土石围堰在水利工程中的实例应用分析

      某水闸工程由泄水闸和交通桥两部分组成，总长407 m。且该地区属亚热带气候，冬天无雪少霜，气候温和，全年雨量充足，年平均降水量为2 200 mm。本工程区域内地表覆盖第四系黏质壤土，厚度8—10 m，区域内地下水埋深6～10 m。

 

 

      2 围堰选择与施工工艺

      2．1 测线放样在施工开始之前，技术人员要根据相关的标准规范和施工设计的具体要求，对围堰的位置进行实测放样，以便具体的施工操作能符合设计规范所提出来的要求，提高施工的精确度，为施工质量奠定前期基础。

       2．2 围堰的种类按使用材料分，最常见的围堰有五种：①土石围堰；②混凝土围堰；③钢板桩格型围堰；④木笼围堰；⑤草土围堰等。按围堰的施工期分为一期围堰(全段围堰)和二期围堰。当采用一次拦断法导流时，基坑是由上、下游横向围堰和河床两岸围成；当采用分段围堰时，基坑则由上、下游横向围堰和纵向围堰围成。横向围堰堰顶高程计算公式为：H =h+h₁x+δ(1)式中：h为围堰挡水的静水位，上游围堰由水力计算确定，下游围堰由天然河道水位流量关系曲线确定；h 为波浪高度，参照相关规定，取0．5 m；δ为围堰的安全高度，本例为不过水围堰，工程级别为III等水工建筑，故围堰级别为IV级，安全超高取O．5 m。

       2．3 土石围堰的施工优点土石围堰施工有以下4个优点：①经济效益好。土石围堰的填筑方量虽比混凝土重力坝大6倍左右，但是其单价仅为其1／15左右，随着挖填平衡、废渣废料的利用，单价可降至更低；② 随着大型机械的发展应用，配合采用新的工艺，可大大提高土石围堰的施工进度且提高其质量；③ 土石围堰可以在严寒低温和炎热多雨的地区建造，较混凝土围堰更能适应不同气候；④土石围堰坝基对各种地形、地质条件的适应性较大，对于不良的地基，经处理后～ 般均可修建土石围堰。

      2．4 围堰的施工围堰施工方式的选择应根据河道口的宽度、实际水深以及其它主客观情况进行合理选择。在围堰全部完成且加固措施的设置全部结束后，即可开展抽水作业。根据施工现场具体条件，本工程围堰采用全段围堰法。本工程导流方案为枯水期全断围堰法截断水流，期间河水采用分流形式。根据该导流方案，本工程在开工后首先进行临时设施建设，在具备围堰施工条件后立即进行上、下游围堰填筑，填筑至设计高程后立即进行围堰及基坑左右两侧“闭气”，即高喷板墙施工。填筑时，采用斜坡振动碾压实。压实过程中采用了斜坡碾压与砂浆固坡相结合的施工方法。在基坑抽水完成，具备施工条件后立即进行泄水闸水下部分施工，并于枯水期内完成所有水下结构施工，并开始拆除围堰。根据招标文件要求，同时结合本工程实际情况，选定本工程的导流标准枯水期10a一遇洪水(P=10％)，相应水位为14.1 m，导流时段为11月至次年3月。       

      2．4．1 上游围堰上游围堰采用土石结构围堰，两侧坡比均为1：2.5，堰顶高程15.1 m，堰顶宽5.0 m，堰底宽40.5 m，堰体两侧坡脚为堆石体，堰体防渗结构为黏土芯墙，芯墙顶宽2.0 m，两坡比均为1：0.5，以芯墙为中心两侧对称填筑砂砾料，在砂砾料的坡面铺1250px厚石渣，堰顶铺30 cm厚石渣，堰体下部河床为含砾粗砂层，具有透水性，采用高喷板墙进行防渗。

      2．4．2 下游围堰下游围堰为均质黏土结构，两侧坡比均为1：2.5，堰顶高程10.5 m，堰顶宽3.0 m，堰底宽13.0 m，在堰体两侧坡面铺50 cm厚石渣，堰顶铺30 cm厚石渣，堰体下部河床为含砾粗砂层，具有透水性，采用高喷板墙进行防渗。由于基坑下部为含砾粗砂层，有透水性，为保证基坑内施工正常进行，在上、下游围堰堰体下部及基坑左右侧进行高喷板墙施工，防止外部水流渗入基坑。

       3 施工中应注意的事项常注意以下3项：

 

       1)围堰防冲：迎水坡脚抛投大石，防止水流对坡脚冲刷、掏空围堰。

 

       2)围堰的拆除：选择围堰形式和材料时，就应该考虑到工程完工后的拆除问题。需要拆除的水下部分非必要情况下就不要用过大的块石、混凝土块体和钢筋笼等填筑。随着水位下降逐层拆除背水坡和水上部分。而最后的拆除工作则在枯水期进行。

 

      3)接头部分：土石围堰与岸坡的接头主要通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法，以延长塑性防渗体的接触渗径防止集中绕渗破坏。

       4 遇到的问题与解决方法

     4．1 高喷板墙的施工工艺流程高喷板墙的施工工艺流程。

 

     4．2 高喷施工参数在正式施工前先选择代表性地段进行高喷试验，根据试验结果并结合自身施工经验。经过高喷灌浆后，渗透系数K≤1．0 X 10?⁵cm／8，达到了设计标准。基坑的排水量大大减少，为后续的施工创造了有利的条件。

      5 结论

      本工程采用土石围堰，结合高喷防渗墙技术，取得了很好的效果，围堰安全性及防渗效果大大提高，保证了工程的顺利进行，减少了基坑排水工作，降低了工程造价，节约了施工成本。