水利水電工程施工中導(dǎo)流技術(shù)的運(yùn)用及選擇

摘要 在水利水電工程建設(shè)中，施工導(dǎo)流是一個(gè)重要的組成部分，直接貫穿于整個(gè)水利工程施工中，對(duì)水利工程的設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)生是否重要的影響。文章就導(dǎo)流技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中的運(yùn)用及在導(dǎo)流技術(shù)方法選擇上應(yīng)考慮的因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 水利水電工程施工；導(dǎo)流技術(shù)；選擇；主要因素

中圖分類號(hào) TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0091-01

從我國地理環(huán)境來看，我國的水利水電主要集中在大的江流及其支流和內(nèi)陸河流上。自新中國成立以來，我國進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電工程建設(shè)，在充分利用水力資源的同時(shí)也解決河流自身帶來的一些問題。在河流上修建水利水電工程時(shí)，需要周密的分析研究水文、地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)、樞紐布置及施工條件等基本資料，選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流方法，對(duì)水流進(jìn)行合理的控制。其中水利工程的施工導(dǎo)流其目的是為了保證水利工程能夠在干地上完成，通過設(shè)立圍堰，對(duì)基坑進(jìn)行圍護(hù)，通過相應(yīng)的工程措施改變河道，使水流向下游。施工導(dǎo)流在水利工程的建設(shè)過程當(dāng)中發(fā)揮著十分重要的作用，是水利工程后續(xù)施工得以順利開展的前提和保證。

1 水利水電工程施工中常用的導(dǎo)流技術(shù)

1.1 圍堰法

圍堰法是施工導(dǎo)流中常用的方法，根據(jù)工程具體情況的不同，該種方法的適用又可細(xì)分為全段圍堰和分段圍堰。前者是指通過在河流上建設(shè)圍堰將主河道一次性截?cái)?，在這種情形下河水被圍堰建筑分流到旁邊的泄水建筑物中得以向下改到傾瀉。在采用該種圍堰方法時(shí)，應(yīng)該根據(jù)泄水建筑物的具體情況將欄段的水流根據(jù)水量等進(jìn)一步的劃分導(dǎo)流，如通過明渠、涵洞、隧洞等導(dǎo)流，而對(duì)于水量相對(duì)大或者河床和河槽較窄的河流則采用一次攔截后采用明渠來二次導(dǎo)流的方式來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流。后者是指，根據(jù)河流的具體情況利用圍堰將河流上的水工建筑物分成多段，各段分期完成，最終完成整個(gè)工程。對(duì)于各種可以根據(jù)河流河床、河槽等特點(diǎn)，有選擇的先完成河床某岸或者兩岸封堵等使得喝水得以從變窄的河道中流過，然后再通過其他段的施工實(shí)現(xiàn)河流的全部截?cái)啵瑥亩购铀軌蛉繌慕ǔ傻膰呓ㄖ镏型ㄟ^。分段圍堰的方法適用于河流河床較寬大、河水流量較大且工程施工期限較長(zhǎng)的水利水電工程。

1.2 涵洞導(dǎo)流

此法是在水利工程施工基坑肚下游修筑圍堰擋水，使原來的河水通過涵洞后導(dǎo)向下游的一種施工導(dǎo)流方式。此法一般用于中小型土石壩，水閘等的工程，分期導(dǎo)流的后期導(dǎo)流也有部分采用涵洞導(dǎo)流方式的。通常來講，涵洞導(dǎo)流比隧洞導(dǎo)流具有施工工作面大，施工靈活方便，速度快，造價(jià)也低的特點(diǎn)。涵洞導(dǎo)流可以依山布置也可以布置在攤巖的表層等。另外，需要注意的是，涵洞宜采用布置成直：線，這樣進(jìn)出口都有良好的形式，也可以使水順暢，不會(huì)產(chǎn)生沖淤泥，防止?jié)B漏等。

1.3 隧洞導(dǎo)流法

隧洞讓人們首先聯(lián)想到的是隧道和相對(duì)復(fù)雜的地形條件。隧洞開挖的目的是實(shí)現(xiàn)工程施工過程中的導(dǎo)流問題，其具體施工方式是通過在工程基坑的上下游修建圍堰，使河水通過隧洞傾瀉導(dǎo)流，因此，該種施工方式通常與固定建筑相聯(lián)系。隧洞施工技術(shù)難度等方面的問題注定其施工成本相對(duì)較高，因而其使用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜無法開挖明渠的地段。

1.4 明渠導(dǎo)流法

明渠在導(dǎo)流施工中的作用在于其可以實(shí)現(xiàn)工程河道上下游之間的導(dǎo)流，它是建立在水利水電工程施工基坑的基礎(chǔ)上，在其上下游建造圍堰來攔截水流。明渠導(dǎo)流使用與河流兩岸地勢(shì)較緩，存有淺灘或者西溝廢棄河道排水溝等的施工地點(diǎn)，并且施工時(shí)，水量較大，且其地勢(shì)條件便于通過明渠將水流及時(shí)排空。其施工難度相對(duì)較低，在條件適宜時(shí)多被采用。

2 導(dǎo)流方法選擇時(shí)需考慮的主要因素

2.1 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

河流兩岸及河床的地質(zhì)條件對(duì)施工導(dǎo)流方案的選擇與導(dǎo)流建筑物的布置有直接的影響。如果河流一岸或兩岸巖石堅(jiān)硬、風(fēng)化層薄、且有足夠的抗壓強(qiáng)度時(shí)，則有利于選用隧洞導(dǎo)流。如果巖石的風(fēng)化層厚且破碎，或有較厚的沉積灘地，則適合采用明渠導(dǎo)流。當(dāng)采用分段圍堰法導(dǎo)流時(shí)，由于河床束窄，減小了過水?dāng)嗝娴拿娣e，使水流流速增大。為了河床不受過大的沖刷，避免把圍堰基礎(chǔ)淘空，需根據(jù)河床地質(zhì)條件來決定河床可能束窄的程度。對(duì)于巖石河床，抗沖刷能力較強(qiáng)，河床的束窄程度較大，甚至可以達(dá)到88%，流速甚至增加到7. 5 m/s；但對(duì)于覆蓋較厚的河床，抗沖刷能力較差，其束窄程度都不到30%，流速僅允許為3.0 m/s。

2.2 地形條件

壩區(qū)附近的地形條件，對(duì)導(dǎo)流方案的選擇有很大影響。對(duì)于河床寬闊的河流，特別是在施工期間有通航、過筏等要求的河流，宜采用分段圍堰法導(dǎo)流。當(dāng)河床中有天然石島或沙洲時(shí)，采用分段圍堰法導(dǎo)流，更有利于導(dǎo)流圍堰的布置，特別是縱向圍堰的布置。而在河段狹窄、兩岸陡峻、山巖堅(jiān)實(shí)的地區(qū)，壩體無法進(jìn)行分期建設(shè)的，宜采用隧洞導(dǎo)流。至于平原河道，河流的兩岸或一岸比較平坦，或有河彎、老河道可資利用的，則采用明渠導(dǎo)流比較適宜。

2.3 水文條件

河流的流量大小、水位變化的幅度、全年流量的變化情況、枯水期的長(zhǎng)短、訊期洪水的延續(xù)時(shí)間、冬季的流冰及冰凍情況等因素均直接影響到施工導(dǎo)流方案的選擇。一般的，對(duì)于河床寬、流量大的河流，宜采用分段圍堰法導(dǎo)流。而對(duì)于水位變化幅度較大的山區(qū)河流，可采用允許基坑淹沒的導(dǎo)流方法，在一定時(shí)期內(nèi)通過過水圍堰和淹沒基坑來宣泄洪峰流量。對(duì)于枯水期較長(zhǎng)的河流，可以充分利用枯水期安排施工。但對(duì)于流冰的河流，需充分考慮流冰的宣泄問題，以免流冰奎塞，影響泄流，造成導(dǎo)流建筑物的破壞。

2.4 水工建筑物的型式及其布置

水工建筑物的型式和布置與導(dǎo)流方案是相互影響的，因此在決定建筑物的型式和樞紐布置的同時(shí)，要綜合考慮并擬定施工導(dǎo)流方案，而在選定導(dǎo)流方案時(shí)，又需充分考慮利用水工建筑物和樞紐布置方面的特點(diǎn)。如果樞紐中有隧洞、渠道、涵管、泄水孔

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等永久泄水建筑物時(shí)，在選擇導(dǎo)流方案時(shí)應(yīng)該盡量加以利用。在設(shè)計(jì)永久泄水建筑物的斷面尺寸并擬定其布置方案時(shí)，要充分考慮到施工導(dǎo)流的要求。

2.5 施工期間的河流綜合利用

在施工期間，為了滿足通航、漁業(yè)、供水、灌溉或水電站運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，導(dǎo)流問題的解決更加復(fù)雜。特別是在有通航要求的河流上，一般采用分段圍堰法導(dǎo)流。

2.6 施工方法、施工進(jìn)度

在水利水電工程施工中，施工進(jìn)度與導(dǎo)流方案有著十分密切的關(guān)系，通常是根據(jù)施工導(dǎo)流方案才能安排控制性的進(jìn)度計(jì)劃。導(dǎo)流建筑物的完工期限、截?cái)嗪哟菜鞯臅r(shí)間，壩體攔洪的期限、封堵臨時(shí)泄水建筑物的時(shí)間以及水庫蓄水發(fā)電的時(shí)間是對(duì)施工進(jìn)度起控制作用的關(guān)鍵性時(shí)段，而各項(xiàng)工程的施工方法和施工進(jìn)度又直接影響到各時(shí)段中導(dǎo)流任務(wù)的合理性和可能性。施工方法、施工進(jìn)度和導(dǎo)流方法三者是密切相關(guān)的，要進(jìn)行導(dǎo)流設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮。

3 結(jié)束語

施工導(dǎo)流是水利水電工程施工中的關(guān)鍵問題之一，情況復(fù)雜，影響因素較多，甚至有時(shí)直接會(huì)關(guān)系到整個(gè)工程的施工難度和進(jìn)度，有時(shí)甚至部分影響到水工建筑物的形式選擇和布置。因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要充分從施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，從而保證水利工程的順利完成。

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