缩略图
Science and Technology Education

围堰技术在水利工程施工中的应用

作者

刘玉坤

中电建振冲建设工程股份有限公司

引言:围堰技术是水利工程施工的重要手段,其合理运用对于保障工程质量、控制施工进度、提高投资效益至关重要。然而,不同类型水利工程所处的地形、地质、水文等条件差异显著,对围堰技术的要求也不尽相同。如何针对不同工程特点,优化围堰设计方案,创新施工工艺流程,强化质量安全管控,已成为当前亟须解决的关键问题。本文将在系统梳理围堰技术发展现状的基础上,深入剖析围堰技术在河道治理、水库枢纽、泵站等不同类型水利工程中的应用特点,并提出优化设计、精细施工、科学管控等方面的对策建议,以供工程实践参考。

1.水利工程施工中的围堰技术应用现状

1.1 土石围堰的应用现状与局限性

土石围堰由于材料来源广泛、造价低廉,在水利工程施工中得到了广泛应用。尤其在一些中小型水利工程和偏远地区,土石围堰几乎成为围堰施工的首选。然而,土石围堰也存在一些不可忽视的局限性[1]。其一,土石围堰的抗冲刷和抗渗能力相对较差,在水流湍急、水位变幅大的河段,极易发生冲刷坍塌和渗透破坏;其二,土石围堰施工周期长,机械化程度低,施工进度慢,不利于工期控制;其三,土石围堰占用大量河道断面,阻水显著,在汛期易诱发上游水位抬高,加剧防洪压力;最后,土石围堰拆除困难,大量土石料处置不当还会对河流生态环境造成破坏。这些问题制约了土石围堰在现代水利工程中的推广应用。

1.2 钢板桩围堰的应用现状与优势

钢板桩围堰以其结构轻型化、施工便捷化、抗渗耐冲刷等突出优势,在水利工程施工中得到了越来越广泛的应用。特别是在大中型水利枢纽工程中,钢板桩围堰几乎已成为围堰施工的主流形式。与土石围堰相比,钢板桩围堰具有施工机械化程度高、进度快、工期短的优点,显著提升了施工效率;同时,钢板桩材料可多次周转使用,节约了工程成本;钢板桩围堰断面尺寸小,对河道阻水影响小,有利于降低汛期防洪压力;钢板桩围堰整体刚度大,抗冲刷稳定性强,能有效规避渗透破坏风险;此外,钢板桩围堰拆除方便,能最大限度减少对河流生态环境的扰动。这些优势特性使钢板桩围堰在现代水利施工中备受青睐。

1.3 混凝土围堰的应用现状与适用条件

混凝土围堰因其强大的抗渗性能和较高的抗冲稳定性,在特殊水文地质条件下具有其他围堰形式无可比拟的优越性。当前,混凝土围堰主要应用于以下几类施工环境:一是地质条件复杂,渗透系数大,土石围堰难以满足抗渗要求的区域;二是河床冲刷强烈、水流湍急,土石和钢板桩围堰稳定性难以保证的河段;三是围堰高度较大,土石围堰和钢板桩围堰强度和刚度不足的工况;四是围堰基础持力层埋深较大,其他围堰型式难以达到持力层的情况。在这些特殊条件下,混凝土围堰往往成为不二选择。当然,混凝土围堰造价高、施工工序复杂、拆除不便等问题,也在一定程度上限制了其大规模推广。因此,工程实践中需要综合考虑技术、经济等因素,审慎选用。

2.围堰技术在不同类型水利工程中的应用特点与优化策略

2.1 河道治理工程中的围堰技术应用与优化

围堰技术在河道治理工程中发挥着至关重要的作用,合理选择围堰布置方案和断面形式,优化施工工艺和监测控制措施,是确保河道治理工程质量和效益的关键。在围堰布置方案选择上,需要综合考虑河道比降、水流特性、施工场地条件等因素,通过技术经济比较,合理确定顺河向或横河向布置方案[2]。顺河向布置有利于减小过流断面收缩比,降低行洪风险,而横河向布置则更便于围堰分段施工和后期拆除。围堰断面形式的优选需要兼顾抗冲刷稳定性、抗渗性能和施工便捷性等要素。当前,新型复合材料围堰、砌石灌注混凝土围堰等新型断面形式得到了越来越多的应用,可显著提升围堰的安全性和耐久性。围堰施工工艺优化的重点在于加快施工进度,确保围堰质量。大型机械化施工、预制构件装配化施工等先进工艺,可有效提高围堰施工效率。同时,加强施工过程监测控制,动态跟踪围堰变形、渗流等性态参数,是确保围堰安全的有力保障。

2.2 水库枢纽工程中的围堰技术应用与优化

水库枢纽工程是围堰技术应用的重点领域,围堰施工面临施工强度大、工期紧、安全风险高等复杂情况。针对性地优化围堰布置方案和分期施工方案,是确保围堰施工安全和工程进度的关键。合理划分围堰施工阶段,统筹安排围堰填筑、主体结构施工、围堰拆除等各阶段工期,协调各施工区域的平行作业,对于加快工程进展至关重要。同时,水库枢纽工程往往面临较高的水头,围堰设计和施工控制尤为关键。采用合理的止水措施,加强基础固结灌浆和帷幕灌浆,提高围堰的整体稳定性和抗渗性能,是应对高水头的有效途径。在施工过程中,实时监控围堰应力应变状态,及时调整施工方案,也是确保高水头围堰安全的重要保障。此外,水库枢纽工程围堰施工还应注重生态环境保护。优化围堰填筑材料,采用清洁环保的施工工艺,在围堰拆除过程中妥善处理弃渣,最大限度减少对河流生态系统的干扰,是践行绿色施工理念的重要举措。

2.3 泵站工程中的围堰技术应用与优化

泵站工程是围堰技术应用的另一个重点领域,围堰设计和施工优化对于保证泵站工程质量和工期至关重要。集水井和吸水井是泵站的关键部位,围堰设计需重点关注其抗渗稳定性。采用混凝土灌注桩围堰、多轴柱列式围堰等新型围堰结构,可显著提升围堰的止水和支护效果。在进出水口围堰施工中,快速施工和拆除是重中之重。大型机械化作业、预制拼装等先进施工技术,可大幅压缩施工工期。同时,采用爆破拆除、大型机械拆除等快速拆除工艺,也是加快进出水口围堰拆除的有效途径。对于泵站深基坑围堰,做好防渗和降水设计至关重要。采用高压旋喷桩、多轴柱列井点降水等先进止水降水措施,可有效遏制深基坑渗漏失稳风险。同时,在围堰内合理布设观测点,实时监测基坑水位变化和围堰变形数据,是优化降水方案、确保基坑安全的重要手段[3]。总之,优化泵站工程围堰设计和施工,对于保障工程进度、质量和安全具有重要意义。

结束语:本文系统分析了围堰技术在不同类型水利工程中的应用特点,提出了围堰布置优化、断面设计改进、施工工艺创新、过程监控加强、生态保护强化等行之有效的优化对策。随着水利工程建设环境的日益复杂,需要继续强化围堰技术的创新研究与应用,着力提升围堰工程的安全性、经济性和环保性。唯有不断推动围堰施工向科学化、精细化、绿色化方向迈进,才能为现代水利工程高质量发展提供有力的技术支撑,为保障国家水安全、改善人民生活品质作出更大贡献。

参考文献:

[1] 李洋,陶凤博. 信息化技术在水利工程施工管理中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(19):214-216.

[2]宗茜. 信息技术在农田水利工程施工管理中的应用研究[J].当代农机,2025,(06):48-49.

[3]张棋. 导流施工技术在水利工程施工中的应用研究[J].中国水运,2025,(12):81-83.