施工導(dǎo)流設(shè)備尺寸的確定

李新偉，李增金

(嫩江縣水務(wù)局，黑龍江 嫩江 161400)

中小型水利工程施工多利用一個(gè)枯水期完成，也有的中型水利工程施工期在一年以上的，施工時(shí)應(yīng)當(dāng)充分利用枯水期，因?yàn)榇藭r(shí)流量小，導(dǎo)流工作比較容易。對(duì)于季節(jié)性河道或在偶然有水的干谷中筑壩，以及在干旱季節(jié)施工一般不存在導(dǎo)流問(wèn)題。當(dāng)河流流量不大時(shí)，可以用渡槽、管道或開(kāi)挖明渠等簡(jiǎn)單的辦法來(lái)解決。在流量較大的河道中筑壩，往往就需要修建圍堰和其他導(dǎo)流建筑物，現(xiàn)將中小型水利工程常見(jiàn)的導(dǎo)流設(shè)備加以簡(jiǎn)單的介紹。

1 導(dǎo)流明渠

當(dāng)河中修筑圍堰后，開(kāi)挖明渠導(dǎo)流是一個(gè)比較簡(jiǎn)單可行的方法，如河床中有較寬闊的灘地或岸坡比較平緩，又有溪溝等凹洼之處時(shí)，開(kāi)挖明渠最為方便可靠。在布置明渠時(shí)，應(yīng)考慮挖方量最小，水流通暢，施工方便等原則。明渠斷面設(shè)計(jì)可根據(jù)計(jì)算的施工設(shè)計(jì)流量用明渠穩(wěn)定均勻流公式計(jì)算。

2 圍堰

圍堰是一種臨時(shí)的擋水建筑物，用來(lái)?yè)踝『铀?，使水利工程能在不受水的干擾下進(jìn)行正常施工。按就地取材的原則，圍堰可采用土圍堰、土石圍堰、草土圍堰、木籠圍堰等。

在施工期間由于河道中修筑圍堰，逼使水流通過(guò)明渠，引向下游，天然河流的水流情況發(fā)生了改變。當(dāng)設(shè)計(jì)洪水到來(lái)時(shí)，進(jìn)入施工河段的洪水流量會(huì)大于明渠的泄流量，使部分洪水暫時(shí)停蓄在圍堰上游，抬高上游水位，形成一定容積的水庫(kù)。由于水庫(kù)的調(diào)洪作用，大大削減了通過(guò)明渠的最大泄流量，降低了下游水位，圍堰上下游水面不相連接。在相同的設(shè)計(jì)洪水下，圍堰上下游水位的這種變化與明渠斷面的大小有直接關(guān)系。例如對(duì)上游圍堰來(lái)說(shuō)明渠斷面越大，即過(guò)水能力越大，通過(guò)設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在圍堰上游形成的調(diào)節(jié)庫(kù)容便越小，蓄水位越低，所需的上游圍堰高程也就低;反之明渠斷面越小，過(guò)水能力低，通過(guò)同樣洪水時(shí)，需要的調(diào)節(jié)庫(kù)容大，上游水位高，圍堰的高程也就高，對(duì)下游圍堰所需的擋水高程就低;反之，下游圍堰就要高一些。不過(guò)下游河道的水位變化幅度較小，因此下游圍堰高低的變化也較小。

根據(jù)設(shè)計(jì)洪水大小及初步擬定的導(dǎo)流建筑物形式和尺寸，采用水庫(kù)調(diào)洪演算方法，可求得相應(yīng)的最大泄流量與圍堰上下游的最高水位，再加上安全超高便可求得上下游圍堰高程。

3 導(dǎo)流涵管

施工導(dǎo)流也可以采用涵管導(dǎo)流，涵管可采用預(yù)制鋼筋混凝土管，混凝土包瓦管，或砌石方涵、拱涵等，有時(shí)也采用明渠頂部加上蓋板而成，因此用涵管導(dǎo)流，施工簡(jiǎn)便，易于推廣。函管一般依山布置或埋于壩下，后者技術(shù)要求較高，施工時(shí)應(yīng)保證質(zhì)量，否則容易出事。

3.1 施工導(dǎo)流流量的確定

施工導(dǎo)流流量是設(shè)計(jì)涵管斷面尺寸的主要依據(jù)，根據(jù)各種要求如灌溉、水庫(kù)放空、發(fā)電、施工導(dǎo)流等分別計(jì)算流量，選擇其中較大值作為設(shè)計(jì)涵管的標(biāo)準(zhǔn)。施工導(dǎo)流流量如無(wú)流量資料時(shí)可按下式計(jì)算:

式中:Q導(dǎo)為導(dǎo)流流量，m3/s;α為徑流系數(shù)，可查所在省區(qū)徑流系數(shù)等值圖;Pp為施工期某種降雨頻率的日雨量。根據(jù)所選擇的施工時(shí)段統(tǒng)計(jì)雨量頻率，小型水庫(kù)可采用5～10 a一遇的日雨量;F為集水面積/km2。

3.2 導(dǎo)流管斷面計(jì)算

通過(guò)導(dǎo)流管的水流如具自由水面則為無(wú)壓管流(水不滿(mǎn)管)，無(wú)壓管流流量可采用明渠均勻流公式計(jì)算。

4 導(dǎo)流槽

如導(dǎo)流流量不大，且需跨越山溝、河流、低洼地或道路時(shí)，可修建導(dǎo)流槽。導(dǎo)流槽是過(guò)水橋，按就地取村和經(jīng)濟(jì)安全等原則，導(dǎo)流槽可采用木、磚石、混凝土、鋼筋混凝土和加筋鋼絲網(wǎng)水泥等材料做成。

一般可先定出導(dǎo)流槽比降，再按明渠均勻流公式用試算法計(jì)算導(dǎo)流槽的過(guò)水?dāng)嗝?，?dǎo)流槽頂應(yīng)較槽內(nèi)正常水位稍高，超高δ按下式計(jì)算。

初步確定槽身高度后須用加大流量水深校核，使通過(guò)最大流量不致溢出槽頂，并略有富裕。