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围堰技术的分类及其在水利水电工程中的运用

来源:原创论文网 添加时间:2021-09-26

  摘    要: 我国民生工程包括多个部分,其中水利水电工程尤为重要,水电资源是人们生产生活的必要资源。为保证工程质量,迎合社会发展趋势,施工人员应掌握围堰技术应用要点,起到工程保护作用。论文在介绍围堰技术的基础上,分析围堰技术类型,最后围绕水利水电工程中围堰技术的应用展开重点探究,旨在为同行提供借鉴,取得水利水电建设的良好效果。

  关键词 :     水利水电工程;围堰技术;应用要点;

  Abstract: China's livelihood project includes many parts, among which water conservancy and hydropower projects are particularly important. Hydropower resources are essential resources for people's production and life. In order to ensure the project quality and meet the social development trend, the construction personnel should master the key points of the application of cofferdam technology and play a role in project protection. Based on the introduction of cofferdam technology, the paper analyzes the types of cofferdam technology, and finally focuses on the application of cofferdam technology in water conservancy and hydropower projects, aiming to provide reference for peers and achieve good results in water conservancy and hydropower construction.

  Keyword: water conservancy and hydropower project; cofferdam technology; key points of application;

  1 、引言

  近年来,社会经济发展速度明显加快,人们的生活质量相应提高,对于水利水电工程施工企业来说,要注重工程的安全性和实用性,通过有效运用围堰技术来缩短施工时间,使水利水电设施正常运行,真正提高工程的经济效益,更好地为人们服务。新时期下,深入分析围堰技术在水利水电工程中的应用具有必要性和重要性。

  2 、围堰技术基本介绍

  所谓围堰技术,指的是用于维护水利水电工程施工基坑、创设临时性和安全性施工空间的围护结构[1]。围堰形式根据材质不同细分多种,常见土石围堰(过水型、不过水型)、木板桩围堰,无论哪种类型的围堰,均起到对混凝土、水的防护作用,避免因混凝土、水的进入增加施工风险,或是延长工期,尽最大可能进行造价控制,通过发挥围堰技术实践优势又好又快地完成施工任务。换言之,为改善不合理的施工环境,将施工的干扰因素及时排除,应有效运用围堰技术,进而在保证工程质量的前提下,高效率、低成本交工。
 

围堰技术的分类及其在水利水电工程中的运用
 

  3 、水利水电工程中围堰技术的分类

  3.1 、土石围堰

  从字面含义来看,填筑材料主要是土石。对于土石围堰的应用条件,多在下游地带应用,从材料来源来看,土石材料方便获取,这既能减少运输成本,又能缩短施工时间。土石围堰施工操作较简单,并且围堰结构坚固性强、防渗透效果好,备受水利水电工程施工企业欢迎[2]。针对过水土石围堰工程施工时,主要根据具体情况确定围堰类型,常见加筋型、混凝土板护型,其中,加筋型在下游地带的应用率较高,施工企业完好铺设钢筋网,起到坡面保护作用;混凝土板护型则常见于上游、下游护面处,借助混凝土面板实现防水目的,减轻水体流动对围堰表层的破坏力,减少围堰结构过水风险。对于不过水土石围堰技术,其施工形式与土石坝施工大抵相同,兼具投资少、施工难度小、拆除便捷、环境适应性强等优点。

  当前在土石围堰技术的基础上,衍生出浆砌石块围堰技术,使围堰防护效果达到预期要求。一般来说,先进行石块分类,为顺利、合格的窝砌施工作准备,需注意的是,保证窝砌石块间缝隙的合格性,以便保证围堰施工质量,并达到美观度。针对大缝隙处理时,往往需要小尺寸石块填充[3]。为减少石块空洞、围堰走势偏颇等现象,应在施工前对石块喷水,起到湿润作用,降低石块干燥度,同时,规范拉线行为,确保浆砌石块围堰施工的有效性。最后要对石块外部进行打磨、涂抹,将外表粗糙度降级,直到符合设计要求,达到优质施工标准。

  3.2、 土板桩围堰

  正常来说,水利水电工程小型基坑的施工中会应用土板桩围堰,其施工步骤总结为:基于榫槽连接板桩,以此增强密封性,减少水分渗透。由于水的深浅程度不等,所以木板桩层数、层厚度不同,实际上浅水域常见一层木板桩,深水域主要使用双层木板桩,借助横木、铁条紧固处理。

  从板材质地角度划分围堰技术,即钢板定桩、木桩夯实2种,前者的施工步骤为:在河流中放置钢板→钢板与钢板间填土→形成围堰[4]。即便水流速度过快、水流量过多,钢板围堰技术仍能继续发挥防护作用,临时性钢板拆除后,应妥善存储,以便重复利用,满足资源节约需求。木桩夯实围堰技术的施工步骤为:河床上放置木桩→木桩与木桩间围护竹笆→填土。

  3.3 、袋装围堰

  这种围堰建造的过程中,主要将特定距离连接的土袋逐层加高,达到施工环境空间间隔作用。袋装围堰施工时,应保证袋间缝隙的合理性,如果缝隙过大,那么会为土、水灌注提供机会,影响内部施工的安全性,同时,围堰技术优势会逐渐减弱。基于此,应适当控制缝隙大小,使实际缝隙在规定范围内,进而增强围堰结构稳固性,保证空间严密性。

  3.4 、黏土围堰

  这一围堰的填充材料当属黏土,如果水利水电工程施工要求没有严格限制,那么适当情况下可以将填充料换为沙土,随之而来的是进行堰体加宽,主要根据沙含量以及颗粒大小来决定宽度及强度,确保黏土围堰的作用全面发挥。现下,黏土围堰技术在水利水电工程中的应用范围逐渐扩大,使工程质量、施工效率显着提高。

  3.5 、混凝土围堰

  对于技术人员来说,应事先了解混凝土围堰技术,并利用信息技术获取施工环境、工程项目的相关资料,分析混凝土围堰技术在水利水电工程中的可行性,避免出现频繁返工、安全隐患过多等现象。此项围堰技术应用时,技术人员与设计人员加强交流与沟通,保证平面布置的合理性,达到标准化排水要求,进而优化水利水电工程质量[5]。此外,模拟工程施工作业,据此调整混凝土围堰面积、高度等参数,增强抗水击能力,进而保证设计的有效性,确保水利水电设施常态运行,更好地服务于人民群众。

  4 、水利水电工程中围堰技术的应用分析

  为丰富围堰技术的施工经验,真正提升水利水电工程质量,施工人员在围堰技术应用环节要掌握技巧,并做足充分准备,使围堰技术实践价值最大化发挥。下文分析围堰施工技术应用要点,以便为整体工程质量优化给予可靠技术保障。

  4.1 、制定合理化施工方案

  工程施工前期,施工人员置身于施工现场,细致考察现场环境,将现场实际与图纸信息一一对照,将图纸的不当之处及时修正,以便为围堰技术有效应用给予正确指导,大大减少返工频次,实现围堰工程安全施工。现场观测环节,观测人员站在围堰制高点进行测距,并间隔一定时间记录观测信息,从而得知围堰情况,为环境清洁、物料采购、机械设备引进等工作做准备。当水利水电工程施工现场应用钢筋混凝土围堰技术时,施工方案中要结合环境情况、工程实际详细说明围堰形状,从安全性、经济性、实用性等方面详细介绍,让施工团队大致了解不同围堰形状的优缺点,最后经协商敲定最为适合的围堰形状,保证施工方案的可靠性和可行性。

  4.2、 施工前期场地的布置

  围堰施工技术的应用效果能否达到预期,这与场地布置情况有紧密联系。一般来说,水利水电工程施工场地包括泥浆池、制浆站、导槽、导墙、倒渣台、排污沟等,各项辅助设施的实用性直接影响围堰施工进程,并关乎围堰结构的稳定性和安全性[6]。基于此,应高度重视场地布置,为围堰工程正式施工做准备。泥浆池设置时,结合施工场地空间大小适当确定泥浆池尺寸,同时,保证泥浆池位置的适宜性,确保泥浆池最大化利用。泥浆池砌筑时,适当控制水泥砂浆比例,优选适合材料,直到泥浆池质量达到规定标准。正常情况下,泥浆池临近泥浆站,常规的泥浆站布置计划,即面积大小为5.5m×9.5m,高约3m。泥浆站配备搅拌机,其制浆能力达到每天140m3。导槽、导墙布置时,应适当控制偏差,使实际偏差在规定的范围内,保证导槽合规性以及导墙稳定性。倒渣台设置时,坚持同侧设置原则,并联用机械挖掘、人工挖掘2种方式,适当控制斜向坡度,确保实际坡比在要求之内,进而倒渣台使用效果能够与预期相符。排污沟设置时,既要考虑到环境保护的必要性,又要妥当布置排污沟位置,避免因污水排放距离过长而增加成本。正常而言,排污沟宽度为30cm、深度为30cm,与沉降池相通。

  4.3、 围堰堰体施工要求

  一方面,掌握填筑要求。混合料填筑的过程中,应总结以往土石围堰技术施工经验,坚持分层填筑原则,并适当控制单层厚度(适宜厚度约45cm)。混合料装卸环节,应准备可操作性强的工具,如反铲工具(型号为PC200),以此提高挖装作业效率。除此之外,将推土机、装卸车、碾压机等施工机械引入场内,经机械设备协配顺利完成施工任务。需注意的是,施工人员参照图纸来控制土石混合料粒径,一般情况下,上、下游6.5m之内混合料粒径不超过13cm[7]。另一方面,掌握护坡抛填要求。实际施工时,借助自卸汽车运输护坡石到围堰上端,接下来经反铲、推土机协同配合来调整坡度,为护坡抛填起到铺垫作用。

  4.4、 围堰槽孔建造要求

  首先,合理确定槽孔位置。沿围堰轴线14m左右布设先导孔,其中,开孔直径约9cm,终孔直径约7cm。孔深控制环节,在基岩顶板下方100cm。为减少孔深误差,由监理人员全过程考察、细致分析,最终保证孔深的合理性和准确性。其次,遵循槽孔建造步骤,即成槽→冲击主孔→击穿副孔→清理槽孔。槽孔钻进距离为28cm时,应使用仪器测量角度、距离,并记录信息,一旦发现角度偏差,那么要立即纠正,否则,会影响槽孔的稳定性和实用性,导致围堰技术使用环节故障重重。由于地层分布存在差异,所以槽段长短要视情况而定。套打操作开始前,应满足混凝土浇筑超过30h这一条件,结合试验结果确定套打间隔时间。

  4.5、 精心配制固壁泥浆

  固壁泥浆质量的影响因素包括2种,分别是制浆材料和泥浆搅拌方法,在保证泥浆材料质量的前提下,以科学方法拌制泥浆,那么围堰工程整体的质控效果能够达到预期。因此,泥浆材料选择时,采购人员优选信誉度较高、资质良好的厂商,以最低价格购买到优质、足量的泥浆材料。材料进场前,还要进行细致、严格的检查,一旦发现质量不达标的材料,要及时与厂家联系,申请退换货,将围堰工程安全隐患及时排除,避免因材料质量不达标而降低整体工程质量。

  固壁泥浆配置过程中,应全过程监管,并适当加大监管力度,一定程度上规范泥浆拌制行为。与此同时,参照相关要求及规定进行拌制,使固壁泥浆使用效果达到预期要求,充分显现围堰技术的应用优势,促进水利水电行业稳健发展。尤为关键的是,选择适合的搅拌机、外加剂,借助精确度高的仪器控制材料用量,使误差在要求的范围内。搅拌过程中,适宜搅拌时间为6min,适量添加膨润土、外加剂,使泥浆质量大大提升。最后针对泥浆进行质量检测,待通过测试后,方可用于围堰工程施工。

  4.6、 混凝土浇筑

  水利水电工程中使用围堰技术,在混凝土浇筑环节应妥当设置导管,并创新浇筑方法,确保围堰工程施工活动规范化、优质化进行。导管布置时,在泥浆底部抬高导管到适宜位置,并在浇筑操作中控制钢管长短度。为保证导管自由调节,还应将导管、漏斗妥当连接,视情况选用焊接方法。混凝土浇筑时,既要科学、合理设计混凝土运输路线,又要遵循规定的转料顺序,一般来说,由下料平台提取所需混凝土,接下来进入一级箱槽,然后转运到分料漏斗,之后进入二级箱槽,再通过小型漏斗,最后借助导管到浇筑仓面。浇筑前期,适当控制水泥砂浆配置比例,第一次浇筑动作发出后,砂浆量在导管埋深30cm处,实现连续性浇筑[8]。浇筑期间,导管埋深大于100cm,并做好杂质清除工作,避免混凝土中夹带泥皮。此外,植孔内混凝土面上升速度超过2m/h,并且保证单根导管灌注混凝土均匀分配。浇筑作业临近尾声时,混凝土面高度超过设计高程,实际间隔距离符合规定的要求,从而保证混凝土凝固后的围堰项面高程。

  4.7、 围堰加固及拆除

  水利水电工程施工环节,围堰技术规范化应用,当围堰工程加固时,需要工作人员按照相关规范予以夯实、加固,以此保证围堰技术成果,真正为水利水电工程优质施工而助力。同时,针对围堰施工技术的使用情况进行客观、全面评价,从而了解水利水电工程投用现状,得知围堰是否出现渗漏水现象。为保证围堰工程的安全性,应加强检测,全过程监管,避免出现塌方事故,一旦在检测、监管环节发现安全隐患,应及时采取必要的防控措施,通过沙袋堵截、木桩加固等方式来减少风险,为后续专项处理奠定良好基础。围堰工程坡面处理的重要一环,即掌握土方覆盖的技巧,保证坡面稳定性,避免在大风、降雨等天气下出现坡面偏移、变形等现象,真正增强围堰工程的稳定性。

  围堰工程施工任务结束后,进入围堰拆除阶段,具体来说,掌握围堰拆除标准,即墙体建筑的高度高于水面,施工人员正式进入围堰拆除状态,既要调用专业知识,又要总结以往积累的拆除经验,根据设计方提出的要求对围堰周边进行有序化、安全化拆除工作。为保证拆除作业的有效性,应借助挖土机等大型机械挖掘围堰顶端,拆除过程中,考虑资源充分利用、环境保护,将拆除后的土块运输到指定位置,为后续分拣、再加工利用做准备。拆除环节,动态监测围堰工程稳定性和安全程度,必要时予以加固处理。

  5 、结论

  综上所述,水利水电工程施工范围逐渐扩大,并且施工要求显着提高,为保证工程质量,应在施工环节运用围堰技术,从而为施工人员创设良好的施工环境,实现优质施工、按期完工的目标。从长远角度来看,施工人员还要对围堰技术类型进行细分,掌握各类围堰技术应用要点,并创新围堰施工技术应用步骤,取得水利水电工程精细化施工的良好效果,最终为人民群众提供优质服务,促进社会经济持续、稳健发展。

  参考文献

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