淺析水利水電工程施工中導(dǎo)流及圍堰技術(shù)

李紹燕 丁毅

[ 作者簡介 ]

李紹燕，女，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，內(nèi)鄉(xiāng)縣抗旱服務(wù)隊(duì)，助理工程師，大專，研究方向：水利工程建設(shè)管理。

丁毅，男，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，內(nèi)鄉(xiāng)縣抗旱服務(wù)隊(duì)，助理工程師，大專，研究方向：水利工程建設(shè)管理。

[ 摘要 ]

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水利水電工程正在發(fā)生著日新月異的變化，尤其是水利保護(hù)在施工過程中發(fā)揮著重要作用，直接影響著水利工程的施工質(zhì)量。在選擇施工導(dǎo)流技術(shù)的過程中必須修建圍堰，修建圍堰可以有效提高水利工程質(zhì)量。本文將對水利防護(hù)工程施工中圍堰及導(dǎo)流技術(shù)的過程、概況及注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的探討和分析，在此基礎(chǔ)上，對水利水電工程施工中的導(dǎo)流和圍堰技術(shù)進(jìn)行了探討。

[ 關(guān)鍵詞 ]

水利水電工程施工；導(dǎo)流技術(shù)；圍堰技術(shù)

中圖分類號：TV5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.15.057

在實(shí)施水利工程建設(shè)的過程中，為了有效提高施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，大多數(shù)施工單位都會采用施工導(dǎo)流技術(shù)，將整個(gè)水流引向下游部分。施工導(dǎo)流圍堰技術(shù)在水利工程施工階段一般應(yīng)用在河道內(nèi)修建臨時(shí)擋水建筑物，以發(fā)揮良好的圍堰效果。本文通過研究影響水利工程導(dǎo)流施工的具體因素和分類，探討了該技術(shù)在施工階段的施工要點(diǎn)，以期對今后水利工程導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有一定的參考意義。

1 導(dǎo)流形式

第一，開放渠道的管理。重點(diǎn)是在海灘或河岸上挖掘基坑，在基坑的上游和下游建立帳篷，以實(shí)現(xiàn)水流的有效排除，適用于河流平坦或海灘寬闊的情況。第二，隧道施工。即在河岸上方修建隧道，引導(dǎo)水流，適用于地貌復(fù)雜的山區(qū)，在隧道施工鏈中，應(yīng)重點(diǎn)設(shè)計(jì)分岔位置，選擇適當(dāng)?shù)姆植矸椒ê头植戆霃健５谌?，利用浮筒排水?？刹贾迷趲r層或巖灘上，如需穿墻應(yīng)進(jìn)行防水處理。第四，全科水流能夠一次截流河段，適用于河流低速水電工程和小建設(shè)區(qū)。如果水流過山，兩側(cè)巖石堅(jiān)硬，應(yīng)與隧道分流方法協(xié)調(diào)，確保傳導(dǎo)效果。第五，分段排水。分段排水適用于河床寬、流量大的工程，可以用排水均勻劃分河床上的各類建筑物，然后分段施工。

2 施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)的含義

2.1 施工導(dǎo)流的含義

具體開展水利水電工程時(shí)，總是發(fā)生需要改進(jìn)施工期間水質(zhì)條件等問題，這個(gè)時(shí)候經(jīng)常會使用的操作是：遠(yuǎn)離水利水電工程的施工現(xiàn)場，通過引流河水的方式達(dá)到目的，這樣可以成功開展水利水電的工程項(xiàng)目。特別是在水利水電工程項(xiàng)目中，修建大壩時(shí)一定會用到有關(guān)施工導(dǎo)流技術(shù)，這是非常重要的一步。所以相關(guān)人員需要提前規(guī)劃好施工導(dǎo)流計(jì)劃，保證方案的順利實(shí)施，確保整個(gè)工程質(zhì)量。一般來說，施工導(dǎo)流有三個(gè)階段：首先，其計(jì)劃必須保障圍堰后能夠阻擋水流，準(zhǔn)備在河床截?cái)嗨鳎黄浯危M(jìn)行施工導(dǎo)流時(shí)，按照水壩高度和汛期的河水深度判斷如何處理庫存的注水量，主要是為了讓水利水電工程能夠更好地抗洪；最后，按照施工導(dǎo)流的活水設(shè)計(jì)與建設(shè)水壩，其中一定要仔細(xì)審核高度。該階段結(jié)束后，早期施工就算完成了。

2.2 圍堰技術(shù)概述

在水利工程施工期間，為了確保建造的水利設(shè)施的長期性，需要建造一個(gè)臨時(shí)封閉結(jié)構(gòu)，通常稱為軍營。它的主要作用是防止水或土壤流入建筑物所在的地方，以便在進(jìn)行挖掘和排水以建造建筑物。其建造料可分為三大類：稻草、土和鋼筋混凝土。一般而言，土質(zhì)結(jié)構(gòu)可利用就地開采的材料，施工可直接利用主要機(jī)械工程設(shè)備，具有工藝簡單、材料容易獲取的特點(diǎn)，但土質(zhì)具有抗沖能力，因而需要大量的時(shí)間和人力，而且更容易遇到倒塌和沉降問題。目前使用最廣泛的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的滲透強(qiáng)度、較低的底部寬度和較高的堵水效果。根據(jù)工程的先決條件和施工援助，這兩種形式都可為水利工程提供重要的幫助，但在施工費(fèi)用、施工過程和施工周期方面差別很大。因此，在實(shí)際施工期間選擇具體的施工方案時(shí)要謹(jǐn)慎。

3 水利水電工程中導(dǎo)流及圍堰技術(shù)

3.1 土石圍堰

圍堰技術(shù)是在相對干燥的區(qū)域，通過臨時(shí)搭建擋水項(xiàng)目的方式，將水體引入指定位置。圍堰通常利用土石等材料，由于這些材料方便拿取和運(yùn)輸，因此在施工時(shí)更有利于進(jìn)行水流的調(diào)控，并可以通過車體自卸的方式將砂料輸送到指定范圍內(nèi)，然后利用挖掘機(jī)和推土機(jī)完成砂石的壓實(shí)和填鋪。前期的圍堰填筑高度要高于水平線0.5米高程，之后將指定區(qū)域的水體抽干，并按照標(biāo)準(zhǔn)的圍堰施工方法，對邊坡的位置進(jìn)行加固，使整體圍堰工作能順利開展。按照圍堰的沉降量，精準(zhǔn)計(jì)算沉降高度，利用水泥砂漿和其他材料進(jìn)行加固，進(jìn)一步提升圍堰技術(shù)應(yīng)用效果。

3.2 鋼板樁圍堰技術(shù)

鋼板樁圍堰技術(shù)是一種在各種地理環(huán)境中都十分適用的水利水電工程圍堰施工技術(shù)。所謂鋼板樁圍堰，就是將鋼板樁用作主要設(shè)施來進(jìn)行圍堰施工。因?yàn)殇摪鍢蹲陨碛兄^高的硬度，耐磨性能也十分良好，所以該技術(shù)無論是在水流較快還是在水流較慢的區(qū)域內(nèi)都十分適用，且具有非常好的穩(wěn)定性。鋼板樁的使用壽命也很長，且能夠重復(fù)進(jìn)行利用，可節(jié)約部分成本。另外，借助鋼板樁自身所具備的綜合性能，也可以進(jìn)一步提升圍堰的穩(wěn)定性及其安全性。憑借著這些優(yōu)勢，鋼板樁圍堰技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今水利水電工程圍堰施工中的一種常用施工技術(shù)。

3.3 全段性圍堰導(dǎo)流施工

全段導(dǎo)流是在圍堰的過程中一次性完成河床的建造，此時(shí)建筑人員要根據(jù)水體的流經(jīng)方向，合理管控河道區(qū)域，在施工作業(yè)范圍內(nèi)避免水體流入，并按照水體流速的方向和壓力，提前設(shè)定獲知方向。具體的操作內(nèi)容為：全段圍堰導(dǎo)流法是將上、下游水體看作一個(gè)整體，按照項(xiàng)目施工方式提前完成圍堰位置的確定，在水體經(jīng)過相應(yīng)通路以后，利用已經(jīng)完成的基坑開挖區(qū)域，將水體引入指定范圍。封堵區(qū)域施工，如果出現(xiàn)滲水情況，可以利用事先準(zhǔn)備的泄水通道，將少部分的水體引入指定范圍內(nèi)。該項(xiàng)目的整體引導(dǎo)流量較小，所以當(dāng)水體超過20～30立方米/秒時(shí)，則要迅速利用鍍槽導(dǎo)流的方式，降低施工過程的風(fēng)險(xiǎn)。全段導(dǎo)流施工還要注意周邊地形以及水文狀況，根據(jù)特定的技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)能力，選擇適合的項(xiàng)目施工方案，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高施工效果。

3.4 分段圍堰法導(dǎo)流

水利水電項(xiàng)目施工會遇到許多突發(fā)問題，這些問題都應(yīng)提前進(jìn)行方案設(shè)定，以免對整體施工工序造成影響。在全段圍堰的過程中，可以通過分段導(dǎo)流的方式，對不同區(qū)域的工程進(jìn)行分段施工，在保證現(xiàn)有施工質(zhì)量和施工工序的前提下，對河床、明槽、缺口和壩體等容易出現(xiàn)問題的區(qū)域，分別進(jìn)行專業(yè)的引導(dǎo)，使整體工序更加安全和標(biāo)準(zhǔn)。通過對現(xiàn)有導(dǎo)流方式進(jìn)行擬定，了解河床的寬度，分析對水流狀況造成的影響之后，參照水利水電項(xiàng)目的建造方式，將整體倒流效果進(jìn)行測量。專業(yè)人員利用科學(xué)方法將需要建造的區(qū)域劃分成幾個(gè)固定的區(qū)間，之后采用分段施工的方式，提高單個(gè)區(qū)域的工程質(zhì)量，最終構(gòu)建更加穩(wěn)固的施工結(jié)果。按照河床圍堰施工工序要求，在對上流水體阻截過程中，可以通過科學(xué)的方式將巨大的水流進(jìn)行自然的引導(dǎo)，通過高效的調(diào)節(jié)和管控，進(jìn)一步展現(xiàn)分段圍堰導(dǎo)流法的施工優(yōu)勢。

3.5 漿砌石塊圍堰技術(shù)

該技術(shù)主要采用石塊層次砌筑的方式來進(jìn)行施工，并在上下兩層石塊間進(jìn)行一定的間隙預(yù)留。必要的情況下，也可以在石塊漿砌過程中以拉線的方式進(jìn)行輔助，以此來防止石塊內(nèi)部空洞問題的產(chǎn)生。為確保施工效果，在施工之前，需要將石塊完全浸濕，并隨時(shí)做好空隙填補(bǔ)的準(zhǔn)備。在具體填補(bǔ)中，一定要嚴(yán)格按照實(shí)際的設(shè)計(jì)要求對外部暴露的縫隙進(jìn)行填補(bǔ)或者是抹面處理。

3.6 防水擋水導(dǎo)流

圍堰施工完成后，將引入一定量的水進(jìn)行檢測，以確保施工安全和工程質(zhì)量。實(shí)際操作中，一般使用彩布、塑料布、土袋。為了保證項(xiàng)目成果達(dá)到預(yù)期要求，能夠安全使用，工作人員必須用合理的方法計(jì)算水費(fèi)。

3.7 做好鋼板柱下放施工

在第一圈鋼板樁拼裝完成后要緩慢下放，然后馬上著手安裝第二圈鋼板樁，以此順序直至所有外圈下放到位。此外，鋼板樁下放深度要達(dá)到粉質(zhì)黏土層下50 cm處，這是因?yàn)樗?xiàng)目中的粉質(zhì)黏土要比普通黏土擁有更強(qiáng)的吸附與承載力，并且具備更優(yōu)的防漏性能，如在鋼板樁下沉?xí)r因圍堰底部起伏較大而引發(fā)漏水問題，則可用高壓水槍對面層上多出來的淤泥進(jìn)行必要清理后再繼續(xù)展開淤泥下沉工作，通常情況下由于鋼板樁自身的質(zhì)量較大，所以用其自重來實(shí)現(xiàn)下沉，但相關(guān)人員還是應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來安裝多個(gè)小型振動錘，起到提升下沉速度的效果。

3.8 鋼板樁支護(hù)

打一排10厘米厚的鋼板樁，對整體的壩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，然后在水深范圍達(dá)到0.6～1米之間處，利用鋼板樁進(jìn)行阻擋，之后迅速用裝好的土石袋子進(jìn)行根部固定，消除因水體壓力而導(dǎo)致的堰體底部位移問題。為進(jìn)一步提升堰體的穩(wěn)定性，應(yīng)提前對施工區(qū)域的淤泥進(jìn)行清理，利用挖掘機(jī)挖出鋼板樁的預(yù)埋通道，為后續(xù)施工做好基礎(chǔ)工作。

3.9 圍堰的平面設(shè)置

圍堰的平面設(shè)置問題很關(guān)鍵，是圍堰技術(shù)的前提基礎(chǔ)。首先，考慮到施工計(jì)劃的設(shè)計(jì)要求與項(xiàng)目的整體結(jié)構(gòu)和具體施工等多方面，實(shí)施要科學(xué)合理。其次，相關(guān)人員要保證地基打坑的坡地與主輪廓在20～30米之間，方便布置交通運(yùn)輸及排水設(shè)施，符合基本規(guī)范；地基打坑時(shí)，施工人員通過施工項(xiàng)目具體方位的地質(zhì)環(huán)境，定下邊坡大小，提高水利水電工程項(xiàng)目的施工技術(shù)水平。

4 提高圍堰技術(shù)和施工導(dǎo)流實(shí)施質(zhì)量的措施

4.1 安全措施

首先，施工前，所有施工人員應(yīng)學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)法規(guī)和安全防護(hù)手冊。機(jī)械操作人員和特殊工種操作人員必須持證上崗。其次，所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員必須佩戴安全帽、反光背心和救生衣。各種安全防護(hù)設(shè)施必須配齊，確保有效防護(hù)。第三，施工前，各作業(yè)班組應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行安全技術(shù)交底。第四，在危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置醒目的警示標(biāo)志和必要的安全防護(hù)。第五，如果程施工臨近汛期，有專人負(fù)責(zé)導(dǎo)流洞出口水位觀測和水文氣象資料的收集分析。施工期間，加強(qiáng)水位觀測，及時(shí)報(bào)告水位上升趨勢，并采取相應(yīng)措施。最后，在施工過程中，必須安排有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)檢查人員隨時(shí)檢查和監(jiān)督各種施工機(jī)械和車輛的狀況。嚴(yán)禁施工人員帶病施工，提前排查消除各類事故隱患，防患于未然。

4.2 加強(qiáng)工程安全管理與進(jìn)度管理

首先，安全生產(chǎn)管理工作應(yīng)由質(zhì)量監(jiān)理全權(quán)負(fù)責(zé)，這也是水利工程建設(shè)施工中的重要工作之一，安全意識應(yīng)貫穿于每一個(gè)施工環(huán)節(jié)中，按照“安全第一、綜合治理、預(yù)防為主”的戰(zhàn)略方針，嚴(yán)格落實(shí)水利工程安全施工責(zé)任制度，由項(xiàng)目的法人負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)工作的落實(shí)，并由監(jiān)理工作人員進(jìn)行日常的監(jiān)督與管理，避免由于安全原因?yàn)樗こ痰男蜗笈c經(jīng)濟(jì)效益帶來嚴(yán)重的損失。其次，將安全生產(chǎn)責(zé)任制度堅(jiān)決落實(shí)于日常施工中，并對施工中的安全責(zé)任進(jìn)行明確，對施工中的不安全因素進(jìn)行嚴(yán)格防范，對施工中的安全問題進(jìn)行責(zé)任追究，將水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督緊密結(jié)合。最后，定期開展安全教育，重點(diǎn)對高邊坡、高空、水下、地下等容易出現(xiàn)安全事故的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，做到“早發(fā)現(xiàn)、早處理”，防患于未然。除此以外，還需要按照水利工程的建設(shè)工期制訂施工進(jìn)度計(jì)劃，充分考慮平?jīng)鍪械臍夂驐l件與工程施工安排，按照不同的施工工序、時(shí)間節(jié)點(diǎn)制訂嚴(yán)密的水利工程施工進(jìn)度計(jì)劃，準(zhǔn)確分析每個(gè)階段性的目標(biāo)與任務(wù)，控制好施工進(jìn)度的關(guān)鍵點(diǎn)，在確保質(zhì)量和安全的前提下合理配置工程施工人員，保證水利工程建設(shè)項(xiàng)目能夠在第一時(shí)間完成。

4.3 制定合理化施工方案

水利施工區(qū)域的地質(zhì)和水文結(jié)構(gòu)會對圍堰造成最直接的影響，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工之前要詳細(xì)對這部分內(nèi)容進(jìn)行考察，并確定。首先，圍堰在這種水流流速和土質(zhì)條件之下該采用何種形式的結(jié)構(gòu)。其次，制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，圍堰施工的每個(gè)步驟該如何進(jìn)行，這部分內(nèi)容要具體化，從前期材料采購、中期施工到后期保養(yǎng)以及拆除等方面都要兼顧到。最后，如果出現(xiàn)圍堰異常滲漏、水流量突然加大，例如暴雨等情況，該如何制定應(yīng)對方案?？紤]到這幾點(diǎn)能夠大大增加圍堰的設(shè)計(jì)合理性。

4.4 對導(dǎo)流圍堰施工做好相關(guān)的控制

水利水電監(jiān)管部門在工程開展的同時(shí)，還應(yīng)指派專業(yè)團(tuán)隊(duì)完成現(xiàn)場管理和監(jiān)督，并在保證安全的前提下，對圍堰導(dǎo)流整體流程進(jìn)行優(yōu)化和改善。參照以往的施工結(jié)果和施工問題，對后續(xù)施工做進(jìn)一步管理。專業(yè)技術(shù)人員要保證使用標(biāo)準(zhǔn)化的操作方法開展圍堰導(dǎo)流工作，機(jī)關(guān)人員也要及時(shí)獲知相關(guān)數(shù)據(jù)信息，了解整體施工進(jìn)度，控制施工質(zhì)量，保證施工安全，按照施工計(jì)劃對后續(xù)的施工工程進(jìn)行分析。水利水電工程技術(shù)重點(diǎn)為圍堰導(dǎo)流技術(shù)，在相關(guān)技術(shù)不斷成熟的同時(shí)，圍堰導(dǎo)流的施工質(zhì)量直接決定整體施工效果。所以，建造人員要加強(qiáng)圍堰技術(shù)的鉆研和升級，并按照目前圍堰技術(shù)的引流方法和標(biāo)準(zhǔn)，對整體施工工序進(jìn)行完善，保證施工質(zhì)量，提高資源利用率，降低成本投入，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語

在現(xiàn)實(shí)中，偏差施工技術(shù)通常被用作水電工程的主要導(dǎo)向技術(shù)，這需要計(jì)算傳導(dǎo)水力，確定管道水流流量，確定建筑對象溢流的高度和大小，計(jì)算上游和下游水位差異和河道內(nèi)所需平臺高度?？紤]到實(shí)際施工環(huán)境條件，應(yīng)合理科學(xué)地選擇施工區(qū)，以確保水電工程的可持續(xù)發(fā)展。

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