水利水电施工中围堰技术的运用与施工技术研究

廖 莎

（陕西省水文水资源勘测局，陕西 西安 710068）

水利水电工程是我国现代工程体系的核心部分之一，其在水患防控、资源利用、经济建设等多个方面承担着不可替代的任务。我们对水利水电施工中围堰技术的运用实践展开探究讨论。

1 水利水电施工中围堰技术的基本概述

围堰技术是水利水电施工领域中常用的一种临时性应用技术，其既能通过物理手段实现水体运行状态的改变，达到阻水、防水、围水等效果。同时，也能对水利水电设施基础发挥一定支护效力，为工程项目的顺利建成保驾护航。现阶段，业内常用的围堰技术可按材料不同分为4种类型，如土石围堰技术、木桩围堰技术、钢筋硂围堰技术、草土围堰技术等。在水利工程项目整体完工后，绝大多数围堰会被拆除，仅保留融入设施主体的部分。在实践中，围堰技术的施工应用很有讲究，其构筑材质、高程参数、布置规模等均需要与施工区域的地质条件、水位高度、设施体量等相匹配，以确保围堰功能的充分发挥，从最大程度上保障水利水电工程建设的安全性与顺利性[1]。

2 水利水电施工中围堰技术的运用策略

2.1 不同围堰技术的运用选择

在水利水电工程建设中应用围堰技术时，必须要对不同围堰技术的应用场景提起重视，并实施出科学合理的运用决策。结合行业经验来看，几种常用围堰技术的运用选择要求如下。

（1）土石围堰的运用。该技术具有投入低、建筑速度快等特点，是一种相对典型且常用的围堰技术。通常情况下，当水利水电工程所处施工区域的水体深度比较浅（在2 m以下）或水流速度较缓慢（≤0.5 m/s）时，即可应用土石围堰技术。在施工实践中，相关人员应对围堰土的材质进行严格把控，尽量以黏土为首选。若条件无法满足，则可选用沙土作为替代材料。在此基础上，若将石料、草料与土料进行融合应用，形成土石围堰、草土围堰等结构，可进一步提高围堰的牢固性与功能性，并视情况将土石围堰技术的应用水深提升至3.5 m以下。

（2）木桩围堰的运用。以木板桩为代表的木桩围堰在水利水电施工中也比较常用。结合实践经验来看，木桩围堰技术在1.5～7 m之间的水深条件下都能表现出良好适用性，且可应对流速在2 m/s以下的动态水体。在施工实践中，木板桩通常以榫卯结构进行连接，整体稳定性处于较高水平。若发现木板之间存在连接缝隙，进而形成有一定的渗水风险，则可采取堆土、砌石等局部性的加护措施，以此实现围堰内外环境的有效阻隔，避免水分渗漏对水利水电工程的侵袭影响。此外，若仅凭木板桩无法应对水体中时有发生的波动性水流冲击，还可在围堰外围布置出适量的混凝土砂袋。这样一来，可充分实现水流冲击力的缓解，起到更强效的围堰防护作用[2]。

（3）钢筋砼围堰的运用。与土石围堰、木桩围堰相比，钢筋砼围堰技术的投入成本相对高昂，但其功能性、适用性也更强。通常情况下，当水利水电工程施工区域内的水体深度超过7 m，或水流速度超过2 m/s时，可使用钢板桩、钢筋混凝土等构筑围堰体系。同时，在地质条件比较恶劣、土壤质地过于松软的施工场景下，也可将钢筋砼围堰技术作为阻水、导水、围水的应用首选。此外，在施工实践中，钢筋砼围堰通常能表现出优质的设计灵活性，可根据施工需求的不同，进行构筑形状的变更。若施工基础比较浅，则应尽量将钢筋砼围堰设计为矩形；若施工基础为深基，则应尽量将钢筋砼围堰设计为圆形。

2.2 不同围堰机制的运用设计

现阶段，水利水电施工中主要采用的围堰机制有2种，1种是全段式围堰，第2种是分段式围堰。其中，全段式围堰即一次性对河床整体进行阻断，并通过布置排泄水设施，将水体中的水按照特定方向进行导流，避免其对工程场地产生影响。一般来讲，全段式围堰技术多应用于地基规模小、水流速度快的施工场景。在施工实践中，相关人员通常会在施工区域上下游各设置一个全段式围堰，以确保在改变水体径流路径的同时，尽可能小地对原本水文结构产生影响；分段式围堰则是分阶段、分区段地对河床进行拆分阻断，并随着水利水电工程的施工进展，逐步完成围堰技术的全程应用。一般情况下，此种围堰技术主要应用于河道宽阔、水流量大的水文环境，或工期较长、范围较大的施工场景。在施工实践中，相关人员会先对河床的左岸或右岸进行单侧围拦，从而改变水体的径流宽度，使其从狭窄的局部河道中流过。在相应区域施工活动完成后，再对河床另一侧进行围拦，实现水体的完全截流。回顾行业经验来看，丹江口水电站、葛洲坝水电站等工程均在施工建设中采用了分段式的围堰技术。

3 水利水电施工中围堰技术的实践要点

3.1 保证关键数据的勘测质量

施工区域中地质、水文等方面的数据信息，是施工方案的关键设计依据，即围堰技术的应用基础。所以，相关人员在施工实践中，必须要严格保证相关数据信息勘测采集的真实性与准确性，以了解围堰技术的应用需求与围堰施工的开展难度。结合行业经验来看，主要应做好以下2类数据信息的采集把控：

（1）相关人员应通过现场勘测、资料翻阅等方式，综合确定目标河道枯水期与丰水期的水位最高值，以明确围堰结构的最低高度，保证阻水效果的稳定实现。同时，水体深度、水流速度也是需要检测确定的重要指标。一般情况下，若测得水深不超过2.0 m，流速不超过0.5 m/s，则构筑土围堰即可；若水深在2.0～5.0 m之间，流速在3.0 m/s以内，则可构筑草捆土围堰或木板桩围堰；若水深在5.0～10.0 m之间，流速在3.0 m/s以内，则应构筑双层型钢板桩填芯围堰；若水深大于10.0 m，则可选择钻孔桩围堰、抛石夯筑心墙止水围堰等[3]。

（2）应对河道底部及两岸的土壤质地进行勘察。究其原因，主要是若在软质土上直接进行简单化的围堰构筑，将很可能出现异常沉降、基础不稳等问题，进而增大河水冲垮围堰或最高水位溢流的发生几率，对水利水电工程的顺利建设构成威胁。在此基础上，若河道内存在大量淤泥，则必须在围堰施工前进行清淤处理。同时，还可在施工方案中纳入机械打桩、木桩固定等技术环节，以提升围堰的稳固性，降低土壤对施工质量的影响性。

3.2 明确围堰技术的施工流程

一般来讲，水利水电施工中围堰技术的应用流程如下：

首先，在施工准备阶段，相关人员应做好黏土、土石、钢筋等堰体材料的进场检查，确保材料的型号、质量、数量均满足施工需求。在此基础上，做好围堰结构、高程、布局等参数的设计，并在施工现场提前做好轴线、轮廓线等的放样标记；其后，以河道旁侧为起点，向渠底逐步进行开挖施工，清除河道中的淤泥与块体。现场清理完成后，利用土料、石料进行逐层填筑，直至达到设计标高。在此过程中，应动态测量堰体的构筑厚度，以确保其符合施工要求，能对水流冲击形成稳定的抵御能力；然后，在围堰主体构筑完成后，用彩条布、钢板、混凝土砂袋等施工材料，对围堰进行防水敷设、内部填充支护、外部布置围护等处理，以进一步提高围堰的防水能力与冲击抗性；最后，再次进行人工化的清淤、排水等工作，并对围堰整体的结构参数、防渗情况进行检查。若检查合格，则可正式投入到水利水电工程的建设应用中。反之，则需要采取针对性的补填、支护等处理，直至满足所有方案设计要求。

3.3 遵循围堰技术的施工标准

在目前，水利水电工程中围堰技术的应用把控，主要以GB 50141-2008《给水排水构筑物工程施工及验收规范》的相关标准为依据。在制定施工方案、执行施工管理时，相关人员应严格遵循各项国家标准，如“钢板桩在黏土中不宜采用射水法沉桩，锤击时应设桩帽”、“排水后堰内水位不下降，甚至上升时，必须立即停止排水，进行检查”、“土围堰填筑完成后，堰内应进行压渗处理，堰外迎水面进行防冲刷加固”等，以便从根本上确保围堰构筑的科学性、合理性，防止桩体受损、堰内渗水、土围堰垮塌等各类风险隐患的形成。

3.4 围堰技术人员的科学管理

在围堰技术的施工过程，必然需要在该工程项目中投入大量的施工人员和管理人员，其中所有的人员在日常性的工作中，必须要确保所有的围堰技术施工人员在个人工作素养、道德体系的建设过程中，要能够使得所有的管理工作方案都可以得到科学的建设。在人员的管理过程中，对于一线施工人员来说，其必须要全面了解并分析所有人员在工作过程中所需要完成的工作任务，同时对于一些特殊性的管理项目，之后根据这类人员的工作信息与工作方法得到各类数据。比如对于围堰技术使用过程中所涉及的各类电气设备，要求这类人员在参与工作之前，必须要能够出具国家承认的相关资质证书，而如果发现这类人员无法提供时，则需要研究该人员的从业经验储备情况。对于施工现场内配置的管理类人员，包括施工现场的管理类人员和第三方监理类人员，要求其需要出具证书，并对围堰技术具有详细了解，以分析该人员的工作方法。

3.5 围堰技术安防的全面落实

在围堰技术的施工中，需要全面落实施工过程中的安全防护工作，从而让所有的人员从取得的结果上来看，要能够全面避免出现围堰施工过程中的安全缺陷。其中安防工作中分析人员因素、设备因素、环境因素和制度因素，所有的管理工作项目都要根据围堰技术的管理方案进行确定。此外在围堰技术的安全防护工作中，针对人员因素，需要让所有的人员在工作过程中，可以根据该方案的处理结果得到研究结果。对于设备因素，则需要分析所有设备的使用方案、分析方案、管理方案，同时对于安防防护设备，也都要经过检查。对于环境因素，围堰技术施工现场中，要确保环境信息可以被第一时间取得，同时要落实环境的深度保护工作。对于制度因素，需要建立专业化的安防思想培养工作思想，从而让人员具备安全思想，防范施工中的问题。

4 结论

总而言之，围堰技术在应用实践中具有很强的环境适用性。所以，相关人员在水利水电工程建设中，必须要对水文、地质等信息进行精准采集、科学分析，并由此进行围堰材质、围堰类型、施工方案的选择设计，以实现围堰功能的最大化发挥，为水利水电施工的稳定安全提供助力。