水利施工中水壩堤防堵口施工技術要點
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摘要:近年來我國的水利水電施工項目逐漸增多，其中水壩堤防作為水利施工主要項目之一，承擔擋水防洪的任務，如果一旦發(fā)生決口將嚴重影響人們的生命安全和社會各項活動的正常開展，因此做好水利施工中的水壩堤防堵口施工具有重要的現(xiàn)實意義。文章介紹了水利施工中水壩堤防發(fā)生決口的原因及其分類，筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗提出有效的解決對策，旨在推動水壩堤防施工質(zhì)量，為各項社會活動的開展提供良好的的外部條件。
0引言
我國領土面積很大，各地區(qū)間的地質(zhì)條件、自然條件、水資源和分布條件差異較大，四川、湖南、湖北、江蘇、廣西等地區(qū)經(jīng)常發(fā)生洪澇災害，水壩堤防作為主要的擋水建筑物，在擋水泄洪方面發(fā)揮著重要作用。為了保障人們的生命和財產(chǎn)安全，我國不斷加大財政投入運用于水壩堤防施工，在實際施工過程中由于施工設計不合理、地方質(zhì)量差、維護工作不及時等導致水壩堤防決口，因此加強水壩堤防堵口施工技術的研究具有重要意義。
1水利施工中水壩堤防發(fā)生決口的原因及其分類
1.1水壩堤防決口出現(xiàn)的原因
導致水壩堤防發(fā)生決口的原因眾多，筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗將其分為以下4類:①爆發(fā)的洪水較大，超過水壩設計標準，或者潮汛期水位增長較快，短時間內(nèi)超過堤壩頂端形成決口。②由于湖泊、河流浪潮的沖刷，導致堤防或者壩體出現(xiàn)局部坍塌，由于維修人員的搶修不及時導致的決口。③在施工過程中水壩堤防建筑質(zhì)量不達標，導致的堤身、壩基底層土質(zhì)較為疏松，存在鼠蟻的洞穴，而導致的水壩建筑物開裂而導致的決口［1－3］。④由于人為因素的破壞，例如決口分洪、軍事進攻等導致的水壩堤防決口。
1.2水壩堤防決口的分類
水壩堤防根據(jù)條件的不同具有不同的分類標準，其中最常見的是根據(jù)口門過流和決口原因分類。以下針對這兩種分類標準進行詳細闡述。以口門過流的不同為分類依據(jù)，水壩堤防決口可分為分流一股、全河奪流兩種。其中分流一股主要是指在水壩堤防發(fā)生決口后，原河道仍可行水。全河奪流主要是指在水壩堤防發(fā)生決口后，原河道出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象。以成因的不同為分類依據(jù)，水壩堤防決口可分為自然決口和人為決口兩種。其中自然決口又分為漫決、沖決、潰決3類。漫決主要是由于引水流溢過壩堤頂部而導致的決口。沖決是由于浪潮、河流、引水流等對堤壩、壩基的沖刷導致的邊坡穩(wěn)定性降低而發(fā)生的決口。潰決主要是由于水流長時間穿過堤身、壩基，導致建筑結構發(fā)生滲透破壞而產(chǎn)生的決口。人為決口又稱為扒決主要指人為掘堤，導致的決口稱為扒決。
2各階段水壩堤防堵口施工技術要點
2.1水壩堤防準備階段施工技術要點
2.1.1施工前的準備工作水壩堤防施工前首先施工期的準備工作，其中包括堵口物料的籌集、并根據(jù)物料的使用情況及時調(diào)整備料庫存，同時要建立高效有力的施工指揮機構做好施工隊伍內(nèi)部的分工，并建立責任制，將施工責任具體到個人，以提升施工質(zhì)量。此外，布置好堵口施工現(xiàn)場，并制定詳細的施工計劃，其中包括堵口路線設計、機械設備，施工人員通道設計等;設計工作完成后要做好施工技術的交底工作，施工單位可提前做好施工技術和設備的準備工作。
2.1.2做好水文觀測與河勢勘察水文觀測和河勢勘察是水壩堤防準備工作的另一方面。首先做好口門水位、水流、深度等的監(jiān)測工作，并通過檢測的橫縱截面圖將數(shù)據(jù)記錄下來。其次做好口門地質(zhì)和地形的勘察，并做好記錄工作。再次制定水文預報方案，并根據(jù)方案記錄日常水文流量情況。最后，觀測口門上下游河流走勢，以便準確預估河流的未來走勢。
2.1.3制定堵口的施工方案堵口施工方案的制定。首先需要根據(jù)搜集的水壩堤防決口區(qū)域的水文地質(zhì)、河勢變化、水位、水流等資料，確定合適的堵口時間和施工方案。堵口時間的確定需要充分考慮水勢、決口位置、水情、復堵條件等因素，此外堵口時間確定越早越好;堵口施工方案確定其中涉及所使用的施工技術和方法，同時根據(jù)施工現(xiàn)場情況，做好現(xiàn)場安全保護工作。
2.1.4做好裹頭處理水壩堤防發(fā)生決口之后，首要工作就是裹頭處理，以防堤頭坍塌范圍進一步擴大，此外裹頭處理還為水壩堤防施工提供了良好外部環(huán)境。裹頭是指水壩堤防決口的兩邊斷頭堤或者河道節(jié)流時的堤壩壩頭，在水壩堤防決口后，可選擇水流量較小時或者堤頭坍塌面積較小時進行裹頭的修復操作。為了減小工作難度，可根據(jù)水流強度估算口門位置的水流寬度，通過在距離口門一定距離處挖斷堤身，重新修筑裹頭。挖斷堤身修筑裹頭，一般在裹頭部位，深挖1.5m，根據(jù)水流狀況進行具體的裹頭處理操作。此外還要做好口門坍塌的應對工作。在進行裹頭設計方案制定時要以水位、地質(zhì)、水速等實際情況為依據(jù)，具體確定設計方案，如果水流量較小，土質(zhì)狀況較好，可通過在堤頭周圍打樁，在堤頭和樁之間進行填土操作，相反土質(zhì)松軟、水流量較大時可在堤頭前鋪設拋柳枕。
2.2水壩堤防進堵合龍階段的堵口施工技術要點
2.2.1堵口的設置堵口設置包括3方面的工作:①確定合適的堵口時間。堵口時間應在各項施工材料和施工隊伍、施工方案等準備工作做好之后進行，此外堵口施工還受到水位、地質(zhì)、水流等外部條件的影響，堵口時間應在水位較低、洪峰到達之前進行，以實現(xiàn)及時合龍。②口門的復堵次序。一般情況下水勢情況直接決定了水壩堤防決口面積，在這一過程中決口面積的大小和位置會有所差別，在堵口操作時就有復堵操作的優(yōu)先性問題。一般優(yōu)先復堵重要位置，并遵循先小口門后大口門，先下游口門后上游口門的原則。③合理選擇渡口堤壩軸線。堵口堤壩軸線的選擇合適與否之間關系到堵口施工的質(zhì)量，一般的選取需要根據(jù)口門條件和堵口方法，選擇斷流且易于施工的堵口堤壩軸線［4－6］。
2.2.2堵口的主要方法和措施堵口方法有平堵法、立堵法、混合堵等，其中平堵法主要適用于流速、單寬流量較小，水流條件較好的區(qū)域，平堵法的機械化程度較高，其施工方法包括污水口門砌堵、架橋平堵、拋料船平堵等方式。立堵法具有無需架設浮橋優(yōu)點，能夠縮短施工時間，該方法的施工方式包括打樁進堵法、填土法、草木圍堰法等;混合堵綜合了平堵法和立堵法的優(yōu)先，通常在口門局部沖深較大、口門較寬、基礎軟弱的情況下使用。在使用該方法時應以口門的實際情況為依據(jù)，靈活運用。
2.2.3合龍施工技術常用的合龍施工技術主要包括橫梁合龍、沉排合龍、關門合龍3種，以下針對這3種施工技術進行簡單闡述。橫梁合龍主要是指通過使用截面直徑為20cm左右的粗木桿，將其橫臥在龍口位置并做好將粗木桿兩端固定好，在橫桿前面打一排木樁，將土袋置于木樁上，從而實現(xiàn)阻斷水流的目的;沉排合龍是采用樹枝、木桿等容易發(fā)生形變耐壓的材料，將其綁扎成沉排，并在沉排方格內(nèi)部放入適當數(shù)目的土袋，以保證沉排浮在水面，將沉排移至合龍口處并固定，繼續(xù)向上拋土袋直至土袋浮出水平，之后進行填筑施工;關門合龍主要采用粗木樁，并在木樁上捆扎柴草捆，利用水流將其卡在合龍口處，當實現(xiàn)大部分水流被攔截后，使用土袋拋壓以完成合龍施工。
2.3水壩堤防復堤階段施工技術要點
2.3.1堤頂高程恢復水壩堤防發(fā)生決口后堤頂高程難以滿足原設計標準因此需要進行堤頂高程恢復操作。此時堵口斷面的堤質(zhì)狀況不好，存在堤基滲漏的問題，復堤操作時將堤防高度在原堤防高度的基礎上高出0.5m左右。
2.3.2復堤施工中的注意事項在筑堤之前，應進行基面雜物的清理工作，并做好分層填土工作，筑堤時要保證臨水面使用黏土，背水面使用砂土，當?shù)躺砀叱鏊鏁r進行分層填土操作，土層厚度控制在0.3m以下;填土后要進行碾壓和夯實操作，碾壓次數(shù)控制在2－5次之間;施工過程中要嚴格根據(jù)設計要求和相關的施工標準進行以確保施工質(zhì)量。
2.3.3護坡防沖工程復堤階段施工主要是堤防的新建，這些堤防未經(jīng)過洪水的沖擊，又處于迎流頂沖區(qū)域，為了防止坡腳滑動，可通過護坡防沖工程使得堤防得到有效的保護。
3結語
水壩堤防施工作為水利施工的重要方面，其施工質(zhì)量直接關系社會生產(chǎn)生活活動的正常開展，水壩堤防一旦發(fā)生決口后，進行修復的難度將非常大，這就要求在實際的堵口施工中藥把握好各施工技術的要點，以保證良好的施工質(zhì)量，確保水壩堤防良好發(fā)揮防洪的作用。
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作者：黃永明 單位：江西省贛撫平原水利工程南昌縣管理站
