探究水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)要點

黃永明

(江西省贛撫平原水利工程南昌縣管理站，江西 贛撫 330200)

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探究水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)要點

黃永明

(江西省贛撫平原水利工程南昌縣管理站，江西 贛撫 330200)

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(wù)，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。

水利施工；水壩堤防堵口；施工技術(shù)；要點

0 引 言

我國領(lǐng)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(shè)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(shù)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(shè)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(jié)構(gòu)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(shù)要點

2.1 水壩堤防準備階段施工技術(shù)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(gòu)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(shè)計、機械設(shè)備，施工人員通道設(shè)計等；設(shè)計工作完成后要做好施工技術(shù)的交底工作，施工單位可提前做好施工技術(shù)和設(shè)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(shù)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(yīng)對工作。在進行裹頭設(shè)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(shè)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(shè)拋柳枕。

2.2 水壩堤防進堵合龍階段的堵口施工技術(shù)要點

2.2.1 堵口的設(shè)置

堵口設(shè)置包括3方面的工作：①確定合適的堵口時間。堵口時間應(yīng)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(yīng)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(guān)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(shè)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(chǔ)軟弱的情況下使用。在使用該方法時應(yīng)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(shù)

常用的合龍施工技術(shù)主要包括橫梁合龍、沉排合龍、關(guān)門合龍3種，以下針對這3種施工技術(shù)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(guān)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(shù)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(shè)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(chǔ)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(yīng)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(shè)計要求和相關(guān)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(jié) 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(guān)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(shù)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。

[1]劉越.水壩堤防決口原因及堵口施工方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(29):228.

[2]曾金水,涂啟龍,謝文金,等.福建省水利工程施工學科研究報告[J].海峽科學,2010(01):32-36.

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[4]李斌，楊明慶，趙宇坤，.黃河下游防洪工程占地及移民安置監(jiān)督檢查[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學院學報，2013(04)：107-109.

[5]趙德遠，喬鵬.水利施工中水壩堤防堵口施工技術(shù)綜述[J].水電交通，2011(05)：200.

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1007-7596(2016)10-0096-02

2016-09-18

黃永明(1977-)，男，江西南昌人，工程師，研究方向為水利工程技術(shù)。

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