施工導(dǎo)流和圍堰施工技術(shù)在水利水電項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用

高 峰

（中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700）

國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展促進(jìn)人們對(duì)綠色能源的需求，水利水電工程利用水資源發(fā)電，材料成本低，無(wú)廢氣、垃圾等污染物，發(fā)電過(guò)程更加綠色環(huán)保，還有利于改善周邊河流防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運(yùn)等，同時(shí)提高周邊居民生活水平。施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)是目前水利水電工程常用的施工技術(shù)，采用該項(xiàng)技術(shù)可以提高施工效率，保證工程質(zhì)量，對(duì)工程順利進(jìn)行起著重要作用。

1 施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)概述

1.1 施工導(dǎo)流

為了保證水利水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)能夠滿足施工條件，將現(xiàn)場(chǎng)的基坑進(jìn)行圍護(hù)，以指定的方式引導(dǎo)水流，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)單位水流量，防止過(guò)多的水流對(duì)水利水電工程造成不利影響，這種技術(shù)稱(chēng)為施工導(dǎo)流技術(shù)。施工導(dǎo)流技術(shù)的有效實(shí)施是水利水電工程順利施工的重要保證，重視施工導(dǎo)流技術(shù)的合理應(yīng)用，可以確保其在施工過(guò)程中發(fā)揮最大的作用。施工前，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定施工導(dǎo)流技術(shù)方案，其對(duì)水利水電工程的安全、質(zhì)量、造價(jià)和工期影響巨大。結(jié)合基坑工程量，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)導(dǎo)流方式。在工程量大、周期長(zhǎng)、河流截?cái)嗪笠粋€(gè)枯水期無(wú)法完成的工程施工中，要按照全年施工導(dǎo)流進(jìn)行導(dǎo)流技術(shù)方案的設(shè)計(jì)[1]。在非枯水季節(jié)，應(yīng)制定保護(hù)措施，科學(xué)合理地設(shè)置圍堰，避免基坑內(nèi)過(guò)水情況，嚴(yán)禁出現(xiàn)溢流現(xiàn)象。若水利水電工程量小、工期短，河流截?cái)嗪笠粋€(gè)枯水期內(nèi)能完成施工，則施工導(dǎo)流方案按枯水期水流進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工導(dǎo)流受泄水條件和施工進(jìn)度的影響，主要分為初期、中期和后期導(dǎo)流。

導(dǎo)流技術(shù)施工過(guò)程復(fù)雜，涉及大量的信息和數(shù)據(jù)，必須對(duì)其進(jìn)行有效的集成。借助計(jì)算機(jī)、信息系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，可以更好地完成施工導(dǎo)流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將導(dǎo)流數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行直觀的模擬，更好地促進(jìn)水利水電工程施工的安全和穩(wěn)定。

1.2 圍堰技術(shù)

圍堰是一種圍擋技術(shù)，是工程在進(jìn)行導(dǎo)流技術(shù)施工中采用的臨時(shí)性或永久性擋水結(jié)構(gòu)，可以確保施工環(huán)境的干燥，保證施工的質(zhì)量和安全。臨時(shí)性圍堰是在施工過(guò)程中建立的，完成對(duì)基坑的有效保護(hù)，保證施工條件的干燥，導(dǎo)流期結(jié)束后將其拆除。永久性圍堰是持久存在的，不被拆除，如浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)工程。施工過(guò)程中，要充分了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況和水文條件，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的圍堰結(jié)構(gòu)[2]。

我國(guó)南方地區(qū)常面臨雨季水位暴漲的狀況，強(qiáng)大的水流對(duì)水利水電的施工造成不利的影響，也對(duì)周邊堤壩、農(nóng)田、鄉(xiāng)村產(chǎn)生巨大威脅。因此，施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，不僅能創(chuàng)造干燥良好的施工環(huán)境，保證水利水電工程的順利施工，還能有效控制當(dāng)?shù)氐乃?，確保下游的生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。

2 施工導(dǎo)流技術(shù)在水利水電項(xiàng)目建設(shè)的應(yīng)用

施工導(dǎo)流技術(shù)采用人為引導(dǎo)水流方向，幫助在施工條件復(fù)雜、水流量大的地區(qū)創(chuàng)造干燥、安全的施工環(huán)境，為水利水電工程的順利施工提供有利條件，可以提高施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量。水利水電工程所處位置不同，河床情況也會(huì)有所不同，因此形成水流量的差異，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的導(dǎo)流方案，滿足施工需求。導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮當(dāng)?shù)氐暮竭\(yùn)、灌溉、養(yǎng)殖等方面的影響。目前常用的施工導(dǎo)流技術(shù)主要分為以下幾種。

2.1 分段圍堰導(dǎo)流

分段圍堰導(dǎo)流是將水利水電工程施工劃分多個(gè)階段，并對(duì)每個(gè)階段設(shè)置圍堰進(jìn)行導(dǎo)流，每一段分別施工，直到整個(gè)工程施工完成。分段過(guò)程可以合理利用現(xiàn)有的阻流障礙物或已有的建筑物，如狹窄河道或缺口等，進(jìn)行河流方向的引導(dǎo)。分段圍堰在施工過(guò)程中需要導(dǎo)流的水流量較小，施工難度較低，覆蓋的范圍較窄，適合工程量大、水流量多、建筑時(shí)間長(zhǎng)、河面寬闊的水利水電工程[3]。導(dǎo)流過(guò)程要對(duì)河道及坡體進(jìn)行加固，避免發(fā)生滑坡等現(xiàn)象，保證施工的安全。根據(jù)當(dāng)?shù)睾恿餮雌凇⑺髁考坝晁惹闆r制定導(dǎo)流計(jì)劃，合理科學(xué)地對(duì)基坑進(jìn)行分段施工，把河床上已有的建筑物分為多個(gè)階段進(jìn)行施工，減少對(duì)河流及周?chē)h(huán)境的影響。水利水電工程導(dǎo)流施工流程，如圖1所示。

圖1 水利水電工程導(dǎo)流施工流程

2.2 全段圍堰導(dǎo)流

全段圍堰導(dǎo)流是對(duì)項(xiàng)目所處的河流水域進(jìn)行一次性整體導(dǎo)流，是與分段圍堰導(dǎo)流相對(duì)的導(dǎo)流方式[4]。該項(xiàng)技術(shù)是利用河床水閘和大壩等工程軸線建立攔河圍堰，并將水流引導(dǎo)到臨時(shí)排水設(shè)施排至下游河道，可以提升水利水電工程的施工效率和施工安全。

全段圍堰導(dǎo)流覆蓋面積較大，導(dǎo)流過(guò)程需要承受較大的水流量，施工難度較大。該項(xiàng)技術(shù)目前主要適用于工程量小、水流量小、施工面積小、施工工期短的水利水電工程，導(dǎo)流設(shè)施可以一次性完成河流截?cái)?，后期無(wú)需進(jìn)行拆建。根據(jù)導(dǎo)流的形式，可以分為多種類(lèi)型的圍堰。當(dāng)河流位于具有堅(jiān)硬山石的山區(qū)地段或隧洞周邊時(shí)，可以采用隧洞導(dǎo)流；當(dāng)河流位于平原或河流兩岸較為平緩時(shí)，選擇明渠導(dǎo)流；當(dāng)河流水流量較小時(shí)，可以采用涵管引導(dǎo)水流至排水管道內(nèi)。在實(shí)際施工過(guò)程中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際施工情況進(jìn)行導(dǎo)流方式的選擇，以保證工程的施工安全。

3 圍堰施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

圍堰是在不適合施工的環(huán)境下，通過(guò)人為進(jìn)行圍擋建設(shè)，從而完成抵擋水流、保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)的作用，保證水利水電工程在施工過(guò)程中不受水流的浸泡和沖刷等的影響，可以確保施工質(zhì)量和施工效率。水利水電工程中的圍堰一般是臨時(shí)保護(hù)設(shè)施，在施工完成后會(huì)將其拆除，實(shí)現(xiàn)水域的正常運(yùn)行，因此在建設(shè)圍堰時(shí)考慮防滲防水的同時(shí)還要考慮后期拆除方便，避免拆除難度大造成工程建設(shè)成本的增加。導(dǎo)流方案的實(shí)施必須要圍堰工程的配合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境和水流特征選擇圍堰類(lèi)型，采用不同材料建設(shè)圍堰設(shè)施，保證水利水電工程的施工不受水流的影響，實(shí)現(xiàn)水利水電工程的順利施工。

3.1 過(guò)水圍堰

過(guò)水圍堰能有效降低圍堰受水流的沖擊，水流通過(guò)圍堰上方進(jìn)入下游。圍堰施工中，必須對(duì)圍堰表面進(jìn)行加固處理，避免圍堰表面產(chǎn)生滑動(dòng)和沖刷的破壞[4]。目前水利水電工程中常用的過(guò)水圍堰主要采用混凝土圍堰和土石圍堰，其厚度較合理，防水能力較強(qiáng)，可以很好地保證圍堰內(nèi)水利水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.2 不過(guò)水圍堰

不過(guò)水圍堰在目前水利水電工程施工過(guò)程中較為常用，其具有很多優(yōu)勢(shì)特征，如工程造價(jià)低、后期拆除方便、可以就地取材等。不過(guò)水圍堰不需要對(duì)表面進(jìn)行加固，施工難度低，采用的材料要求低，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，因此被廣泛用于水利水電工程的施工中。該項(xiàng)施工技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，由于圍堰表面不能有水流漫過(guò)和沖刷，因此圍堰自身必須承擔(dān)巨大的水壓和水流的沖擊力，特別是汛期和水流量大的河流中，需要對(duì)圍堰采取加固措施，防止水流沖擊力過(guò)大對(duì)圍堰產(chǎn)生破壞，要做好防汛措施，避免影響水利水電工程的施工環(huán)境。

3.3 混凝土圍堰

混凝土圍堰是以混凝土作為材料，造價(jià)較高，但由于具有許多優(yōu)勢(shì)，因此得到設(shè)計(jì)和施工單位的廣泛使用[5]?；炷恋膹?qiáng)度較大，抗?jié)B性強(qiáng)，混凝土圍堰作為臨時(shí)擋水設(shè)施或水利水電工程主體的長(zhǎng)久防護(hù)設(shè)施，具有很強(qiáng)的抗沖擊能力，占地面積小，可以很好地應(yīng)用于復(fù)雜的環(huán)境下，是目前水利水電工程中常用的圍堰形式?；炷羾呔哂休^高的擋水位，底部寬度小，可以有效保證工程施工的整體性的實(shí)現(xiàn)。常用的混凝土圍堰主要分為橫向和縱向圍堰，施工工程量小，有利于后期的施工和拆除?；炷羾咴谑┕ぶ锌梢酝瓿膳c永久性水利工程的相互結(jié)合，減少拆除的工程量，降低時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

3.4 鋼板樁圍堰

鋼板樁圍堰主體結(jié)構(gòu)是鋼板，內(nèi)部填入砂石、礫石等，利用鎖扣封閉，保證圍堰的質(zhì)量和擋水能力，是由鋼板和石塊組成的圍堰結(jié)構(gòu)，與混凝土圍堰截然不同。鋼板樁圍堰施工過(guò)程更加便捷，可重復(fù)利用，石塊等材料可以就地取材，施工完成后方便拆除，有利于加快施工進(jìn)度。鋼板樁圍堰適用于深水作業(yè)，其強(qiáng)度高、防水能力強(qiáng)，在進(jìn)行大面積施工時(shí)可以根據(jù)施工實(shí)際需要將鋼板組裝成不同形狀，施工完成后可以對(duì)其進(jìn)行拆除，也可以與水利水電工程形成整體。鋼板樁圍堰施工中要重視鋼板樁的定位導(dǎo)向，保證其與整體坡面垂直，有效地進(jìn)行止水。為了保證鋼板樁圍堰的防水性能，圍堰的迎水坡面要做防沖刷措施，鎖扣要防水保護(hù)，防止連接處出現(xiàn)漏水滲水的現(xiàn)象，導(dǎo)致工程質(zhì)量受到影響。鋼板樁圍堰一般不適用于河流河床中有大量堅(jiān)硬巖石的情況。

3.5 木板樁圍堰

在小型水利水電工程施工時(shí)，水流量及水壓較小，圍堰需要承受的水流沖擊力較小，此時(shí)可以使用木板樁圍堰。木板樁圍堰是以原木為主要材料，利用機(jī)械加工形成抗擊力較大的樁體結(jié)構(gòu)，使用先進(jìn)機(jī)械對(duì)木板樁進(jìn)行分塊插打，保證連接處的質(zhì)量。對(duì)于水流量較大的區(qū)域，可以采用雙臂木板樁圍堰，以確保圍堰的穩(wěn)定性。為了避免木板樁圍堰的漏水現(xiàn)象，施工中可以將木板樁利用榫槽進(jìn)行無(wú)縫拼接，形成整體性較強(qiáng)的圍堰結(jié)構(gòu)。

3.6 土石圍堰

土石圍堰施工時(shí)一般選擇黏土作為土工材料，也可采用砂土進(jìn)行填充，此時(shí)要對(duì)圍堰加寬，加長(zhǎng)滲流長(zhǎng)度，降低滲流量。土石圍堰主要進(jìn)行河流橫截，施工材質(zhì)可以就地取材，利用周?chē)h(huán)境的石塊和草袋等作為圍堰的材料，也可以直接利用施工廢料，材料成本低，施工技術(shù)要求不高，因此也獲得廣泛的使用。

4 施工導(dǎo)流和圍堰施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工導(dǎo)流

（1）施工前準(zhǔn)備工作。項(xiàng)目施工前，工程建設(shè)人員要做好工期計(jì)劃，并按照計(jì)劃內(nèi)容進(jìn)行實(shí)施。施工中，根據(jù)壩高和汛期水流控制注水量，并對(duì)河床進(jìn)行截流控制，減少水流對(duì)工程建設(shè)的影響。工作人員依據(jù)導(dǎo)流活水流量控制大壩高度。

（2）施工導(dǎo)流方案選擇。施工導(dǎo)流方案的選擇對(duì)水利水電工程的順利建設(shè)具有重要作用，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地理特征、水文條件等環(huán)境因素，科學(xué)合理地選擇施工方案。參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，考慮施工強(qiáng)度、建設(shè)成本及技術(shù)等綜合因素，選擇合適的施工工藝和施工技術(shù)，保證導(dǎo)流工程的規(guī)范化和合理化。確定施工導(dǎo)流方案前，要詳細(xì)分析和計(jì)算當(dāng)?shù)氐暮恿魉髑闆r，保證河流水流速度等的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)導(dǎo)流方案時(shí)，還要考慮汛期河流泄水量的差別，有效控制施工進(jìn)度，防止影響水利水電工程的施工工期?？梢砸罁?jù)當(dāng)?shù)睾恿鞯募竟?jié)性變化劃分施工導(dǎo)流時(shí)段，對(duì)河流的泄水問(wèn)題應(yīng)做好相應(yīng)的對(duì)策，優(yōu)化和完善施工導(dǎo)流方案，保證施工的整體控制。

4.2 圍堰

（1）圍堰工程的設(shè)計(jì)。水利水電工程中圍堰的設(shè)計(jì)方案要根據(jù)工程所在地的實(shí)際情況進(jìn)行編制，圍堰的橫斷面要受水壩樞紐設(shè)備和導(dǎo)流通道的影響，因此施工中要保證開(kāi)挖不會(huì)對(duì)后期工程質(zhì)量造成影響。圍堰的高程、導(dǎo)流流量和平面布局設(shè)計(jì)要綜合項(xiàng)目施工的具體要求，利用儀器和設(shè)備詳細(xì)測(cè)量分析，減少偏差的產(chǎn)生，采用階梯式避免河水滲入圍堰中。圍堰施工材料的選擇要滿足安全性和穩(wěn)定性的要求，通過(guò)嚴(yán)格的審查分析，以保證結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)。

（2）圍堰施工方案的確定。圍堰施工方案編制過(guò)程中，要對(duì)工程周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，確定巖土結(jié)構(gòu)和工程范圍，明確圍堰的應(yīng)用類(lèi)型，保證圍堰施工技術(shù)滿足規(guī)范要求。現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行圍堰的施工，保證圍堰施工的科學(xué)和規(guī)范。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整和改善，提升圍堰的質(zhì)量，保證圍堰在水利水電工程施工中發(fā)揮重要作用，促進(jìn)工程的順利施工。

（3）圍堰施工的注意事項(xiàng)。圍堰施工過(guò)程的機(jī)械設(shè)備會(huì)占用河床，為避免施工中對(duì)水文環(huán)境的不利影響，技術(shù)人員可通過(guò)設(shè)置模型加強(qiáng)檢測(cè)。采用圍堰阻擋水流對(duì)河道的影響，可以減少機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行造價(jià)，緩解泄水壓力。施工中要重視圍堰的整體性，利用有效的檢測(cè)工具，保證圍堰的滲水性、嚴(yán)密性等，及時(shí)了解掌握數(shù)據(jù)信息，提升圍堰的整體性能，避免水流或流沙滲入水利水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)。加固和維護(hù)圍堰接口，促進(jìn)整體性能滿足要求，保證圍堰的使用壽命。

5 結(jié)論

施工導(dǎo)流和圍堰施工技術(shù)是水利水電工程施工中不可缺少的施工技術(shù)，對(duì)水利水電工程的順利施工提供重要保障。建設(shè)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和水文環(huán)境等因素綜合選擇施工導(dǎo)流和圍堰施工技術(shù)，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和應(yīng)用施工導(dǎo)流和圍堰方案，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化和改善施工方案，有利于不穩(wěn)定狀態(tài)的河道流域得以控制，確保導(dǎo)流和圍堰技術(shù)能真正在水利水電工程建設(shè)中發(fā)揮作用。