水利工程围堰施工技术

水利工程围堰施工技术

当前城市为了在河流上建造水利枢纽格式的水工建筑物，其次要对建筑物的基础进行处理，而大面积的基本处理以及水工建筑物的施工很难在流水中开展，所以需要形成基坑，把水抽干，通常采用的方法是用临时挡水建筑物———围堰将建筑物基坑的全部或一部分从河床中隔离开来，然后把水抽干进行施工。

1.围堰分类

按其所使用的材料，可以：土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰等。按围堰与水流方向的相对位置，可以分为：横向围堰和纵向围堰。按导流期间基坑淹没条件，可以分为：过水围堰和不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的专门要求。

2.围堰的基本型式及构造

（1）不过水土石围堰

不过水土石围堰是水利水电工程中应用最广泛的一种围堰型式。它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构造简单，施工方便，可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建。但其工程量大，堰身沉陷变形也较大。

（2）过水土石围堰

当采用允许基坑淹没的导流方式时，围堰堰体必须允许过水。因此，过水土石围堰的下游坡面及堰脚应采取可靠的加固保护

措施。目前采用的有：大块石护面、钢筋石笼护面、加筋护面及混凝土板护面等。较普遍的是混凝土板护面。

（3）混凝土围堰

混凝土围堰的抗冲与防渗能力强，挡水水头高，底宽小，易于与永久建筑物相连接，必要时还可以过水，因此应用比较广泛。国内浙江紧水滩、贵州乌江渡、湖南凤滩及湖北隔河岩等水利水电工程中均采用过拱型混凝土围堰作横向围堰，但多数工程还是以重力式混凝土围堰作纵向围堰。

3.围堰的平面布置与堰顶高程

（1）围堰的平面布置

围堰的平面布置一般应按导流方案、主体工程的轮廓和对围堰提出的要求而定。通常，基坑坡趾离主体工程轮廓的距离，不应小于20~30m，以便布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等。至于基坑开挖边坡的大小，则与地质条件有关。当纵向围堰不作为永久建筑物的一部分时，基坑纵向坡趾离主体工程轮廓的距离，一般不大于2.0m，以供布置排水系统和堆放模板。如果无此要求，只需留0.4~0.6m就够了。

（2）堰顶高程

堰顶高程取决于导流设计流量及围堰的工作条件。下游围堰的堰顶高程由下式决定：

Hd=hd+ha+δ

式中Hd—下游围堰堰顶高程，m；hd—下游水位高程，m；可直接从河流水位流量关系查出；ha—波浪爬高，m；δ—围堰的安全超高，m。上游围堰的堰顶高程由下式决定：

Hu=hd+z+ha+δ

式中Hu—上游围堰堰顶高程，m；z—上下游水位差，m；其余符号同上式。

必须指出，当围堰要拦蓄一部分水流时，则堰顶高程应通过调洪计算来确定。纵向围堰的堰顶高程，要与束窄河段宣泄导流设计流量时的水面曲线相适应。因此，纵向围堰的顶面往往作成阶梯形或倾斜状，其上游和下游分别与上游围堰和下游围堰顶同高。

4.围堰的防渗和防冲

围堰的防渗、接头和防冲是保证围堰正常工作的关键问题，对土石围堰来说尤为突出。

（1）围堰的防渗

围堰防渗的基本要求，和一般挡水建筑物无大差异。土石围堰的防渗一般采用斜墙、斜墙接水平铺盖、垂直防渗墙或灌浆帷幕等措施。

（2）围堰的接头处理

围堰的接头是指围堰与围堰、围堰与其他建筑物及围堰与岸坡等的连接而言。混凝土纵向围堰与土石横向围堰的接头，一般采用刺墙型式，以增加绕流渗径，防止引起有害的集中渗漏。

（3）围堰的防冲

围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关，一般多采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。关于围堰区护底范围及护底材料尺寸的大小，应通过水工模型试验确定。解决围堰及其基础的冲刷问题，除了护底以外，还应对围堰的布置给予足够的重视，力求使水流平顺地进、出束窄河段。通常在围堰的上下游转角处设置导流墙，以改善束窄河段进出口的水流条件。

5.围堰法导流

从施工导流方式来分析，大体上可分为三类，即分段围堰法导流、全段围堰法导流、淹没基坑法导流。

（1）分段围堰法导流

分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。

所谓分段，就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工。所谓分期，就是在时间上将导流分为若干时期。采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选择是关键问题之一。

在确定纵向围堰的位置或选择河床的束窄程度时，应重视下列问题：充分利用河心洲、小岛等有利地形条件；纵向围堰尽可能与导墙、隔墙等永久建筑物相结合；束窄河床流速要考虑施工通航、筏运、围堰和河床防冲等的要求，不能超过允许流速；各段主

体工程的工程量、施工强度要比较均衡；便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰过高或截流落差过大。

分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。分段围堰法导流，前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有以下几种：底孔导流、坝体缺口导流、束窄河床导流。

上述三种后期导流方式，一般只适用于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。对于土石坝、非重力式混凝土坝等坝型，若采用分段围堰法导流，常与河床外的隧洞导流、明渠导流等方式相配合。

（2）全段围堰法导流

全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。全段围堰法导流，其泄水道类型通常有以下几种。

（2.1）隧洞导流

隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑上下游修筑围堰，河水经由隧洞下泄。一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。

（2.2）明渠导流

明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。

（2.3）涵管导流