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水利施工中围堰施工技术应用探讨
摘要:现阶段,在水利工程中,引入围堰施工工艺,能够最大化保障工程建筑品质。促进水利建设有序运作。基于此,本文就水利施工中围堰施工技术应用进行简要探讨。仅供业内同行参考。
关键词:水利施工;围堰施工技术;应用;
在水利工程施工建筑期间,应有效完成新型工艺的融合,提升围堰工艺的先进性,合理使用围堰工艺,发挥其阻水挡水的工程作用,为水利工程有序完工奠定基础。同时,针对围堰工程开展有序的推广工作,加强围堰工艺升级优化,顺应水利工程施工需求。
1 水利施工围堰技术的结构形式
现阶段,在水利工程中,围堰形式有很多种,从原始的草木、木笼、竹笼围堰等,发展到现在的土石、混凝土、沉井围堰等。本文介绍如下几种围堰形式:
1.1 土石围堰
土石围堰主要原材料是常见的土石,优点是成本低,可以就地取材,可以节省大量的运输成本和材料费。土石围堰虽然由土石筑成,仍然具有普遍的适用性。土石围堰又分为过水石围堰和不过水石围堰。过水土石围堰,在河岸工程中的运营期间,假如遇到基坑被水淹没,就需要对围堰底部以及坡面采取相应的科学措施以确保围堰的安全过水。因此,可以降低过水期间的渗透压等因素带来的破坏;不过水土石围堰,当基坑被淹没时,这种类型的围堰并不适用,但是在经济方面和建造技术方面该类型的围堰的优势就会彰显出来,在水利工程中的应用也比较广泛。如遇到水位高于围堰或汛期,就需要对此围堰方式采取相应的措施进行防水。
1.2 混凝土围堰
混凝土形式的围堰是目前河岸工程较为常见的一种围堰方式之一,同其他围堰相比,具有较高的强度和稳定性,具有良好的抗冲击能力和抗渗能力,整体结构相对安全稳定。混凝土围堰的优势主要表现在挡水高度和低端高度,可以结合建筑物的高度达到最佳过水效果。但是在该围堰的使用期间需要搭建适宜的横向围堰,此外还有特定的环境下会使用纵向式的围堰。
1.3 预应力混凝土板桩围堰
预应力混凝土板桩,提前施加预应力,将板桩两端界面进行处理并连接好,然后将桩倾斜打入,以保证邻桩保持密切贴合的状态;最后,进行钻孔,放置预制件,浇筑。这种结构形式主要在城市的水利工程应用较大,如海港工程项目。
2 工程概况
寿县的水利项目属于典型的亚热带半湿润气候,常年主导风向为东南、西北风。全年降雨少而集中,多集中在7、8两月,降雨年际变化大,多年平均降水量929.8mm,汛期在6~9月份之间。本标段主要工程项目是排涝泵站、一级压力管线、进场道路及场区道路施工、厂区管理房屋、场区及场外综合管线(消防、供水、冲砂、污水管线等)、阀井及镇墩、厂区绿化及环保等。排水泵站为岸边提升式泵站, 排水面积为3.56km2,分为生产建筑物(包括护岸工程、进水闸、主泵房、电气房)和附属建筑物(包括管理房、仓库、场区附属建筑物)。根据布置本次泵站从进至出水口总长86.1m,自园区至外河依次为泵站拦污闸,泵室段、出水管、出口段。根据设计条件,东园排涝设计流量为2.8m³/s,拦污闸共布置2孔, 泵室内布置2台700ZDB_85型轴流潜水泵,采用落地式安装方式, 泵室顶板采用200m厚的C25钢筋混凝土现浇,并在水泵正上方设1.8m×1.m8的吊装孔。孔口尺寸满足拍门外径尺寸吊装及人员进入的要求。出水管施工采用顶管法施工,出水管过古城墙位于城墙夯土层以下1.0m。出水管后接闸阀井,闸阀井后接出水池,外防止高水位时水进入阀门井于井口顶部布置1道钢制封水盖。出水池高于外河河底高程0.5m 。
3 水利施工中围堰技术的运用和施工技术要点分析
根据工程标准,泵站施工围堰属临时建筑物,为4级建筑物,次要建筑物为5级,围堰设计洪水标准为5年一遇,排涝标准为20年一遇,相应水位为25m,依据公式计算围堰堰顶高程:
H=Zm+ha+δ
式中H—围堰堰顶高程,m;
Zm—设计洪水位,m,25;
ha—波浪爬高,m,取0.2;
δ—围堰安全超高,m,取0.5。
确定围堰堰顶高程为25m。
根据施工工期安排,本工程围堰施工在8月上旬,此时淮河正是正常水位,降雨量偏低,不会有洪水;加之堰前水头不大,围堰使用时间短,且根据周边施工环境,草土围堰施工简单,对于软基河床,适应一定的沉陷变形,所以采用草土围堰与钢板桩围堰相结合的型式。
3.1 围堰施工
在开展围堰施工时,施工流程较多。首先,到达施工现场,搜集现场资料,完成资料的整理和归纳;将这些资料交到采购人员手中,帮助采购人员更加科学合理的购买施工材料,从而保障材料质量,提升材料的质量,保障施工的有序开展。在采购施工材料的时候,采购人员必须要严格调查供应商经商资质,了解其整体情况,各种材料都必须要具备符合条件资格证书;采购工作结束以后,就可以把材料精准的运输到施工地。施工机构派专业人员,接收施工材料,并结合其具体特征,展开详细的分类,做好整理存放工作,全面保障材料的整体质量,避免耽误后续的施工进程。在填筑时,工作人员必须有效连接分断流水施工工作。一来可以杜绝交叉操作的情况,二来也可以推动项目的顺利开展。填筑时分区填筑,采用上下游堰体分别填筑的施工方法:填筑先从上游开始,填筑至转弯后,上下游围堰同时进占。采用这种方法的原因是当上游围堰进占到一定程度时,河水主流被上游围堰顶向右岸,减轻了下游围堰进占时的水流压力及冲刷;水中抛填采用宣工160推土机推土进占施工,水上部分用宣工160推土机摊土并进行分层碾压,逐层填筑。在摊土时要注意土体与草土埽填筑结合部位不能有空隙。
3.2 黏土填充
在进行围堰结构施工时,工作人员必须要熟悉施工方案,严格遵循其施工原则。在施工过程中,进行全面的监督和管理工作;完成信息的搜集工作,根据项目的堤身,进行黏土填充。工作人员必须要保证施工的规范性,不可随意操作。填充工作结束后,施工人员还要采取相应的机械设备,完成夯实工作。
3.3 围堰的加固技术
在完成围堰工作后,工作人员需要借助挖土设施,开展二次夯实工作;同时还要采取相应的检测技术,实时了解和检测围堰结构的漏水和渗水情况。如果围堰出现了塌方事故,那么工作人员就必须借助木桩、沙袋等材料,开展维护工作;不仅如此,还需要加强基坑排水工作力度,及时排除基坑内部的积水,减少对围堰所产生的负面影响。在施工期间成立“围堰防汛抢险领导小组”,下设各职能部门。组长由项目经理担任,各职能部门负责人为组员;派专人昼夜观察水情,发现问题及时汇报,由抢险领导小组组员指挥工地所有人员、机械全力以赴抢险。
3.4 保证施工的整体性
在使用围堰技术时,一定要结合实际情况,吸收借鉴先进的施工理念和施工经验,有效控制施工标准和施工要求,及时调整方案;借助科学的管理方式,将监管工作落实到细节之处,提升各个环节的施工质量,保证施工管理工作的科学性和安全性。
4水利施工中围堰施工应注意的问题
4.1 确定围堰导流方式的方法
在围堰导流形式确定时,应考量的因素包括:洪枯流量比 h、导流流量设计结果、水位变化幅度 d 等。其中洪枯流量比是关键考量因素,用于确定围堰导流过水形式[3]。洪枯流量比 h=洪水期流量/枯水期流量。山区性河流的洪枯性较为明显,水位浮动较大。在洪水期河流特点为:流速快、流量大;流速小、历程长。结合现阶段围堰工程的施工资料、基坑施工导流作业形势,当洪枯流量比 h 小于 20 时,可采取的导流形式以“不过水”为主。
(1)如若洪枯流量比 h 大于 50,导流形式应确定为“过水”。如若洪枯流量比 h 介于 20、50 之间,可结合工程实际情况确定导流形式。在围堰导流形式确定时,较为关键的考量因素为水位变化幅度。水位变化幅度 d 小于6 米时,导流形式以“不过水”为主。
(2)水位变化幅度 d 大于 12 米时,流形式确定为“过水”。其他因素对于导流形式的确定,并未形成较大影响。如若水量较小,可排出过水围堰的导流形式。因此,在选择导流形式时,河道水流量大小具有较为明显的影响。
4.2 有效引入新型施工工艺
在水利工程施工建筑期间,应有效完成新型工艺的融合,提升围堰工艺的先进性,合理使用围堰工艺,发挥其阻水挡水的工程作用,为水利工程有序完工奠定基础;同时,针对围堰工程开展有序的推广工作,加强围堰工艺升级优化,顺应水利工程施工需求。
4.3 提升工程布局优化性
围堰工程在施工设计时,应结合各时期的工程规划情况,加强工程布局的设计优化性,保障工程布置的合理性。在工程方案优化时,应分别从工艺、设备、施工方案等视角,逐一确定工程细节,保障工程进展的顺利性;在工程施工建筑期间,借助先进性的信息技术,动态监管工程运作全程,赋予围堰工艺智能运作能力。
4.4 加强工程管理,提升工程运作顺畅性
(1)合理确定水利围堰工程方案。在施工现场,围堰技术人员,应全面落实工程勘察工作,同时细化设计工程方案,结合围堰工程需求,保障工程方案的可操作性。一般情况下,围堰观测位置间隔不大于 40 米。技术人员在观测点的作用下,能够全面获取围堰施工进展情况。
(2)梳理围堰运作流程。围堰工程流程为:开挖,工程起点设计为水利工程侧向,同时在出口围堰位置,完成基础处理;清除水中淤泥,借助石料、黏土等材料,进行清除部位的回填作业。
(3)确定围堰工艺。在围堰工程运作前期,确定工程黏土、石料等材料的使用方法,减少工程间断性问题,提升工程运作的连续性,保障工程运作有效性。
4.5 合理设计水利围堰
围堰工艺能够最大程度地提升水利工程运作能效,保障在期限内完成工程建筑。在工程运作期间,应结合工程的实际需求,完成围堰设计[4]。在浅水滩进行围堰工程建筑时,河床建设条件为:水深不足 1.5 米、水流宽为 0.5米。如若在河床工程建筑期间,存在渗水现象。则河床建设条件为:水深不足 1.7 米、水流速宽为 2m/s。
4.6 有序落实围堰加固
在围堰工程建筑完成时,可借助挖土机开展两次工程夯实处理。同时在围堰工艺运作期间,应排查管道渗水、漏水等不利问题。如若围堰工程中形成了品质问题,比如塌方。围堰技术人员,应及时对工程品质问题进行处理。可使用木桩、砂袋等,控制坡面结构,减少位移问题发生。同时,合理调整坡面高度,防止自然因素对围堰结构平稳性产生的不利作用,保障围堰结构的工程稳定。
结束语
综上所述,围堰对水利工程项目至关重要,直接影响施工的安全及质量。围堰工程在施工设计时,应结合各时期的工程规划情况,保障工程布置的合理性。所以,一定要注重围堰技术的运用,保障施工要点,提升施工效率和施工质量,以此来促进我国水利工程的健康可持续发展。
参考文献
[1] 高晓天,钟慧敏.施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用探究[J]. 建筑工程技术与设计,2018,(34):173-175.
[2] 刘天宇,刘派.基于中小型水利施工中围堰技术的应用探究[J]. 时代农机,2018,(10):186-188.
[3] 刘建成,余赵林.基于围堰技术在水利工程施工中的应用探究[J]. 建筑工程技术与设计,2018,(03):1506-1508.
[4] 张健,陈旭东.探究水利工程施工中围堰技术的应用方案[J]. 城镇建设,2019,(04):199-200.
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