阜陽市水鬼作業(yè)&水下工作工程158-0510-0866技術(shù)咨詢 3.4.2 堵頭施工 (1) 施工工藝流程 清基→工作架搭設(shè)→混凝土面鑿毛→模板安設(shè)→冷卻水管安裝→混凝土澆筑→混凝土冷卻→回填灌漿→接觸灌漿。 (2) 混凝土澆筑 永久堵頭"瓶塞"段采用C25低熱微膨脹混凝土，其余部分采用普通C15混凝土，混凝土在拌和站拌制，6 m3混凝土攪拌運輸車運至封堵塔頂平臺，混凝土經(jīng)泵送入倉。分段分層澆筑（澆筑分塊見圖1），人工平倉振搗。水平施工縫預(yù)留鍵槽、設(shè)置插筋并進行鑿毛處理。 模板采用平面組合鋼模，Φ48鋼管作為縱橫圍囹，Φ12鋼筋拉條固定。 (3) 施工期排水 堵頭混凝土施工期排水，預(yù)埋1根Φ245鋼管作為排水管，伸出堵頭外，進口設(shè)濾網(wǎng)，在進口部位4 m處設(shè)1球閥，待施工結(jié)束后關(guān)閉閥門。 (4) 溫度控制 為避免由于混凝土內(nèi)部溫度過高而產(chǎn)生裂縫影響混凝土質(zhì)量，在堵頭內(nèi)布置蛇型冷卻水管，冷卻水管層距0.8 m，間距0.8 m。在混凝土澆筑完畢之后即開始通水冷卻，每天倒換一次進出水口。同時在混凝土內(nèi)預(yù)埋溫度計進行觀測，隨時掌握堵頭內(nèi)部混凝土溫度變化情況。 3.4.3 灌漿及接縫灌漿 根據(jù)規(guī)范要求，回填灌漿在堵頭混凝土強度達到設(shè)計強度的70％以后進行，采用分段、分序，環(huán)內(nèi)加密的原則進行灌漿。 接縫灌漿在堵頭混凝土齡期滿6個月后進行灌漿。 回填及接縫灌漿均采用常規(guī)方法施工。 3.5 設(shè)備及勞力配備 機械設(shè)備及勞力配備情況見表1、表2。 4 質(zhì)量控制 (1) 在施工過程中嚴格遵守"三檢制"。 (2) 由于堵頭混凝土施工正值冬季，因此混凝土的入倉溫度是關(guān)鍵，在施工中主要采用熱水拌和混凝土，對沙石骨料采用彩條布覆蓋，保證混凝土入倉溫度不低于5°C。 (3) 由于混凝土輸送泵管較長，低溫澆筑時在澆筑間歇過程中泵管內(nèi)殘留的混凝土容易受凍造成堵管，因此采用土工布包裹泵管。 (4) 加強混凝土振搗，做到不漏振、不過振。 (5) 混凝土澆筑完畢后及時通水冷卻降溫。
為探索并尋求解決這些問題的答案,解決海洋油氣勘探、生產(chǎn)實踐中所遇到的具體問題,各國與海洋開發(fā)有關(guān)的研究機構(gòu)便如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來。
阜陽市水鬼作業(yè)&水下工作工程158-0510-0866技術(shù)咨詢 3.應(yīng)用實例 新長鐵路長江輪渡北棧橋7號～13號墩高潮位時水深在1～6m之間，河床地質(zhì)為淤泥質(zhì)砂粘土，承臺尺寸相同，均為5.4m * 8.0m，施工采用鋼板樁圍堰，其結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐尺寸相同，便于周轉(zhuǎn)和重復(fù)使用；由于水淺，堵漏及抽水工作量較小。綜合考慮水文、地質(zhì)、工期、造價等因素，7號～13號墩用單壁剛板樁圍堰。 鋼板樁采用德國拉森（larssen）式槽型鋼板樁，長度15m，其數(shù)量能同時滿足兩個墩使用，便于交叉作業(yè)，板樁入土深度為8m（承臺底面以下5～6m），內(nèi)設(shè)兩道支撐，支撐采用2[40栓接菱形框架式結(jié)構(gòu)，如圖2所示。 三、混凝土圍堰 混凝土圍堰可分為重力式混凝土圍堰和薄壁混凝土圍堰。重力式混凝土圍堰結(jié)構(gòu)與沉井相似，一般用于岸上或淺水能筑島的施工區(qū)域，是一種比較傳統(tǒng)的圍堰形式，根據(jù)鋼筋混凝土的受力特點，一般以圓形結(jié)構(gòu)為主，其同沉井的唯一區(qū)別是沉井是橋梁結(jié)構(gòu)的一部分，而混凝土圍堰僅是一種施工結(jié)構(gòu)。二者的施工方法相同，本文不再贅述。下面重點介紹薄壁混凝土圍堰的結(jié)構(gòu)及施工工藝特點。 1．薄壁混凝土圍堰的結(jié)構(gòu)型式及特點 薄壁混凝土圍堰一般采用雙壁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式以圓形居多，也有圓端形結(jié)構(gòu)。它是一種分節(jié)、分層預(yù)制的裝配式結(jié)構(gòu)。其壁厚一般為20cm左右，其平面形狀根據(jù)承臺結(jié)構(gòu)形式以及水文等條件而定，其高度根據(jù)浮運能力而定，節(jié)與節(jié)之間一般采用法蘭連接，壁間下部為封底需要填充混凝土，上部填充砂礫。 該種結(jié)構(gòu)的特點為：其一，須在岸上預(yù)制，因此在橋位附近需有碼頭并設(shè)有下水滑道；其二，由于其重量較輕，下沉困難，因此，僅適用于河床覆蓋層較淺的水中區(qū)域；其三，由于需采用水下對接，因此其下沉須配備潛水員協(xié)助，對水流較大、較深的水域不宜實施。
有人潛水技術(shù)和裝備。從世界水下工程技術(shù)的發(fā)展歷程來看,?20世紀60~70年代水下工程技術(shù)的研究重點圍繞著解決海洋油氣勘探生產(chǎn)中的水下作業(yè)技術(shù)(即有人潛水技術(shù)和裝備),以及由此引發(fā)的一系列的生理醫(yī)學(xué)和安全問題。一些潛水技術(shù)較先進的國家開展了一系列生物醫(yī)學(xué)實驗,進行了以增加潛水深度和延伸有效作業(yè)時間為方向的研究,提高潛水員向大深度海洋進軍的能力。同時,在工程技術(shù)上解決了潛水設(shè)備系統(tǒng)、作業(yè)母船、深潛水裝具之后,終于使?jié)撍夹g(shù)出現(xiàn)了劃時代的飛躍。
常壓潛水系統(tǒng)。研究表明,潛水員從事有效的潛水作業(yè)深度很難超過400~600?m。為了適應(yīng)海洋開發(fā)水下施工對潛水技術(shù)的需求,常壓潛水系統(tǒng)的研究和使用應(yīng)運而生。在單人常壓潛水系統(tǒng)中,最典型的代表就是JAM型、WASP型和SPIDER型等帶纜單人常壓鎧裝潛水服(ADS)和Mantis型系纜單人常壓潛水器。21世紀初,美國Oceaneening公司利用WASP形單人常壓潛水系統(tǒng)與大功率作業(yè)型無人遙控潛水器(ROV)配合,在645?m水深切除受損的海底管段,安裝Smart接頭,成功地完成直徑8英尺海底管線的維修作業(yè)。目前,單人常壓潛水系統(tǒng)的最佳潛水深度一般在150~600?m。
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?據(jù)不完全統(tǒng)計,?20世紀70年代末至80年代初,為了開展?jié)撍八伦鳂I(yè)技術(shù)裝備的研究和開發(fā),世界各國紛紛投入巨資,相繼建造了80多套實驗?zāi)M系統(tǒng)。最高壓力在3MPa以上的深海潛水模擬艙群就有30多座。其中,載人艙的最高壓力達到17MPa(加拿大國防與民用環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所,DCIEM),動物艙的最高壓力30MPa(英國牛津大學(xué)),設(shè)備實驗艙的最高壓力156MPa(日本海洋技術(shù)中心,?Jamstec)。
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3、安裝內(nèi)支撐
當(dāng)圍堰合攏后，抽水施工承臺前還須進行內(nèi)支撐的安裝，以防水壓力過大影響圍堰內(nèi)的施工安全。內(nèi)支撐的設(shè)置，除了考慮受力外，還應(yīng)考慮不妨礙堰內(nèi)施工。內(nèi)支撐自上而下設(shè)置，一邊抽水，一邊安裝，根據(jù)水壓力和上壓力計算決定支撐數(shù)量。內(nèi)支撐周邊梁采用2I55型鋼和2I45型鋼及2I40型鋼，八字斜撐及水平撐采用2I40型鋼和2I36型鋼，上下間凈距約2.5米，支撐擬采用三道（詳見后附鋼板樁圍堰施工圖）。圍堰內(nèi)排水用抽水機，抽水機排水量應(yīng)大于圍堰內(nèi)滲水量的1.5－2.0倍（抽完后留1－2臺備用）。在抽水時，如發(fā)現(xiàn)有明顯的滲漏，可在滲漏的圍堰外側(cè)放鋸末，隨著水流由外向內(nèi)流人，鋸末流人鋼板樁縫隙內(nèi)，起到堵漏的作用，也可在圍堰的內(nèi)干海帶或棉紗插進鋼板樁的縫隙內(nèi)。
在完成以上工作后，可進行清基、封底或打砼墊層及承臺和水中墩柱（身）施工。Ⅳ、拔樁
水中墩施工結(jié)束后，可立即拔除鋼板樁。拔樁前向圍堰內(nèi)灌水，自下而上拆除內(nèi)支撐，先拆除下部支撐，將水灌進一層，再拆除上部支撐。拔樁時應(yīng)開啟振動錘，將樁側(cè)土振松后浮吊以最慢的速度起鉤；觀察浮吊吃水情況，逐漸加快起拔速度。四、封底砼施工
1.在基地平整，圍堰周邊經(jīng)用粘土或水泥砂漿封堵后圍堰內(nèi)無滲水時，可在基底無水的情況下灌注封底
砼。
2.若仍有小量滲水但易于抽干時，可采用抽水封底，封底前在圍堰底挖集水溝，溝內(nèi)填大塊碎石，其上面
再填小塊碎石，將水引入到圍堰中央用無底護筒圍成（高出封底砼面）的集水井中，設(shè)泵抽水，保持封底砼在圍堰底無水條件下灌注。待砼終凝后，撤泵向集水井中充填水下砼。
3.當(dāng)無法抽干圍堰內(nèi)積水時，采用鋼性導(dǎo)管法灌注水下砼封底，垂直導(dǎo)管法灌注水下砼與鉆孔樁灌注基本
相同，由于圍堰底面積較大，可用多根導(dǎo)管同時或依次灌注。在圍堰內(nèi)垂直放入內(nèi)徑250mm的導(dǎo)管，管底口距基底200～300mm；導(dǎo)管頂部裝有一設(shè)導(dǎo)管閥門的管節(jié)與漏斗相接；漏斗儲料容量能夠滿足首灌量埋住導(dǎo)管底口的需要式中：
R——圓錐體坡率為i的擴散半徑，從管中心起，通常為2.5~4.0m；H——導(dǎo)管底口處砼埋高，不小于1.0m。
可以說,從20世紀60年代中期至90年代的近30年里,是世界潛水技術(shù)發(fā)展最快的一個時期。目前,常規(guī)潛水技術(shù)和裝備都已達到了一個相當(dāng)成熟的階段。常規(guī)空氣潛水的最大作業(yè)深度為60?m左右,氦氧常規(guī)潛水能夠完成深度為60~150?m(較多在120?m以淺)的各項水下作業(yè)任務(wù)。對于潛水深度更大、水下工作時間更長的深海潛水作業(yè)任務(wù),則通常采用飽和潛水技術(shù)。
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通過招標，由杭州國電大壩安全工程有限公司中標，對柘溪大壩１＃、２＃支墩劈頭裂縫進行水下修補，１＃支墩處理工程于２００２年１月１０日正式開工，并于同年３月２５日完工。２＃支墩處理工程于２００２年１２月初進點，于２００３年３月中旬完工。該工程共處理裂縫總長１８４延米。據(jù)電廠水工分場反映，處理效果良好。５．３新疆烏魯瓦提面板壩壩面裂縫修補處理
新疆烏魯瓦提面板堆石壩，壩高１３５米，是目前我國在建最高的砂礫石面板壩，１９９８年和１９９９年分別澆注一、二期面板。由于當(dāng)?shù)貧夂驐l件十分惡劣，年平均蒸發(fā)量為２４００毫米，而年降水量則只有２０多毫米，再加上日溫差高達２０多度，因此給面板養(yǎng)護帶來困難，在面板澆注完成后不久即發(fā)現(xiàn)大量裂縫，最寬達３毫米，有些已貫穿面板。為此施工單位于１９９８年請新疆一家防水施工單位進行了防水修補處理，但由于選擇材料不當(dāng)，直到１９９９年５月蓄水驗收時發(fā)現(xiàn)部分灌漿材料尚未固化，因而未能通過蓄水驗收。１９９９年７月，業(yè)主單位委托華東院科研所進行裂縫的處理。我們根據(jù)裂縫的不同情況，采用了以下三種方法：（１）對于縫寬小于０．３ｍｍ的非貫穿性裂縫，只進行表面處理，其止水結(jié)構(gòu)如圖２（如有必要，可對裂縫先進行ＨＫ－Ｇ環(huán)氧材料灌漿）。（２）對于縫寬大于０．３ｍｍ、小于０．５ｍｍ的非貫穿性裂縫，建議首先進行灌漿處理（用ＬＷ：ＨＷ＝３０：７０的混合漿液），然后進行表面處理，其止水結(jié)構(gòu)如圖３。（３）對于縫寬大于０．５ｍｍ的裂縫，建議首先進行灌漿處理（ＬＷ：ＨＷ＝３０：７０），然后沿縫鑿出４０×３０ｍｍ的Ｖ型槽，槽中嵌填ＳＲ塑性止水材料，最后進行表面處理，其止水結(jié)構(gòu)示意如圖４（注：對于貫穿性裂縫，也可采用此種結(jié)構(gòu)，但對于小于０．３ｍｍ的裂縫可不進行灌漿處理）。經(jīng)過一個月的緊張施工，對總長達３０００米的裂縫進行了處理，并于１９９９年８月通過了專家的驗收，正式下閘蓄水。該方法已先后在白溪、珊溪等許多面板壩及其它水利工程中得到應(yīng)用，是處理面板壩裂縫一種簡便可行、效果明顯的辦法。
５．４溫瑞灌區(qū)續(xù)建工程渠道伸縮縫處理
無人潛水技術(shù)。從20世紀70~80年代初期,由于歐洲北海油氣資源的開發(fā),迫切需要解決水下勘探、采油生產(chǎn)及輸送等生產(chǎn)實際問題。而當(dāng)時人們對于人類在水下的承受能力尚認識不足,在生產(chǎn)實踐中潛水疾病及事故頻頻發(fā)生,且又缺乏必要的研究手段。為了創(chuàng)造一個與水下環(huán)境相類似的實驗條件,先后成立的水下技術(shù)實驗研究機構(gòu)紛紛籌建高氣壓艙群,開展有關(guān)人體生理學(xué)研究及水下作業(yè)技術(shù)裝備的開發(fā)和實驗。阜陽市水鬼作業(yè)&水下工作工程15805100866技術(shù)咨詢
六、設(shè)計實例
雙壁鋼圍堰采用圓形雙薄壁鋼結(jié)構(gòu)，鋼圍堰內(nèi)直徑為31m（較承臺對角線每側(cè)大100cm），外徑32.6m，壁間厚度80cm。內(nèi)外壁鋼板厚度3m,底節(jié)鋼板厚度為5mm，
1、雙壁鋼圍堰設(shè)計
雙壁鋼圍堰其實就是雙壁鋼殼沉井，與沉井的區(qū)別就在于圍堰是臨時防水結(jié)構(gòu)，工程結(jié)束后需要拆除。以圓形雙壁鋼圍堰為例。
(一)圓形雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計
某雙壁鋼圍堰采用圓形雙薄壁鋼結(jié)構(gòu)，鋼圍堰內(nèi)直徑為31m（較承臺對角線每側(cè)大100cm），外徑32.6m，壁間厚度80cm。內(nèi)外壁鋼板厚度3m,底節(jié)鋼板厚度為5mm，豎向主龍骨采用∠75×50×5角鋼，橫向主龍骨采用∠63×6角鋼，橫向主龍骨間采用6mm扁鋼加強，壁間斜撐采用∠63×6角鋼。平面分八塊，塊間用5mm厚鋼板設(shè)置隔倉板，底節(jié)預(yù)制高度為3m，以上節(jié)預(yù)制高度為4.5m。單塊鋼圍堰吊裝最大重量約5t。塊與塊之間、節(jié)與節(jié)之間相連均采用焊接。
(二)雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)布置
雙壁鋼圍堰為全焊水密結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)如下：
(1)井壁與內(nèi)桁架
圍堰周圍由內(nèi)外兩層鋼壁組成，底節(jié)內(nèi)外壁鋼板厚度均為5mm，其余節(jié)鋼板厚度均為3mm。鋼圍堰沿周圍布置184根豎向∠75×50×5角鋼作為豎向主龍骨，主龍骨的間距外壁約為58.2cm，內(nèi)壁約為55.3cm。四座鋼圍堰橫向主龍骨均采用∠63×6角鋼，高度方向每隔1m一道，中間采用6mm扁鋼作環(huán)向肋加固。壁內(nèi)斜撐采用∠63×6角鋼，主龍骨與斜撐組成水平環(huán)行桁架，使內(nèi)外壁形成整體。
(2)隔倉
為保證圍堰在水中懸浮階段于井壁內(nèi)灌水下沉?xí)r的穩(wěn)定，以及沉落至河床時能分倉灌水或灌混凝土，以適應(yīng)河床面的高差和調(diào)整圍堰的傾斜度，在單個圍堰環(huán)向分為8塊，兩端頭設(shè)置隔倉板，在平面上分成8個互不相通的倉。隔倉板壁厚5mm。
(3)刃腳
圍堰底部150cm設(shè)置刃腳，底部用∠160x100x12角鋼包角。
(4)其他配置
①吊點：在每塊圍堰上部設(shè)置加強吊點，用它整體起吊入水，底節(jié)鋼圍堰整體起吊時共設(shè)置4個主吊點。
②兜纜錨耳：在鋼圍堰外壁上焊接錨耳，用它攏住前后兜纜，防止兜纜松弛時被刃腳壓住或互相纏繞，錨耳高度以水面上2m為宜。
③內(nèi)外連通管：為保持圍堰在接高、下沉、定位施工作業(yè)時內(nèi)外水位的平衡，在最低水位附近圍堰下游方向，穿透內(nèi)外井壁設(shè)置兩個φ250mm的鋼管，鋼管與井壁間密焊。鋼管伸入圍堰端設(shè)有法蘭并配有鋼板堵頭，可根據(jù)工序需要由潛水員開閉堵頭板。
(5)填壁砼
為保證雙壁鋼圍堰有足夠的鋼度和下沉重量，并考慮施工完畢后的拆除方便。雙壁鋼圍堰內(nèi)壁填充C15砼，并在河床以上部分每3m設(shè)一道砂夾層。
與此同時,也開始開發(fā)無人遙控潛水器(ROV),但由于受技術(shù)條件的限制,無人遙控潛水器的應(yīng)用非常有限。從潛水及生理學(xué)的角度看,?20世紀70年代為解決潛水員高壓神經(jīng)綜合癥(HPNS),開展了深入的生理學(xué)研究,并提出了一些預(yù)防措施。但對于深度大于457?m的潛水,仍然無法控制高壓神經(jīng)綜合癥對潛水員的影響。
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4.注意事項
(1)澆注前現(xiàn)場砼儲備量，能夠保證自開閥灌注起保證埋置導(dǎo)管于砼中1.0m以上(2)灌注封底砼的速度不宜小于0.25m/h；
(3)每根導(dǎo)管的首批砼的坍落度不要太大，以避免因落下的砼不能形成一定的坡率而埋不住導(dǎo)管底口；(4)根據(jù)計算該圍堰封底砼，首灌量不得小于15m3。
雙壁鋼圍堰施工工藝及安全注意事項
1、雙壁鋼圍堰施工工藝
施工工藝框圖見下圖。
雙壁鋼圍堰施工工藝流程框圖
(1)鋼圍堰的拼裝
鋼圍堰分節(jié)運到樁位處后，首先進行臨時定位（使鋼圍堰平面位置偏差在規(guī)范或設(shè)計允許范圍內(nèi)），然后用吊車將其它節(jié)段逐節(jié)吊裝，完成拼裝。鋼圍堰的接縫處采用焊接，焊接完成后將焊縫打磨平整。
(2)鋼圍堰接高（以37#墩雙壁鋼圍堰施工為例）
鋼圍堰接高在第一節(jié)鋼圍堰拼裝完基礎(chǔ)上進行。
首先用龍門吊將第一節(jié)雙壁鋼圍堰自平臺下面吊起，吊至第一節(jié)雙壁鋼圍堰頂面高出平臺頂面一定高度（宜小于1m，以方便焊接施工位置）。并在鉆孔平臺上和雙壁鋼圍堰四周設(shè)吊點，用倒鏈輔助吊掛。（5T）倒鏈數(shù)量不宜少于6對（12個）。
雙壁鋼圍堰固定牢固后，開始按順序吊裝上節(jié)分塊的雙壁鋼圍堰，每塊準確對位后，上下兩層先點焊固定，等上層雙壁鋼圍堰各分塊全部對位并調(diào)整準確后再進行整體長焊縫的焊接連接。上層雙壁鋼圍堰全部焊完確認不漏水后，松開倒連，用龍門吊將焊好的雙壁鋼圍堰緩慢下落，下落時應(yīng)有定位樁，并測量調(diào)整雙壁鋼圍堰的定位。
接高第三層雙壁鋼圍堰時，重復(fù)接高第二層的工作，直至將雙壁鋼圍堰下落到平整的河床面。
以后的雙壁鋼圍堰接高隨下沉情況及時接高（不再用龍門吊和倒鏈），直至雙壁鋼圍堰下沉到設(shè)計標高。
(3)鋼圍堰下沉
雙壁鋼圍堰下沉采用平臺上吊機吊放、注水、注砂（或混凝土）、壓重等措施配合射水抽砂來完成。將圍堰沿導(dǎo)向裝置慢慢下放，下沉到位后，拼裝第二節(jié)下沉，如此循環(huán)直到鋼圍堰下沉到設(shè)計標高。
為保證圍堰的準確均勻下沉，抽砂的第一步工作就是將圍堰底（頂）面找平。
當(dāng)鋼圍堰已全部著河床且頂面水平、中心位置偏差符合要求后，從鋼圍堰中心開始抽砂，逐漸向四周擴散，使中間形成鍋底形狀，直至刃腳。
開始抽砂后測量隊定時檢查鋼圍堰位置，以便及時調(diào)整圍堰偏位。及時調(diào)整抽砂泵的抽砂部位，每個部位的抽砂量不能過大，以使鋼圍堰均勻下沉。
當(dāng)鋼圍堰停止下沉?xí)r，可在鋼圍堰頂面壓重以克服圍堰下沉摩阻力。在下沉過程中，發(fā)現(xiàn)障礙物時，立即停止抽砂下沉，潛水進行詳細勘察，摸清情況，分析原因，采取措施及時處理。
在抽砂下沉過程中，定時測量雙壁鋼圍堰下沉深度和各部位抽砂深度；測量水位、流速、墩位處沖淤變化和圍堰的移動，作好原始記錄，以便精確定位及提供下沉的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。
當(dāng)抽砂至一定深度（根據(jù)雙壁鋼圍堰內(nèi)平臺支撐鋼管入土深度確定）時，拆除雙壁鋼圍堰內(nèi)部平臺，拔除鋼管樁；并可利用護筒搭設(shè)臨時工作平臺。
圍堰下沉到位后，經(jīng)測量確認位置偏差在設(shè)計要求內(nèi)后，對鋼圍堰四周及圍堰底面測量，做好記錄，（必要時由潛水員下水量測）若鋼圍堰上游處因水流沖刷較大，外側(cè)可拋填袋裝砂土，然后進行吸泥清基。
