农田水利工程的围堰施工技术思考

2022-09-21 16:44:29 来源:写作指导

摘要:在农田水利工程建设中,施工导流及围堰技术在其中发挥着极其重要作用,这两种技术同时也是水利农田工程中核心技术,合理的应用对工程的进度安排以及工程的质量有一定的保障,与此同时,还能够提高水利工程建设过程的施工工艺和水平,为农田水利工程的可持续发展创造良好的基础条件。基于此,本文以农田水利工程为切入点,研究分析围堰施工技术的结构形式、施工要点以及在农田水利工程的应用。

关键词:农田;水利工程;围堰施工;技术与管理;分析

1围堰技术概述

围堰施工是水利工程建设中的重要环节,在实际操作时,相关单位要先详细调查项目所在地河道的具体情况,结合各种要素去逐步完善施工组织计划,最终确定出适用、合理的整体方案。当然在围堰施工中要积极采用自动化、信息化与智能化技术,注重技术层面上的优化创新,以保障围堰建设质量。除此之外,钢板桩围堰并不是唯一选择,相关人员需要结合施工现场的水文地质条件进行综合分析,以选择最为适合、性价比最高的围堰类型,为后续工作开展奠定坚实基础。

2围堰技术结构形式

在水利工程施工中应用的围堰技术,主要有以下几种结构形式:①土石围堰。此种围堰主要以常见的土石为原材料,因为可就地取材,能节约大量材料费、运输成本,整体成本较低。土石围堰虽为土石筑成,不过却有良好的普适性。另外,土石围堰又包含过水土石围堰、不过水土石围堰,其中过水土石围堰在水利工程运行过程中一旦出现水淹没基坑情况,为保证围堰安全过水,要在围堰坡面和底部采取有效的防护措施,以减少过水期渗透压等对建筑结构的破坏。在水淹没基坑情况下,不过水土石围堰不具备良好的防护性能,但此种围堰在建造技术和经济成本方面具有良好优势,目前在水利工程当中广泛应用,一旦遇到汛期或水位超过围堰,要及时采取一定防水措施。②混凝土围堰。目前在水利工程施工中,混凝土围堰也属于一种常用围堰方式,相比于其他围堰,此类围堰的稳定性和强度更高,并且具有较强的抗渗能力、抗冲击能力,结构稳定且安全。混凝土围堰主要在低端高度和挡水高度方面表现出突出优势,可基于建筑物高度获得良好的过水效果。不过在应用此围堰方式期间,要相匹配的搭建横向围堰,特定环境下可搭建纵向围堰。③预应力混凝土板桩围堰。此类围堰施工中需预先施加预应力,合理处理板桩两端界面,确保紧密连接。之后以倾斜方式打入桩,确保邻桩紧密贴合于一体,在此基础上钻孔,准确的放置预制件,最后浇筑。

3围堰技术的施工要点

3.1工程围堰连接技术

在农田水利水工工程围堰技术的施工过程中,防洪围堰之间的连接情况对整个农田水利水工工程的正常施工起到了重要的作用。围堰接头部位主要是指围堰与其他建筑物之间的连接部位,以此来保证防渗与防冲问题的解决。要想保证围堰的建筑质量,必须要保证各接头部位牢靠,有效防范各种自然灾害对堰体造成危害。围堰建筑的作用是防渗,通过采取斜墙加垂直防渗墙的方法,以此来达到防渗的效果。导流设计及围堰的实际工作情况决定着堰顶的高度,在拦截水流的过程中,根据堰顶的高度来调节导流设计,并与水面曲线相对应。围堰建筑作为保障农田水利水工工程的重要措施之一,对项目的整体建筑起着不可忽视的作用。要想保证农业的稳健发展,必须严格把控水利工程的整体施工质量及施工效率。堰体的建造主要受河流宽度的限制,当在河岸宽度比较狭小的空间进行施工作业时,通常会选择采取引开水流的方法来进行施工作业。为了保证围堰技术跟上现代化的发展,需对围堰技术进行改造。随着农业的不断发展,对于围堰技术的应用也应具有一整套完整的改造方案,为农田水利水工工程的进一步发展提供参考依据。对于围堰技术的改造,要针对具体的施工情况来定,以此来保证围堰技术的改造与水利工程的现代化建设相同步。在对围堰建筑进行拆除的过程中,施工单位要先对施工现场进行仔细检查,然后根据相关流程进行施工作业,工作人员应按照导流洞的方向进行退挖出渣,并做好善后的清理工作。

3.2围堰建筑的加固

部分水利项目实施期间,有些建筑需在水中建设,为了使基坑挖掘达到理想的效果、并且形成质量和技术水平均达标,一般需通过修建围堰工程来完成排水工作,从而能够为大型的建筑设备或者人员进入围堰施工提供前提条件。在完成核心建筑施工后,再将上述的围堰部分进行拆除。对围堰进行拆除时,需通过水泵向四周注水。实施围堰的拆除需着重注意以下方面的工作内容:一是施工方需以投标文件规定的内容为依据,详细勘察施工区域的各类条件信息,从而确定适合的围堰技术及施工方案;二是沿导流洞轴线方向将渣清除,并通过车辆将弃渣输送到河道上游进行妥善处理;三是确保在施工完成后围堰正面没有土石等杂物,避免注水时对围堰产生负面冲击;四是严格按照既定设计方案进行施工,在完成围堰的挖除后还需要彻底清除坡底范围,保证整个工程效果达到设计要求。在施工过程中由于载荷增加会导致围堰及地基的受力不均将会造成部分塌陷失稳。

4水利工程施工围堰技术的应用

围堰技术是水利施工过程中为了增强建筑物的质量,通过修建临时性围护结构,对基坑进行维护。其中,新型围堰技术也包括以下技术类型。

4.1胶凝砂砾石(CSG)围堰

CSG筑坝技术是将水和胶凝材料加入河床砂砾石、开挖废弃料等岩基材料中,通过搅拌形成一种筑坝材料,该材料的性能与堆石坝材料、碾压混凝土材料等相符。骨料选择:采用基坑河床开挖的天然砂砾石混合骨料,检测过程中会对这一骨料的密度、含泥量、含水量、砂率、颗粒级配等指标进行检测,结合最终检测的结果,得出粗骨料中粒径>250mm的颗粒含量相对较多且达到39%。为了达到设计标准,施工之前相关人员需要开展分拣,选择符合标准骨料;现场取料过程中还应该对细骨料开展精细的挑选,对超过3.8%细骨料泥沙量,不予使用。其他原材的使用。结合当前技术标准和相关要求,主要采用普通硅酸盐水泥、采用2级粉煤灰、选用JM-Ⅱ型缓凝高效减水剂、运用系统水作为施工用水。配合比设计。选用天然砂砾石混合骨料,在对大于250mm颗粒的砂砾石进行剔除之后,进行配合比试验,将胶凝材料控制在100kg/m3,开展击实试验和VC值试验、水灰比与强度关系试验,在开展这3种试验时主要按照以下2种情况进行试验,如掺30%粉煤灰的情况下进行地试验,不掺粉煤灰情况下进行地试验。通过试验确定CSG材料地最佳含水率和最大干容重,结合当前的技术标准和要求等,对CSG初选配合比进行明确。配合比试验。在选定配合比之后,进行CSG拌和物性能地试验,同时,还需要进行强度试验、不同尺寸实验强度对比试验和抗渗性试验。摊铺和碾压。某大坝上游围堰CSG煤层的平仓厚度达到66cm~88cm,应用25t振动碾,其碾压遍数为2+6,即先振动2遍之后再振动6遍。碾压条带间的搭接宽度为40cm~60cm,压实度需要控制在≧93%,端头搭接的宽度保障在180cm~240cm。大坝上游围堰CSG布置在下游的坡面,运用混凝土面板、防渗墙等开展有效防渗。CSG模板和施工。为了进一步增强CSG抗冲刷的能力,可以运用预制混凝土块作为CSG下游面模板,现场施工过程中,以130mm高频振捣棒进行振捣,当遇到砂砾石粒径过大的情况后,可以应用抽槽进行注浆。抗压强度。施工过程中施工人员通过现场取样,开展室内的养护工作,进行28天的抗压强度检测工作,现场取样。胶凝砂砾石(CSG)围堰技术的应用优势:①能够就地取材,有效解决了当前河床开挖中废料难以有效处理的不足,节省了围堰施工的整体成本。在施工中不需要使用过量胶凝材料,总量控制在100kg/m3,不需要应用拌和系统,这也在一定程度上降低了相应成本。大坝上游围堰CSG总量控制在8.5万m3,单价共122.36m3,其使用的造价成本为1040万元。如果在施工中使用钢筋笼进行防护,其下游围堰钢筋笼单价共305.05元/m3,造价相对较高。如果在施工中应用混凝土面板开展防护,其造价将会大大提升。②可以进行现场的拌和,施工较为便捷,缩短工期。如果利用钢筋笼防护的方案,其防护高程发生了变化,即防护高程从1212.0m到高程1244.0m转变,高度也达到了32.0m,施工的难度相对较大,如果无法抵抗水流的冲刷,其厚度也会大大增加,施工工期将无法得到有效保障。如果采用混凝土防护的方案,其施工道路布置更加困难。

4.2新型贫胶硬填料围堰技术

该工艺在施工时,须做好以下几个方面的工作:其一,按照以下的施工顺序开展施工。即:积极开展石渣开挖—剔除和挑除超粒径骨料—做好石料的拌和、配级—积极开展石料的运输—做好铺摊和碾压等工作—做好后期的养护工作。其二,该施工时,主要采用的方法:对石渣中超经的石块等进行挑除后进行拌和,并将这些石渣能够堆积成一个形状,该形状的长度和宽保证在7m左右,高在2m左右。然后施工人员运用皮尺开展有效丈量,计算出松散的石渣体积。同时,在计算时还需要对使用的水、水泥、人工砂等开展计算,通过将这些砂浆运输到指定的位置后,通过摊铺和碾压施工等,以发挥出这些材料的作用。其中,分层铺摊的厚度保证在60cm左右,静压次数为2遍,持续振动7遍,保证碾压速度在1.5km/h~3km/h。

4.3橡胶坝与土石围堰组合围堰技术

这种新型围堰主要是指土石过水围堰堰顶之上通过加设橡胶坝子堰,形成一种组合围堰。新型组合围堰可以应用于水电站上游围堰工程,通过使用该方案,该电站多发电量为1.02亿kW•h,发电收入达到2600万元,具有较高的经济效益。这就可以充分看出,新型组合围堰施工技术将会得到广泛的应用和推广。

4.3.1过水土石围堰设计

过水土石围堰建成的基础是截流戗堤的基础上,通过对相关结构增厚、防渗、防冲过程进行围建,堰顶的高程控制在73.50m,顶部的宽度控制在18m,上游的迎水面坡度为1∶3∶4,下游背水面坡度从上到下控制在1∶8、1∶3.5、11.5。其围堰的总长度控制在157.8m,高度为34.5m。

4.3.2橡胶坝在运行过程中应做好升坝工作

如:上游河道数量减少至5060m3/s,应在汛期洪水过后进行升坝。同时,还应该注重坍坝工作。当上游河道的来水量已经超过6000m3/s,则代表施工人员应积极做好度汛的方案。即施工人员结合来水的情况,将水量控制在Q=5200m3/s,对这一过程为坍坝的过程。当上游的水位进行回落后,即回落到77m,应停止发动机,启动橡胶坝坍坝。最后,在水位上升后,水泵房撤离原来的位置,上游的来水量超过12700m3/s,必须将阀门进行关闭,并安排好人员撤离后,将吊物空密闭门也要关闭。

4.4堆石混凝土围堰技术

这一技术为堆石混凝土最重要的构成,其流动性、稳定性、密实性都有较大优势。塌落度控制在180mm~200mm;不同种类的掺合料和掺和量,按照体积比其主要采取0.8~1.15;自密实混凝土单位体积浆体量控制在0.32m3~0.40m3。在选择原材时,胶凝材料总量控制在500kg/m3;根据标准规范,其砂率控制在45%,粗骨料最大粒径控制在20.0mm。堆石混凝土的工艺流程为铺设碎石垫层。碎石粒径可以控制在10mm~100mm,厚度为300mm。在堆石之前需要在碎石上铺设1层的砂浆,目的是更能够黏结好墙体和围堰,防止混凝土浇筑过程中出现漏浆等情况。砌筑浆砌石墙,宽度控制在50.0cm,高度为1.0m。分缝处主要应用油浸木丝板进行隔开,使用块石能够将分缝板夹在中间进行固定。优势:堆石混凝土方量在125/m3,人工需要投入8人,使用的机械为长臂挖机、抛石船、平板舶、搅拌机和吊罐。用时在9.5h。相比于浆砌石墙,其用时20h,在时间和机械投放上都有较大优势,能够提升作业效率。另外,胸墙结构变得更加密实,其质量得到不断提升。

5结语

综上所述,现阶段,围堰施工技术在农田水利工程建设中的应用效果较好,但在应用的过程中,也会因为施工作业中的材料问题以及施工环境的问题而引发不必要的安全事故。因此,相关人员则要加强对围堰施工技术应用前的评估分析,合理选择围堰施工技术,使得围堰施工技术能够在农田水利工程建设中发挥最大的工艺价值,确保农田水利工程项目的安全运行。

作者:鞠玉婷 单位:东营市东营区水利局