水利工程施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)的應(yīng)用

何君 張培基

青島瑞源工程集團(tuán)有限公司 山東青島 266555

水利工程已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但是仍然存在一些問(wèn)題需要解決。隨著我國(guó)在時(shí)間和空間上的發(fā)展，對(duì)水資源的需求也越來(lái)越精。因此，對(duì)于水利工程的排水技術(shù)來(lái)說(shuō)，未來(lái)依舊需要相關(guān)的學(xué)者和技術(shù)人員進(jìn)行源源不斷地探索和研究。此外，對(duì)于一些地區(qū)來(lái)說(shuō)水利工程的意義重大，其不僅影響了本地的城市用水，還對(duì)居民的日常生活和本地工農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到很大的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迭代，水利工程的流體分流技術(shù)日益加快。此外，導(dǎo)流施工技術(shù)是水利工程施工的重要組成部分，其對(duì)水利工程的質(zhì)量有著直接的影響。

1 水利工程施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)分類

1.1 施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)簡(jiǎn)述

導(dǎo)流與圍堰是一體化的水利工程技術(shù)，二者密切相關(guān)，因此只有協(xié)調(diào)配合才能發(fā)揮最大的作用[1]。圍堰施工技術(shù)是導(dǎo)流工程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以創(chuàng)造和建立良好的施工條件，并防止水流進(jìn)入和損害施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，圍堰設(shè)計(jì)還可以將河水和土壤與施工環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，避免影響施工過(guò)程。因此，圍堰的設(shè)計(jì)對(duì)導(dǎo)流工程至關(guān)重要，而鑒于圍堰的多樣性，有必要結(jié)合圍堰類型對(duì)施工環(huán)境、使用條件、施工條件等的不同影響進(jìn)行合理選擇。此外，導(dǎo)流可以按施工工期分為中期導(dǎo)流和后期導(dǎo)流。前者是確定壩體注水量，以制定更加科學(xué)合理的防洪方案，后者是根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整壩體施工高度，使壩體可以充分發(fā)揮抗洪作用。

1.2 全段圍堰導(dǎo)流

這種施工方法是一次性的，當(dāng)工程主體矩陣離開(kāi)河床時(shí)，將通過(guò)施工圍堰對(duì)河床進(jìn)行一次性截流，并安裝排水裝置，使水流按照預(yù)期設(shè)計(jì)流量，能有效避免河床外自然修筑的道路在河道內(nèi)臨時(shí)排水，使水流遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)。然而，這種方法也有其局限性[2]。因此，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮場(chǎng)地及周邊環(huán)境、水文特性及地質(zhì)條件，并完善施工方案。例如填補(bǔ)臨時(shí)排水口通道和使用渡槽作業(yè)等，必須找到合適的水利工程方法，確保水流按預(yù)定方向流向指定位置，然后充分發(fā)揮該技術(shù)的積極作用，確保施工質(zhì)量。

1.3 分段圍堰導(dǎo)流

在水利水電工程實(shí)際施工中，分段圍堰導(dǎo)流技術(shù)也相當(dāng)普遍，特別是在河床較寬或流量較大的水利工程，施工導(dǎo)流采用分段圍堰法，根據(jù)河床、壩體情況，采用分段圍堰來(lái)劃分水利河床上的各類建筑物。引導(dǎo)水流過(guò)槽口的工作是合理的。當(dāng)河流流過(guò)河床時(shí)，河流就會(huì)被切斷，水從河道排放到河流的下游。該方法主要分為兩個(gè)階段，一個(gè)是指導(dǎo)狹窄河床的導(dǎo)流，另一個(gè)是利用預(yù)挖排水渠進(jìn)行導(dǎo)流。雖然兩者都具有良好的導(dǎo)流效果，但施工成本差別很大，因此在實(shí)際工程中，必須結(jié)合各階段的施工特點(diǎn)和實(shí)際情況，合理發(fā)揮其作用，以更好地控制和調(diào)節(jié)排水，達(dá)到截流效果，確保整個(gè)水利工程建設(shè)達(dá)到所要求的質(zhì)量。

2 水利工程施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)的應(yīng)用方式

2.1 木板樁圍堰技術(shù)

作為水利工程圍堰的常用技術(shù)，水利工程可以有效地防止施工期間因小型低水流、低水壓工程或小面積淺基坑導(dǎo)致的滲漏水利工程[3]。為了科學(xué)合理地應(yīng)用木樁圍堰，首先應(yīng)選擇抗沖擊性較強(qiáng)的原木，根據(jù)施工方案的要求逐根打入基坑，然后采用嵌塊法施工，通過(guò)水槽與木板樁的無(wú)縫連接，在樁與樁之間設(shè)置土圍堰。當(dāng)河床水深為5-6米，流速大于1.6米/秒水利工程時(shí)，只有在流速較低時(shí)才需要單層木板樁，防滲效果好，既保證了圍堰結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，又降低了施工成本，進(jìn)一步提高了木板樁圍堰的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.2 鋼板樁圍堰技術(shù)

鋼板的強(qiáng)度遠(yuǎn)比木板的好，其防水防滲效果較好，適用于流速大的水流和滲流量大的河床，特別是某些大型建筑施工環(huán)境。此外，由于圍堰多為臨時(shí)建筑結(jié)構(gòu)，鋼板具有較高的回收價(jià)值，可以在不同的河道中取出和再利用，大大提高了方案的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)性。鋼板樁圍堰在施工過(guò)程中，施工人員必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)要求，按照鋼板的標(biāo)號(hào)順序和位置確定鋼板的位置，擊打河床，在施工過(guò)程中應(yīng)注意鋼板與土體貫入角度的連接，并采用填土技術(shù)固定鋼板，以保證鋼板樁的坡度保持良好的垂直，并形成圓形、矩形等止水結(jié)構(gòu)。

2.3 土石圍堰技術(shù)

由于土石圍堰可以在本地興建，建筑工人可以使用水利工程建造剩余的秸稈和石塊等廢料，而且很少需要另外購(gòu)買填土材料，因此可以在物料運(yùn)輸、采購(gòu)和其他相關(guān)方面節(jié)省大量資金。此外，該技術(shù)難度小，操作簡(jiǎn)單，可長(zhǎng)期使用。它也適用于工期較長(zhǎng)的水利工程，工程竣工后拆除方便，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于河道圍堰，特別是基巖和深層流水中[4]。從嚴(yán)格意義上講，根據(jù)基坑淹沒(méi)程度的不同，可分為過(guò)水土石圍堰和混凝土板圍堰兩種類型，其中過(guò)水土石圍堰覆蓋在混凝土板圍堰上，其引水方案需要對(duì)基坑進(jìn)行淹沒(méi)，以確保過(guò)水安全，在圍堰斜坡上鋪設(shè)混凝土板，以減少水流對(duì)圍堰體的影響，防止圍堰內(nèi)的土石料被水流沖走，以及防止下游斜坡與圍堰頂部一起滑動(dòng)，但由于水圍堰與土石壩相似，以土石料為心墻施工材料，施工工藝要求較低，后期不需采用先進(jìn)技術(shù)即可拆除，但缺點(diǎn)是工程量大，沉降量大，不適用于對(duì)河流流量和汛期要求較高的水利工程。

2.4 砼圍堰技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的抗沖擊性和抗?jié)B性比圍堰結(jié)構(gòu)更為突出?；炷两Y(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的共性，與水利工程的其他混凝土結(jié)構(gòu)形式有較好的銜接，能明顯提高水利工程的耐久性，確保工程壩體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定牢固，同時(shí)防水性能不遜色，即使在施工環(huán)境非常惡劣的情況下，由于擋水頭高，可以保證水流通過(guò)水利工程頂部達(dá)到要求，所以往往建在巖基土上的水利工程也將與土石圍堰結(jié)合使用，在節(jié)段導(dǎo)流施工中發(fā)揮重要作用。但技術(shù)方案成本高，混凝土施工技術(shù)性強(qiáng)，對(duì)員工的綜合技能水平有一定的要求。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，必須做好準(zhǔn)備，精心準(zhǔn)備材料，組織人員，制定科學(xué)合理的施工方案。

3 提高水利工程施工導(dǎo)流技術(shù)及圍堰技術(shù)應(yīng)用效果的建議

3.1 做好前期施工準(zhǔn)備工作

首先，建立健全施工組織管理體系，并將各部門和各人員的分工落到實(shí)處，從而保證施工方案設(shè)計(jì)、施工材料采購(gòu)、材料整理和報(bào)批文件等前期準(zhǔn)備工作有序進(jìn)行。其次，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，積極獲取和分析壩體及流水情況，了解該地區(qū)壩體高度及汛期水流情況，科學(xué)合理地評(píng)價(jià)整個(gè)壩體安全系數(shù)，明確施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，制定施工進(jìn)度計(jì)劃和施工任務(wù)，檢查確定施工方案，確保施工導(dǎo)流圍堰施工的合理性和可行性，進(jìn)而提高壩體的抗洪能力，嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的注水量，確保工程安全順利地進(jìn)行。

3.2 選擇優(yōu)秀的施工導(dǎo)流方案

在導(dǎo)流施工過(guò)程中，需選擇優(yōu)秀的施工方案。同時(shí)，施工技術(shù)人員需要對(duì)河流水流進(jìn)行分析，計(jì)算流速、沖刷力以及地基承載力，并根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤隁夂?、往年水位以及汛期等水文信息。此外，要綜合分析土壤類型、地層條件等地理信息，在施工能力和經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，制定合理的導(dǎo)流方案，根據(jù)汛期流量的差異，特別是水利工程施工區(qū)位于河道周圍軟弱地質(zhì)帶時(shí)，合理管理和控制施工過(guò)程，處理好地基結(jié)構(gòu)，做好夯實(shí)加固工作。其次，對(duì)于圍堰施工，由于類型多、施工方法不同，除了考慮防滲和后期拆除容易的圍堰外，還應(yīng)根據(jù)水流量、施工成本、施工可操作性以及一些較為特殊的施工要求進(jìn)行選擇，以建立高效、高質(zhì)量的水利工程。

3.3 正確選擇壩址

確定科學(xué)合理的壩址是水利工程施工的首要任務(wù)，壩址的確定極大地影響了施工導(dǎo)流效果和圍堰技術(shù)的發(fā)展。因此，建設(shè)單位和施工單位對(duì)這項(xiàng)工作要予以高度的重視[5]。同時(shí)，需根據(jù)選址要求，共同協(xié)商，在全面調(diào)查當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件后，進(jìn)行徹底的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，收集地形、地貌、水文等有關(guān)工程信息，全面掌握確定壩址的有關(guān)信息，通過(guò)與水力能量指標(biāo)及具體運(yùn)行周期和難度專家組的分析和討論，初步確定壩體最佳施工位置，說(shuō)明選址原因，并作出申報(bào)和確認(rèn)，然后根據(jù)審批機(jī)關(guān)的反饋意見(jiàn)，回到工地確定第二選址，并經(jīng)全體成員簽字確認(rèn)后方能進(jìn)行導(dǎo)流施工，確定因選址偏差而影響后續(xù)施工。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)普遍采用導(dǎo)流圍堰技術(shù)進(jìn)行疏導(dǎo)導(dǎo)流，特別是在大型水利工程工程如大壩工程中，為了保護(hù)基坑，可以利用導(dǎo)流來(lái)改善和完善正在建設(shè)的河流水質(zhì)，水利工程工程將順利完工，通過(guò)使用各種材料和各種機(jī)械相互配合進(jìn)行鋪設(shè)工作，建造安全穩(wěn)定的圍堰，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)堵水功能，從而降低水利工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，保障生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，有關(guān)人員必須加強(qiáng)導(dǎo)流圍堰技術(shù)的研究，提高水利工程導(dǎo)流圍堰技術(shù)的整體水平，促進(jìn)導(dǎo)流圍堰技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動(dòng)水利工程事業(yè)的進(jìn)步。