小型河流土石围堰施工及防渗技术

小型河流土石围堰施工及防渗技术

作者：龙云帅

工作单位：云南省水利水电工程有限公司第三公司

前言：

围堰是导流工程中的临时性挡水建筑物，用来围护基坑，保证水工建筑物能在干地施工。土石围堰是我国应用最为广泛的围堰形式。在云南修建的大多数水利工程主要位于山区，河流水量小，截流难度低。施工单位对围堰填筑较为随意，很少采取正确的防渗技术。以致部分工程在实施过程中，加大的基坑排水工作量，甚至围堰经受不住汛期洪水出现跨塌现象。对此，作者从土石围堰的填筑与防渗措施工方面进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：土石围堰、填筑施工、防渗处理方案

1.土石围堰的基本形式及构造

土石围堰的基本形式如同土石坝，上下游坡比一般设计为1：1.5。由于属于临时性挡水建筑物，基础一般不便开挖。防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、垂直防渗墙式及帷幕灌浆式。基本结构如下图所示。

土石围堰结构图

山区小型河流因流量小，截流时不设戗堤，围堰与戗堤共用。也就存在堰体下部冲积层不作清除而直接回填的情况，也是导致围在使用过程中渗水较大的原因之一。

2施工填筑基本方法及实际存在的主要问题

围堰施工有水上部分和水下部分。水上部分的施工与一般土石坝相同，采用分层填筑，碾压施工。水下部分的施工，土料、石渣、堆石体的填筑可采用进占法。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，防止集中绕渗破坏。

本人亲历的部分工程的截流及围堰填筑，基本未对岸坡进行开挖清理，截流与围堰填筑一并进行，即截流戗堤作为围堰使用。宣威达开电站属于河流量较大的工程，围堰填筑方法也就如此，导致后期经受不住洪水考验，造成正在施工的溢洪道和基础开挖工作功亏一溃。虽然采用深搅连锁桩作了一定的防渗处理，无济于事。在溃堤之前，每小时抽排水量达到了600立方以上。施工成本大为加大。

虽然围堰仅是临时工程，有些工程项目中作为施工技术措施未设报价项目，但作为主体工程正常施工的防护设施，施工方应高度重视，不能抱有侥幸心理，低估洪水标准。为了尽可能在设计洪水标准内不出现问题，施工中应做好导流截流方案。制定可行的截流和围堰填筑施工组织设施和技术方案。围堰填筑可围绕以下几方面进行技术方案的制定和实施工。

（1）截流尽可能选在枯水季节。无论大小流量的河流尽应作截流戗堤，戗堤可作为围堰的上游压脚部分。设置戗堤的目的是保证围堰基础开挖和正常填筑围堰。戗堤使用期较短，可尽量做得简单些，只要能临时拦阻大量水流即可。施工方法可采用上述的一次性立堵法，

可不作分层压实填筑。断面形式不须过于标准，但对上游面须回填部分细料（土料）进行短期防渗。也可在上游面抛填袋装土料作护面，即可防渗也可护坡。

（2）围堰一般紧随截流戗堤填筑。拢口闭气后，应对围堰基面作必要的开挖清除。在戗堤渗水不大的情况下，尽可能清除基底松散的砂砾石层。渗水可及时抽排完时，还可开挖截槽，采用在围堰中部设置粘土心墙（如绥江罗江坪水库围堰形式）。岸坡清除表层植被后，尽量用反铲挖机开挖至密实的岩面。在回填堰体前，妥善引排积水。轴线上下游5m范围内用三合土回填至集水井以，尽量避免最先回填的土料置于积水中。三合土可为干拌混凝土料。回填不宜太厚，薄层回填，边回填边拍压实。

（3）回填堰体要严格按照设计方案进行。根据设计的断面尺寸，回填料，分层厚度，碾压参数进行填筑。碾压可不试验，参照类似的坝体填筑参数进行即可。甚至在层控制上，还可加厚20%左右。砂土类层厚可采用50cm，风化料类层厚可采用100cm。

总之，在戗堤的保护下，围堰填筑尽可能做规范些。截流戗堤和围堰结构可采用下图形式。

设置有戗堤的土石围堰结构图

在回填戗堤与围堰间的土料前，戗堤下游坡顶至围堰上游坡顶间，可铺设防渗膜作为第一道防渗措施。防渗膜可采用土工复合膜，费用较低。回填料可不作碾压，但与膜接触部位应使用不易破坏膜的细料料。此时，围堰可投入使用，在使用过程中，定期观测渗流情况。若渗汉较大，可作灌浆防渗。临沧鸭子塘水库围堰采用上述形式，取得较好的围堵效果，大大减少了抽排水工作。

3 围堰渗漏补救措施

由于截流方案不当或围堰填筑过程控制不好，部分围堰在填筑结整后，仍存在较大渗漏，尤如病险工程。渗漏形式主要表现为堰体渗漏和基底渗漏。

3.1 堰体渗漏处理

根据堰体的填筑材料不同，应采取不同的防渗补救措施。

（1）堰体为风化石渣料或堆石料：由于石渣料和堆石料采用灌浆方式或防渗墙形式造孔成槽较困难，无疑会增加施工成本。在上游面设置防渗铺盖是较为可行的方法。但上游坡面多在水下，故铺盖的设置存在一定的局限性。只能用土料冲填以进占的方式往上游面不断倾倒冲填，越厚越好，但耗量较大。如果渗漏较大，局部会出现土料从渗漏通道自下游冲出。对于此种情况，可从下游作压重和封堵，减少土料冲出量，同时加大上游的冲填速度。若封堵不住，只能另选方案，将现有围堰作为戗堤，重新在下游清基填筑。

（2）堰体为均质土料：均质土料填筑的围堰，只要按土石坝填筑要求施工，渗流量一般不会太大，如果渗漏过大，会造成渗漏稳定破坏，堰体滑塌。土质堰体的防渗处理措施，

除采用上游面铺盖外，可考虑采用深搅连锁桩防渗墙处理，费用相对较低。如果堰体压实质量较好，还可采用劈裂灌浆形式处理。

3.2 基础渗漏处理

基础渗漏处理最常采用的方式是灌浆。但对于渗漏量大的基础，灌入的浆液易被渗流携至下游，难以形成帷幕，施工难度将会加大，耗用材料较多。并且未清除的河床砂卵砾石层造成困难。所以，首先还得先从上游防渗铺盖做起，先通过防渗铺盖减少部分渗流后再行灌浆施工。注入量较大时，可灌入砂浆。

围堰不渗漏是不可能的，只要渗流量不致导致堰体在使用期间出现渗透破坏，影响下游主体工程的正常施工，均不须过于投资进行处理。如果渗流过大，构成安全威胁时，而加固处理无效时，最好的办法只能是重新填筑。所以，土石围堰选址尽可能远离主体工程上游边缘远一些。

4总结

土石围堰是应用最多的一种围堰方式，尤其在云南山区修筑中小型水利工程，河流量大多较小，枯水期流多小于5m3/s，截流难度小。填筑材料可以就地取材料，围堰形式90%以采用土石围堰。根据工程进度安排，许多项目的大坝在汛期前就要求填至度汛高程以上，围堰使用期多在半年以下。施工单位对围堰的作用和施工质量不够重视，填筑施工较为随意，以至多数围堰在使用过程中渗流较大，影响主体工程清基的正常工作，加大了抽排水工作量，并且对主体体工程基础处理带来了许多不利因素，对工程质量产生一定的影响。甚至部分工程由于地质原因，筑坝材料原因，不能按期完成度汛任务，在施工过程中出现围堰溃堤，主体工程已施工部分前功尽弃的现象，不得不在汛期过后，重新截流清基，增大了工作量和投资，延迟了工期，造成较大的经济损失。所以，大家在做导流和围堰方案时，应全面考虑整体工程的水文地质条件、气象条件，认真分析度汛坝的填筑量，回填料的储量是否能满足汛期回填需要，工期是否合理等因素，合理界定围堰的使用期，对围堰位置、围堰结构形式，基础处理方案、防渗方案作好可行的设计，严格按设计方案进行施工。确保围堰的围护功能，以保证主体工程的正常施工，减少抽排水工作量，争取更大的经济效益。

参考资料：

（1）碾压式土石坝施工规范

（2）碾压式土石坝设计规范

（3）水利水电工程施工工程师手册