導(dǎo)流明渠在青山水庫工程施工中的應(yīng)用

李 強

(遼寧省葫蘆島市青山水庫管理局，遼寧 葫蘆島 125000)

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導(dǎo)流明渠在青山水庫工程施工中的應(yīng)用

李 強

(遼寧省葫蘆島市青山水庫管理局，遼寧 葫蘆島 125000)

在青山水庫工程施工中導(dǎo)流明渠方式施工簡單，且具有大型機械施工優(yōu)勢。在明確導(dǎo)流明渠設(shè)計要求與基本原則的前提下進(jìn)行工程分析和施工。文章以青山水庫工程為例，對其基本工程情況進(jìn)行分析，并對青山水庫地質(zhì)條件與施工條件進(jìn)行論述，為導(dǎo)流明渠在青山水庫工程施工中的具體應(yīng)用提供前提條件。通過對導(dǎo)流明渠施工工藝的應(yīng)用，總結(jié)其在青山水庫主壩工程應(yīng)用中的良好效果，以及在不同地形條件下導(dǎo)流明渠導(dǎo)流方式的有效性。

導(dǎo)流明渠；青山水庫；地質(zhì)特征；導(dǎo)流方式

在水利工程施工中導(dǎo)流方案的規(guī)劃和應(yīng)用直接影響到整個施工程序和施工進(jìn)度開展，對壩址與樞紐布置等都有著一定影響。在對導(dǎo)流方案規(guī)劃設(shè)計過程中要注重客觀條件的真實性，選擇最優(yōu)方案進(jìn)行導(dǎo)流。導(dǎo)流明渠方式是施工中較為常見的一種導(dǎo)流類型，工程量相對較大，按施工期進(jìn)行分流任務(wù)完成。因此在導(dǎo)流明渠施工規(guī)劃中要對具體應(yīng)用進(jìn)行分析，對明渠進(jìn)出口設(shè)計與渠線設(shè)計按照一定原則要求進(jìn)行開展。文章將對導(dǎo)流明渠在青山水庫工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行具體詳細(xì)分析，旨在通過理論論述促進(jìn)導(dǎo)流明渠施工更有效開展和應(yīng)用。

1 導(dǎo)流明渠設(shè)計要求與原則

導(dǎo)流明確在水利工程施工中要對施工工期進(jìn)行分流，根據(jù)不同的河道需求進(jìn)行施工工期規(guī)劃，其線路布置設(shè)計要對樞紐不知進(jìn)行綜合性考慮，包括地形條件、地質(zhì)條件、平衡條件、水力條件等等。因此，導(dǎo)流明渠設(shè)計應(yīng)按以下原則開展：

1)水力條件相對較好，施工難度較低，工程量合適，與樞紐總布置具有協(xié)調(diào)性，通常要與永久建筑物相結(jié)合。

2)要對臺地、埡口、淺灘等位置進(jìn)行明確設(shè)計，有效縮短軸線減少總體開挖量，減少工程總量與工程開展總難度，合理降低成本。

3)要避免在崩塌體、滑坡地段以及高邊坡位置進(jìn)行開挖。

4)要滿足永久運用的需求，導(dǎo)流明渠要與主題工程相結(jié)合，達(dá)到截流施工基本要求。

在對明渠進(jìn)、出口設(shè)置的過程中要注意選擇有利于進(jìn)水與出水的水流銜接，避免出現(xiàn)回流情況。進(jìn)出口的方向應(yīng)與河道主流方向呈30°以內(nèi)的角度，并保證不淤、不沖、不回流，達(dá)到水流通暢目的。另外，要注重進(jìn)出口高程，以截流設(shè)計為依據(jù)，對出口高程進(jìn)行設(shè)計控制。

2 工程概況

2.1 青山水庫工程概述

青山水庫主要位于遼寧省葫蘆島市六股河中游，水庫樞紐工程主要包括主壩、副壩、溢洪道、輸水洞以及碼頭等。青山水庫的主壩主要是黏土心墻砂礫石壩，該壩總長度為735.63m，壩頂總高程為96.29m，最大壩高可達(dá)到42.79m，主壩大約一半處于河床段，另一半處于右岸臺地位置，壩址處于河底，其總寬度在于250m。

青山水庫工程主要是從經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，對如何降低導(dǎo)流工程整體費用以及合理規(guī)劃工程成本進(jìn)行詳細(xì)分析，以明渠作為施工導(dǎo)流具有較高的可行性，其施工難度系數(shù)較低，導(dǎo)流簡單，經(jīng)濟(jì)性較高。導(dǎo)流明渠施工能夠滿足青山水庫工程就地取材的需求，這對有效降低減排水費用有著重要作用，同時能夠更好的滿足工期需求。

2.2 基本資料與地質(zhì)特征

青山水庫位于葫蘆島市的六股河中游，雨水相對豐富。受到季風(fēng)氣候天氣系統(tǒng)影響，葫蘆島市降雨相對豐富，在5—10月份雨水強調(diào)較大。當(dāng)汛期雨水充沛時該地區(qū)易出現(xiàn)洪水，且峰值較大，泥沙含量較高。在較長周期的降雨時間范圍內(nèi)容易形成一定量的洪水，尤其是夏季時段。

青山水庫所處的六股河上游其植被覆蓋率相對較好，森林調(diào)蓄能力較強，即使出現(xiàn)洪水也相對較為平緩。青山水庫的上游泥沙特征以懸移質(zhì)泥沙為主，在兩河口交匯處，其河道相對較窄，水流速度較快，河床比降大。兩岸流域植被相對較好，河水較為清澈，含沙量小，因此懸移質(zhì)泥沙也較少。但在該水庫中下游，通過實地測量數(shù)據(jù)顯示其間以多沙河段為主，懸移質(zhì)泥沙量較大，根據(jù)不同月份的懸移質(zhì)年輸沙量統(tǒng)計可知，其數(shù)據(jù)顯示見表1：

表1 青山水庫懸移質(zhì)輸沙量逐月分配表

3 導(dǎo)流明渠的具體應(yīng)用分析

3.1 施工水文情況

六股河流域所處地理位置為溫帶季風(fēng)環(huán)境，此地區(qū)的四季冷暖情況比較分明。通過分析，年間水量數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)西南700mm通向550nn的方向發(fā)生遞減，從年紀(jì)降水量角度分析，此時產(chǎn)生的年際變化量相對較大，此時所產(chǎn)生的分配表現(xiàn)也并不均勻。該地區(qū)的汛期主要為6—9月份，總量可以達(dá)到全年降水量比重的90%。進(jìn)入到9月10日之后，次年六月份為止是該流域的枯水期階段，此時河流流量相對較小，往往會低于400m3/s。相關(guān)詳細(xì)工期可以通過參見表2～3的方式獲得：

表2 水文情況

表3 平均流量情況

3.2 施工過程中的導(dǎo)流規(guī)劃分析

結(jié)合青山水庫中的實際情況與建筑點情況，可以通過二期圍堰導(dǎo)流形式完成。這當(dāng)中一期圍堰工作開展水流會通過原左岸進(jìn)入到河床當(dāng)中，并在此通過；二期圍堰選擇的形式主要是堰壩結(jié)合的方式，當(dāng)然也可以通過加做子堰保護(hù)。進(jìn)入到2010年10月之后的枯水期階段，河道過流將會進(jìn)行改變，成為0+160+180混凝土蓋板上導(dǎo)流明渠。2011年6月份，二期子堰進(jìn)行拆除，此時導(dǎo)流明渠也將會轉(zhuǎn)回到原左岸河床當(dāng)中。具體情況可以通過表4分析：

表4 工程參數(shù)示意

3.3 二期子堰以及導(dǎo)流明渠分析

3.3.1 二期子堰結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

二期子堰斷面以及一期圍堰斷面相同，子堰的上下游段橫向圍堰以及一期縱向圍堰可以相互融合，并設(shè)計成為基坑。在此基礎(chǔ)上通過建設(shè)原作河床的位置，最終形成名曲導(dǎo)流。

3.3.2 導(dǎo)流明渠結(jié)構(gòu)及布置情況分析

明渠填筑河砂的方式可以結(jié)合實際情況采用土工膜，同時也可以通過圖帶壓頂?shù)姆绞?，筑堤防護(hù)。過流斷面主要采取的是地形斷面的方式，上口寬可以達(dá)到15m，下口寬在可以達(dá)到13m，高度為2m。河道水面坡降將可以超過0.12%，糙率也將能夠超過0.03。通過進(jìn)行計算，此斷面所產(chǎn)生的實際過流情況，可以超過Q=48.25m3/s，因此，這個階段的斷面可以充分達(dá)到過流需要。

3.4 具體施工

3.4.1 圍堰施工具體措施

圍堰施工的主要程序具體包括了測量放線、開挖、黏土填筑以及堆石護(hù)坡腳等，完成導(dǎo)流之后，就可以更進(jìn)一步實施圍堰的拆除等工作。

在開工之前，相關(guān)測量人員也應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場情況完成放樣。在對邊界線等加以確定之后，可以采取反鏟的方式，開挖裝20t的自卸車運送到制定的棄渣場。填筑料等產(chǎn)生于主壩基礎(chǔ)開挖黏土，機械裝車之后進(jìn)行填筑圍堰，通過進(jìn)行多次碾壓的方式，堰迎水面坡腳則可以通過35cm的干砌石進(jìn)行維護(hù)。

3.4.2 導(dǎo)流明渠實施方法

1)導(dǎo)流明渠中的基面清理：可以使用反鏟進(jìn)行開挖，對原河道當(dāng)中的各類雜物進(jìn)行清理，同時，可以根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)削坡整形，并進(jìn)行夯實與找平。通過清理之后，坡面也需要能夠達(dá)到平整、光滑的情況。

2)鋪設(shè)方式：防滲土工膜的設(shè)計與實際鋪設(shè)工作需要在基面驗收完成且已經(jīng)合格的情況下實施。坡面鋪設(shè)過程需要通過堤頂通過堤腳并從垂直線的方向前進(jìn)。堤頂采用的是沙袋壓頂方式。渠底鋪設(shè)則根據(jù)沿垂直軸線方向進(jìn)行。為了可以更加容易的拼接，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題，土工膜主要應(yīng)用的是波浪形式加以鋪設(shè)，富余度將能夠達(dá)到1.5%，隨后攤開、拉開的情況下，需要能夠確保復(fù)合土工膜以及坡面之間相互穩(wěn)合。且不會出現(xiàn)褶皺的情況，施工人員也需要穿平底鞋或者是軟膠鞋，在施工過程中需嚴(yán)格規(guī)避人員穿著釘鞋。對已經(jīng)發(fā)生土工膜破壞的情況則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時的補救。

3)焊接分析：實施土工膜的焊接過程中，需要采用的是雙驅(qū)動土工膜焊接方式。現(xiàn)場焊接操作中需要天氣條件較好，風(fēng)力需低于三級，更加應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格避免在雨天以及高溫天氣下作業(yè)。與此同時，焊接基地表面保證干燥、干凈等情況。在正式進(jìn)行焊接工序之前，可以進(jìn)行試焊操作，因此，就需要能夠更好的把握焊接溫度以及具體的施工速度，掌握施工相關(guān)參數(shù)。焊接時需要在焊接部分墊下長條木板，這樣可以更好的平整基面，提高焊接的質(zhì)量。焊接溫度也應(yīng)當(dāng)被控制在220～200℃。

4)檢測分析：拼接過程中進(jìn)行防滲土工膜的質(zhì)量建設(shè)，需要把握好的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是拼接，施工現(xiàn)場應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注對接縫方面的檢測，具體可以采用目測法以及現(xiàn)場檢漏。目測法主要是指在焊接工序完成之后，通過觀察的方式，確定是否存在燙損或者是褶皺的問題?，F(xiàn)場檢漏則主要是指，通過充水法對焊縫位置進(jìn)行檢測，查看是否出現(xiàn)漏水的情況。直到檢驗完成之后可以進(jìn)行下一步工序。

3.5 應(yīng)用成效分析

結(jié)合導(dǎo)流明渠相關(guān)案例情況，主壩位置采取0+050+160段實施開挖計劃調(diào)整可以在2個時間內(nèi)完成，混凝土澆筑工作可以在未來兩個月時間完成，隨后，可以對二期上游位置的圍堰子圍堰等進(jìn)行拆除。河道則可以在此情況下實現(xiàn)過流，也需要加高維護(hù)一期圍堰度汛。

4 結(jié) 語

施工導(dǎo)流工程作為水利水電建設(shè)工程中的一個子系統(tǒng),在水利水電建設(shè)工程中起著全局性,戰(zhàn)略性的作用。而明渠導(dǎo)流作為一種常見的導(dǎo)流方式,以其泄流能力強、易滿足通航要求等優(yōu)勢,在當(dāng)今的大、中型水利水電工程中被廣泛應(yīng)用。綜上所述，采取導(dǎo)流明渠方式比較使用在施工相對簡單且符合大型機械施工方面，此方法具有較為明顯的優(yōu)勢。與此同時，可以有效利用河道透水料實現(xiàn)就地取材，盡可能降低開挖量，由此也可以更進(jìn)一步降低工程費用的支出。青山水庫在具體施工過程中結(jié)合了地形選用的導(dǎo)流明渠方式。因此，有效降低了工期，同時也能夠確保壩體填筑目標(biāo)可以充分利用。

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TV551.11

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1007-7596(2016)08-0109-03

2016-06-16

陳建文(1980-)，男，江西信豐人，助理工程師，研究方向為水利工程；張錦光(1978-)，男，江西信豐人，助理工程師，研究方向為水利工程。