张灿松 张占莲
云南建投第一水利水电建设有限公司
摘要:本文内容主要分为三部分,第一部分介绍水坝堤防的决口原因及堵口类型,第二部分介绍水坝堤防堵口中的主要施工技术方法,第三部分总结水利工程堤防堵口的注意事项。
关键词:水利工程;水坝;堤防;堵口
1 引言
近年来我国水利工程技术不断发展,为了更好的改善居民生活,国内建设水利工程的数量不断增加,项目规模也不断扩大,人们对于水坝堤防的质量和安全性的关注不断增加[1]。水坝堤防是保障水利工程质量的关键,一旦出现堤防决口就会直接威胁到周边的生命财产安全,因此在现阶段研究分析水坝堤防堵口施工技术是十分必要和重要的。
2水坝堤防的决口原因及堵口类型
2.1水坝堤防发生决口的主要原因
水利工程项目复杂,受周边环境影响较大,水坝堤防出现决口的原因也有多种情况, 常见的原因主要包括以下四种,其一是水坝堤防漫决,所谓漫决就是水坝中的水超过堤防的顶部,漫灌冲击水坝造成的决口,这种情况的出现一般都是由于水位在短时间内急速上涨导致,导致这种情况的原因包括异常的风暴天气、大洪水或者河道异常堵塞等,当水位短时间内急剧上涨,水坝来不及开闸泄洪就会导致水面漫过堤防,形成漫决。其二是冲决,简单理解就是由于水流对堤防的冲击造成的决口[2]。当出现大风天气或者巨大的水流浪潮时,水流就会猛烈冲击堤防,堤防在不断的冲击作用下逐渐出现裂缝和部分倒塌,如果不能及时对出现问题的堤防进行抢救就会造成堤防冲决。其三是溃决,与以上两种情况不同,溃决的发生主要与堤坝内部因素有关,如果建造堤防过程中使用的土质不合格,在使用中就可能会出现鼠患或者蚁穴,短时间内不会形成太大的影响,随着水流对堤防的不断冲击,堤防就会逐渐出现渗水流土等问题,如果不能及时对这些问题进行抢救就可能导致水坝堤防溃决。其四是扒决,这种决口属于人工原因造成的决口,在水坝堤防的施工过程中需要根据施工需要对某些位置进行分流,这种情况下水坝在某些位置的承受力可能会降低,不能承受水流的冲击,导致决口问题出现。
除了以上四种情况之外,地震、泥石流、特大洪水等原因也可能导致堤坝决口。
2.2水坝堵口的常见类型
堵水口和堵旱口是水坝堤防堵口的主要类型,这两种堵口类型与水利工程所在的位置以及当地的水流泥沙情况都有密切的联系。堵水口主要是针对泥沙较多的河流进行,这些河流的河水中泥沙含量高,在流动过程中,泥沙会不断积累,导致河床升高,一旦河床高度超过河岸就会形成决口,进而造成河流改道,河水的流向就会失去控制,造成严重的后果[3]。针对这种类型的河流需要提前做好堵口、拦截两项工作,确保河道中的水流能够流回河道,并保持原来的方向继续流动,避免冲击两岸,造成洪水灾害。堵旱口与堵水口不同,一般是在南方地方进行,比如长江淮河流域,这些流域中河流河水不像北方地区含有大量的泥沙,河床高度普遍低于河岸,基本不会出现决口分流的情况,但是容易在洪水期之后形成河道的断流。针对这些河流可以采用堵旱口,在洪水结束后再进行堵口作业。
3水坝堤防堵口中的主要施工技术方法
3.1水坝堤防堵口的方法
在水坝堤防堵口施工中,常用的堵口方法主要有三种,三种方法都需要先选定需要填堵的口门并确定堤坝的轴线,第一种方法是平堵,将物料按照轴线位置向下填抛,物料从下向上不断堆积,随着填抛物料的堆积高度不断增加,直到超出水面,封堵决口。第二种方法是立堵,是沿着两侧轴线填抛物料,从两边向中间堆积物料,口门会随着物料的堆积不断缩小,直到口门合拢封堵决口。第三种方法是混合堵,就是结合前两种方法同时进行[4]。
3.2堤防堵口中的合拢技术
采用立堵方式封堵决口时,两侧进堵不断靠近,口门宽度会不断缩小,最后3m之内的侧进堵部分叫做合拢,在合拢完成之后再对真个决口进行全面封堵。目前常用的合拢方法有三种。其一是沉排合拢,应用这种技术需要先制作沉排,一般是使用树枝绑扎制作,沉排制作完成后将土袋放入其中,需要确保装入土袋的沉排仍然能够漂浮在水中。然后人工操作将沉排逐渐移动到漂浮口门合拢位置,漂浮到位后,卸下沉排中的土袋,土袋会下沉到口门的底部,随着卸下土袋的增加,口门会逐渐被封堵。
其二是横梁合拢,横梁合拢需要使用木杆和土袋配合完成,首先龙口上横放一根粗木杆,直径尺寸要超过20厘米,然后沿着粗木杆在前面打一排木桩,最后将土袋填抛在中间位置,逐渐阻断水流。其三是关门合拢,将柴草捆扎在木桩上,抛放到龙口位置拦截水流,然后将土袋压到木桩上,完成合拢,这种技术中使用的木桩长度要超过龙口宽度。
3.3堤防堵口的裹头抢修技术
裹头抢修是水坝堤防堵口处理最重要的操作,有效的裹头抢修能够有效遏制堤头出现更严重的问题,甚至可以避免堤头坍塌,从而为后期进行堤防堵口作业奠定基础。所谓裹头技术就是指在堤防出现决口问题的初始阶段,维修水坝断头堤,处理时机必须合适,当发现小部分水流刚出现的时候就尽快进行处理[5]。在裹头抢修的过程中,需要结合当时的水流强度准确计算口门位置宽度,然后选合适的位置将水坝堤防的堤身挖断,并建造裹头。而且在设计裹头时必须与水流的流速、水位的高低和土质情况相结合。如果堤防周边的土质好,而且当时的水流速度不快,可以先在堤头打桩,将周边的土质填充到新打的木桩和堤头之间。同时在建造裹头时需要沿着迎水和背水的位置伸出一定的长度,这样能够预防出现水门坍塌问题。
4水利工程堤防堵口的注意事项
4.1 准确观察判断堤坝决口的损坏程度
堤坝决口损坏程度不同需要采取不同的堵口措施,因此要准确观察判断其损坏程度,如果堤坝不是很严重,可以使用大尺寸的物料进行抢堵,比如将船只或者土袋沉降到决口位置。如果堤坝口门尺寸较大,重点工作就是堵住决口。
4.2合理选择堵口的时间节点
堵口时间的选择要考虑季节气候特点以及工程量大小,确保能够在规定的工期内完成工作,而且不会出现安全问题。目前国内水利工程堤防堵口作业时间主要集中于河流的枯水期或者汛期刚结束,在这个时间进行堵口作业水流变化小,不会对水坝堵口作业造成太大的影响,能够避免遭受意外损失。
4.3观察判断决口尺寸并按顺序堵口
在一些堤防上,决口的数量可能较多,不可能一次性全部堵完,因此需要观察判断不同决口的尺寸大小,并按照“先小后大、先下后上”的基本原则对堤坝中决口进行封堵,这样能够有效避免由于水流的持续冲击小决口变大或者下游决口扩宽的问题,逐渐将决口情况变为可控状态。
4.4 合理选择合拢口位置
决口封堵的关键阶段就是堵口合拢,这一环节的难度较大,而且十分重要,如果不能正常合拢,前期的堵口作业就没有意义。因此需要根据堤防决口的情况选择合适的地方进行堵口,合拢口的位置土质要好,而且水面深度不能过大,这样才能更好的完成合拢。而且需要提前在合拢口位置铺准备抛石,方便直接进行合拢作业。
5 结语
通过本文分析可知,水利工程施工中会受到诸多因素的影响,出现不同类型的决口问题。水坝堤防堵口施工中最主要的技术是堵口技术、合拢技术和裹头抢修技术,这也是影响堤防堵口质量的关键。另外在堤防堵口作业中也要注意对决口情况的观察判断和合拢口位置和堵口顺序的确定,这样才能更好的保障堵口质量。
参考文献:
[1]肖继飞.水利施工中水坝堤防堵口施工技术分析[J].智能城市,2021,7(03):127-128.
[2]谷剑鸣,王善聚,张保民.水利工程施工中的水坝堤防堵口施工技术分析[J].农业开发与装备,2020(07):79-80.
[3]胡继连.水利工程施工中的水坝堤防堵口施工技术[J].科学技术创新,2020(16):127-128.
[4]侯宏伟.探讨水利施工中水坝堤防堵口施工技术分析[J].门窗,2019(10):57.
[5]张见刚.对于水利施工中水坝堤防堵口施工技术的探究[J].建材与装饰,2019(08):286-287.