及现场地质条件来确定开挖深度，确保围堰施工目标的达成。
3.4钢板桩施工
钢板桩施工是围堰施工中的重点和关键，在施工中需要结合具体施工条件和环境构建相应的施工平台，然后有序进行钢板模板的调运安装。在完成最后一圈的拼装后，结合具体情况来进行管控，在钢板桩在其自重作用下沉到相应位置后，就可以利用小型振动锤进行夯击，使其逐渐达到相应下沉深度。同时还需要做好围堰抽水排水，以便于为施工建设营造良好条件。在钢板桩停止下沉后，就可以结合施工要求对桩体进行调整，然后再将装有石块的粘土编织袋堆积在围堰外部，以此来增强围堰的稳固性，在完成施工后就可以通过水泵来进行抽水，并检验有无渗漏问题，如果有渗漏或者其他异常问题存在，迅速处理，以免因为积水而影响后续施工建设。此外，在击打钢板桩时，为了减少钢板桩损耗，还需要进一步检查水底地质，合理采用高压冲水辅助夯实钢板桩。图2就为钢板桩施工现场的施工图。
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图2 钢板桩现场施工图
3.5围堰合拢施工
围堰合拢环节的施工质量与围堰的稳固性、防渗漏性能等直接相关，是必须具备较高的施工质量。在安装钢板桩前，需要先对每块钢板桩的宽度长度进行测量，然后结合施工计划来进行拼装作业。由于在围堰合拢中，可能会出现锁扣不平衡的问题，此时就可以按照下述方法来进行处理：（1）利用千斤顶产生的压力来调整钢板桩，调整两侧锁扣为上下敞口平行；（2）结合具体合拢情况，将钢板桩提起，然后再安排潜水员在钢板桩底部安装复滑车，之后再进行调整；（3）上窄下宽是比较常见的合拢问题，这会增加钢板桩合拢难度，在施工中需要先通过相应方法，将最后一组钢板桩周边的钢板桩向外推开，直至钢板桩山上下合拢宽度相同。如果无法进行调整，则需要按照具体宽度来制作相应的异形钢板桩。同时在合拢施工中，为了实时检验有无漏水问题，需要在围堰内安装水位标杆，及时监测水位变化。除此以外，在施工中还需要加强其他方面的管理控制，比如用电安全管理、围岩变形情况、天气变化等等，避免因为上述因素而造成安全事故，进而影响工程的进度和质量。
3.6拆除钢板桩
钢板桩的拆除需要由上到下依次进行，在拆除前需要先在围堰内部设置支撑，以便于为拆除营造良好条件。在拆除钢板桩的过程中需要逐渐进行灌溉，控制围堰内外水位差在1～1.50m，以免因为水压过大对钢板桩产生较大冲击。在拆除过程中，就要在下游位置选择易拆除的钢板桩，先通过锤击使其松动，然后依次将所有钢板桩拔高1～2m，之后再从下游开始逐渐进行钢板桩的拔除。如果存在桩尖打卷或者锁扣形变等问题，这就会增加的难度，此时就需要增加拔桩设备的作用力，如有必要，则可以通过水下切割锁扣，实现对钢板桩的拆除。所有钢板桩在拆除完成后必须按照要求进行堆放，避免因碰撞或者储存不当而造成模板损坏，增加施工损耗，影响后续施工的循环使用。为了对围堰进行加固，钢板桩的拼接缝需要塞入橡胶片来进行密封，并在施工完成后检验有无漏塞问题；同时还需要检验螺栓的固定和钢板桩的焊接质量，避免存在固定不牢或者焊接质量较差的情况。此外，为了确保围堰下部基础结构的稳固性，需要进一步检测现场处置，如果土层的承载力或者结构强度不能满足既定设计标准，必须制定和采取相应的基础处理措施。
3.7施工质量控制措施
（1）加强技术交底。在钢板桩围堰施工中，应该做好对各个环节施工技术的分析研究，并编制相应的技术交底方案，确保各相关部门及人员都有效掌握围堰施工中的技术重点和技术标准。与此同时，还需要在施工中结合属性变化，制定相应的优化完善措施，以免产生不良影响。（2）加强现场监测管理。在作业阶段，还需要加强围堰变形监测，检验围堰土体土质与勘察报告有无不同，如果出现较大偏差，必须迅速分析土质变化所造成的影响，制定相应处理方案，比如在围堰底部出现隆起，就必须通过水下混凝土来进行密封加固。（3）加强细节管控。围堰施工包括多个不同施工环节，并且容易受到各种意外因素的影响，所以在施工中必须从细节入手，加强施工管控，比如在出现溢出问题时，需要迅速进行防渗线的建设；再者对于风浪较大的区域，为了减少风浪影响，需要提前进行防护网的布设。（4）加强安全防护，确保围堰质量。水利工程工期较长，这就对围堰的耐久性和稳固性提出了较高要求，因此在围堰建设完成后，施工人员仍需实时监测围堰的稳定性和完整性，一旦发生缺损渗漏，需要及时维护修补，以免渗漏缺损问题扩大。除此以外，在施工中也必须按照安全施工要求佩戴防护用具，落实防护措施，以免发生安全事故。
结束语
总而言之，围堰技术的执行落实情况直接关系着水利工程的施工效率、施工安全和施工质量，因此作为相关水利工程施工单位及施工人员需要有效掌握各种围堰结构形式及施工技术要点，结合具体施工要求制定合理科学的围堰施工方案，并从围堰稳定性控制、水流方向把控等多方面入手，不断提高围堰施工质量，为水利工程建设营造安全稳定的施工条件。
参考文献
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