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摘要:水坝堤防是水利工程建设的主要施工工程,也是地区经济社会安全发展和人们生命安全的保护屏障,在防洪抗灾方面发挥着很大的功效。如果发生决堤现象,将会带来巨大的社会损失。因此,必须重视工程的质量和安全问题,对其施工的关键技术进行掌握,保证工程建设的质量。本文对水利施工中水坝堤防堵口施工技术进行了探讨。
关键词:水利施工;水坝堤防堵口;施工技术
水坝堤防是一个非常重要的挡水建筑物,水坝堤防一旦出现决口不仅会给经济带来巨大的损害同时会危害人的生命安全,所以需要我们增加对水坝堤防堵口技术的了解并且加强对堤防堵口技术的合理的运用。
1水利施工中水坝堤防发生决口现象的原因
水利施工中的水坝工程较为复杂,在工程建设到投入施用的整个过程中都有可能受到来自外界各因素的影响,多种因素的作用下就出现了水坝决堤事故。这些因素有:自然因素的影响,湖泊、河流等自身作用造成的水坝决口现象,在降水较多的时候,河流就会出现较大冲击力,使实际水位高于标准水位。这种突然增高的水位就会漫出河堤,这种因素是最主要的自然因素;地形因素的影响,由于地形对湖泊、河流的影响,造成湖泊和河流的冲刷力也存在较大的差异,在地形较为陡峭的地区,就会产生较大的河水冲击力,如果再受到其它因素的影响就会造成堤坝发生坍塌现象,若不及时的进行抢修,就会发生决口;施工技术的影响,在施工中若是没有合理的使用施工技术,或者是施工的质量不符合规范,那么就会降低整体工程的质量,施工中出现的问题有土质疏松、施工不牢固等。另外人为因素的影响也会造成水坝出现决口问题,如不合理的开掘等。
2水利施工中水坝堤防堵口的施工技术
2.1堵口前的准备工作
2.1.1水文观测
(1)定期的检测口门的水位、水深、流速和宽度、流量等等数据,并且用纵横断面图记录下来。(2)定期检测口门的水下地形,地下土质情况,并用水下地形图和地质剖面图记录下来。(3)制定口门的水文预报方案,定期的记录水文和流量。(4)要定期关注勘查口门上游下游的河流变化走势,预测水流的发展趋势。
2.1.2修筑裹头
裹头是用来堤防决口和扒口的一种保护措施,可防止口门被冲刷而扩大。主要的做法是在口门两端的堤头或者是河道截流围堰坝头修筑裹头来防护,裹头的修筑可利用混凝土,块石或土石袋,竹笼,铁丝笼或柳石枕等材料,要看具体的口门情况来制定裹头修筑方案,这项施工技术在中国已有千余年历史。
在具体情况中当堤防决口后,要及时对两端的堤头采取保护措施。如果在汛期初期决口,流量持续增多大,并且口门以后还可能会有类似情况发生时,为了减少裹头施工的困难和防止口门被冲深,需要就地做裹头,等情况好转在进行二次施工来保护口门。若是在汛期末期,后面不会再有大的束流冲击,那么可以迅速做裹头,防止口门扩大。
裹头施工应根据堤头的土质、水的深度和水的流速来进行具体方案设计。在水流较为缓慢的且土质比较好的条件下,先在堤头打桩,在桩内沿边钉上柳把、秸秆料等等,在桩与堤头之间填土。在不打桩的情况下,可直接用投编织袋和抛石来做裹头防护。当水深并且水流湍急土质较差的情况下,可挖断堤身在堤头抛排枕或铺土工软布,沿着裹头部位向下挖1-2m。做裹头要计算流速、准备足量抢护料物,做好口门坍塌时救险的准备,裹头的长度依照口门的水势情况在裹头迎水和背水部分进行维护。
2.2水利工程施工中堵口的方法
2.2.1抛石堵口法
在溃口处直接抛石料,依据水流的速度和决口宽度,抛石不宜太小,抛石的速度也有相应的要求。
2.2.2铅丝笼
利用铅丝笼或者竹丝笼来装石料来填补决口,当石料较小,无法直接抛掷时,可将石料装入铅丝笼或竹丝笼抛入觉口中来进行堵口。在石料细碎情况下,可用混凝土将石料进行合拢,对于决口较大者,可以将几个抛头体连在一起,同时抛投,可应付比较大的决口。
2.2.3埽捆进占
埽捆进占是指用柳枝、树枝或芦苇扎成直径为0.1-0.2m的把子,内包石料,捆成尺寸合适的埽捆,将其绳索系在埽捆的两端,推入水中固定在堤坝的木桩上。向前推进,直到闭气,再填土加厚。要注意埽捆合拢厚用土带压住背水面。
2.2.4打桩进占
打桩进占法适合堵口水深在1.5m左右的情况下。具体操作方法是口门两端加裹头后,在坝两侧沿着轴线打排桩,排桩的平均间距是0.5m,桩之间用铅丝或者木料链接,桩深度为土下2-3m。在具体情况里,为了抵抗水压,在间隔三四根桩时会加一根撑桩,并且在迎水面铺上一层层草、土、柳枝和竖立的埽捆。
2.2.5沉船堵口
当决口处水流较为湍急,水势无法掌控,且急切需要紧急救险时就可采用沉船堵口的方法。沉船堵口是指,在空船里装土,当土体重量超过船体时船就会下沉,将船下落到制定决口的位置,再在船身背面固定抛土带和土料用来堵住决口,拦截水流。一般而言船的数量和大小都依照决口口门的大小而定,将沉船在口门处排成“一”字形,便于充分利用空间。沉船堵口属于十分紧急的抢堵任务,但是在开始之前一定要做精确严密的准备工作,比如对口门处的地形、地质和纵横断面的水力都要进行勘察和测量。堵口准备工作做好后,堵口一定要快,同时注意施工质量和人员安全。
2.2.6埽工
埽工的做法是用秸秆、柳梢或芦苇层层铺匀,并以碎石和土压盖,卷成埽捆好几捆连接在一起,就成了护岸工程。埽工是中国特有的护岸方法,用于护岸、截流、堵口或修筑堤坝等工程。
2.3堤防堵口施工后的技术
为了可以有效的避免泄流事故的发生,在工程完成之后通常会遗留下截留坝,虽然具有较小的体积在这样的堤坝规模上,但是却又很多的空隙,可以采用提高堤顶的方式,有效的防洪,还需采取其他有效的措施,防止发生安全事故。一般来说水坝的断面还是相对比较脆弱的,潭坑、渗漏等问题是经常发生的,对于水坝所提升的高度一般是40~60cm,才可以保证水坝不会决口。水坝溃坝发生后,首要工作就是裹头处理,防止溃堤进一步扩大范围,除处理裹头施工外,坝堤还需要提供良好的外部环境。裹头指的是坝堤防决口的两边断头堤或者河道节流时的堤坝坝头,如果出现决堤的现象,可以选择水流量小或堤防塌陷面积较小的地方进行修复对裹头。为了降低工作难度,根据水流强度来估计的当前水流宽度,通过距离口门的一定距离挖断堤身,重建了裹头。一般深挖1.5m在裹头部位,还需要根据水的具体情况进行裹头的详细处理。此外,我们还必须做口门坍塌的工作。对于裹头的设计需要以水速、地质、水位等方面的实际情况为基础具体确定设计方案。土质松软、水流量较大时可在堤头前铺设抛柳枕。相反如果土质状况较好、水流量较小可在桩和堤头之间进行填土操作,不过此操作需要在堤头周围打桩。
综上所述,水坝堤防堵口施工是一个环节繁多任务较重,并且对技术和经验都有很高的要求的工程,水坝堤防施工质量会直接的影响社会生产生活活动的正常开展,一旦水坝堤防出现决口后,进行修复的却是极其困难的,因此做好水坝堤防堵口的施工工作不仅有助于提高水利工程的安全性,还能确保水坝堤防良好的发挥防洪的作用,因此需要我们有效提高水坝堤防堵口施工技术,加强对堤坝堵口施工的管理,从而使我国的水利工程建设得到进一步发展。
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