水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)探究

張朋輝 路長順 劉樹森

（河北省保定市易縣水利局，河北 保定 074200）

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)灌溉、水力發(fā)電、防洪抗?jié)车然久裆Ｕ瞎ぷ髦兴こ叹l(fā)揮著重要作用，并對社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生影響。因技術(shù)要求的提高，在擴(kuò)張水利工程規(guī)模的同時更要重視其施工質(zhì)量，而技術(shù)的應(yīng)用則成為工程施工中不能忽略的重點，導(dǎo)流施工技術(shù)是水利工程建設(shè)中的常用技術(shù)，受到諸多客觀環(huán)境因素、人為因素等作用而對水利工程施工的整體質(zhì)量、整體進(jìn)度等產(chǎn)生影響，為此必須確保導(dǎo)流施工技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用，以及技術(shù)應(yīng)用過程的管理，進(jìn)而保證各施工環(huán)節(jié)的有序推進(jìn)，避免對水利工程施工質(zhì)量造成不良影響，也確保水利工程切實發(fā)揮其對民生的保障效用。

1 導(dǎo)流施工技術(shù)的概述及選擇原則

1.1 導(dǎo)流施工技術(shù)的概述

水利工程施工中，利用一定的引流手段將水流方向改變以為施工過程提供及時用水、減少水流滲透對施工區(qū)域影響的技術(shù)就是導(dǎo)流技術(shù)。該技術(shù)是水利工程施工中的常見技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，通過設(shè)置圍堰將水源引流到不會影響整體施工的基坑中，并加以維護(hù)防止產(chǎn)生滲透問題，如此為水利工程的施工構(gòu)建良好且穩(wěn)定的環(huán)境，對施工質(zhì)量提供有效保障。

1.2 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇原則

導(dǎo)流施工技術(shù)按照具體操作方式和適用場景而被分為不同類型，水利工程施工中對于導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇和應(yīng)用需要把握好一定的原則。

首先，需從整體進(jìn)行考慮，即考量施工區(qū)域自然環(huán)境、施工資金成本，管理人員與施工人員對施工場地進(jìn)行實地勘察，了解其自然地理條件、水文條件等，結(jié)合水利工程施工要求，具體情況具體分析，合理選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流施工技術(shù)進(jìn)行施工。同時，要注意導(dǎo)流施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，制定預(yù)期規(guī)劃并評估預(yù)算成本，盡可能在施工要求內(nèi)控制最低施工成本，保證水利工程的經(jīng)濟(jì)效益。

其次，從更細(xì)節(jié)的方面進(jìn)行考慮，施工之前技術(shù)人員需對水流的整個流域情況進(jìn)行分析，了解其對水利工程的影響性，在規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用時盡量做好問題的預(yù)防，并且要注重施工周期，考慮到各種客觀因素影響的情況前提下盡量縮短工期，保證人力、物力與財力的節(jié)約。

最后，導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇還要考慮到各部門、各人員的能力水平是否可以給予支持，是否能夠形成有效的配合與管理，盡量優(yōu)化部門與人員來滿足導(dǎo)流施工技術(shù)的需要，提高導(dǎo)流施工與水利工程施工的整體效率。

2 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 圍堰技術(shù)

圍堰法包括全段性圍堰導(dǎo)流施工和分段性圍堰導(dǎo)流施工兩種類型，全段性圍堰導(dǎo)流施工技術(shù)主要是將水利工程所處區(qū)域的河流視為整體而開展一次性的導(dǎo)流施工，一般是先建設(shè)攔住河流的圍堰，其通常以大壩、水閘作基礎(chǔ)，將河流水源引流入下游，這種技術(shù)的優(yōu)勢在于將水流一次性導(dǎo)流完畢后，后續(xù)則避免了再次拆遷。因一次性導(dǎo)流所處理的水流量是比較大的，對施工技術(shù)的挑戰(zhàn)性也比較大，為確保導(dǎo)流施工的效果則更適用于規(guī)模較小或水流量較小的水利工程當(dāng)中，其他較大型的水利工程則很難有條件采取此種導(dǎo)流技術(shù)方式。分段性圍堰導(dǎo)流施工通常以時間和空間兩個標(biāo)準(zhǔn)作為分段的依據(jù)，具體按照哪一標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)工程施工的實際情況來決定，一般適用于水利工程施工周期長且區(qū)域內(nèi)水流量較大的情況中。在利用分段性圍堰進(jìn)行導(dǎo)流時，于前期要先建設(shè)泄水建筑，將河道變窄，為下泄創(chuàng)造條件，之后在后期將水流引入而完成泄水。建設(shè)泄水建筑時為達(dá)到更好的泄水效果，缺口和底孔是必須合理設(shè)計的，若選擇缺口泄水則根據(jù)地勢、導(dǎo)流方向等規(guī)劃其大小、坡度等，若選擇底孔泄水則根據(jù)水流規(guī)模、導(dǎo)流需要等規(guī)劃其位置、大小等，從而確保導(dǎo)流施工的順利進(jìn)行。[1]

2.2 隧洞導(dǎo)流技術(shù)

隧洞導(dǎo)流技術(shù)是一種應(yīng)用難度較高的技術(shù)，適用范圍比較小，且所需成本也比較高，因而在具體應(yīng)用過程中通常是在其他技術(shù)方案均不可行時才選擇此種技術(shù)，常用于復(fù)雜地理環(huán)境下的水利工程施工中，工程管理人員選擇時必須保持足夠的謹(jǐn)慎，做好可靠性的分析。該技術(shù)雖然難度較大，但是也能夠解決一些嚴(yán)重阻礙工程有序推進(jìn)的問題。在應(yīng)用該技術(shù)時，需先將水源引入河床區(qū)域范圍內(nèi)，再進(jìn)行引流，按照規(guī)范的順序施工操作才能保證施工的整體質(zhì)量效果，避免產(chǎn)生不良問題。進(jìn)行隧洞設(shè)計時，分流狀態(tài)的確定是關(guān)鍵，這需要以水利工程的實際建造需要為依據(jù)，設(shè)定合理的分流軸線，科學(xué)計算隧洞長度、方向后進(jìn)行施工，同時也不能忽略隧洞內(nèi)的巖石，還要根據(jù)實際施工要求合理計算確定巖石的間距、厚度等，確保其受力性能，以保證選裝與使用正常。隧道的彎道一般要求＞120°，這樣才能避免在彎角處形成過多沉積而影響導(dǎo)流效果。

2.3 涵洞導(dǎo)流技術(shù)

涵洞導(dǎo)流技術(shù)適用于農(nóng)村、山區(qū)等規(guī)模較小的水利工程施工中，其優(yōu)勢在于施工操作簡單、工期短、成本低，一般是根據(jù)水利工程情況在其基坑的上游位置、下游位置建設(shè)圍堰用于擋住水流，再通過涵洞將水源進(jìn)行導(dǎo)流。對于涵洞的挖掘，主要考慮到水利工程和河流區(qū)域所處的地形位置，合理選擇涵洞點位，盡可能確保較小的工程量以及穩(wěn)定性。當(dāng)選擇的涵洞位置周圍巖石比較松散有塌落風(fēng)險時，需先利用一定技術(shù)進(jìn)行加固，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后再繼續(xù)導(dǎo)流。而當(dāng)選擇的涵洞位置處于硬土層時則先對上層土體壓力進(jìn)行評估計算，把握好其受力要求再對其進(jìn)行加固，為避免受力情況下出現(xiàn)落石、落土等問題，防止對涵洞造成堵塞，還需使用水泥對內(nèi)壁進(jìn)行涂抹施工，進(jìn)而確保導(dǎo)流施工順利進(jìn)行。

2.4 明渠導(dǎo)流技術(shù)

明渠導(dǎo)流技術(shù)在水利工程施工中較為常見，其具體應(yīng)用是將圍堰分別設(shè)置在河流區(qū)域的上游和下游位置，實現(xiàn)對水流的有效引導(dǎo)。此種技術(shù)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在施工便捷、引流效果好、安全性高，而且還能夠最大程度地減少對水利工程及其周圍生態(tài)環(huán)境的影響，可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益。在具體應(yīng)用此技術(shù)時，施工人員需充分考慮幾個關(guān)鍵要點：一是挖掘隧洞的設(shè)備設(shè)施以及施工人員是否足夠?qū)I(yè)；二是挖掘隧洞的河床地質(zhì)條件是否滿足工程要求及其支撐力是否能夠滿足最大導(dǎo)流量；三是施工河道以往是否進(jìn)行過排冰、通航。在確保所使用設(shè)備設(shè)施、所安排施工人員專業(yè)的基礎(chǔ)上，明確河床地質(zhì)的支撐能力，繼而合理規(guī)劃明渠的建設(shè)施工。同時，在明渠布置施工中也要對進(jìn)出口的高程進(jìn)行科學(xué)計算，保證導(dǎo)流需求。當(dāng)所處地基土質(zhì)比較軟時，先進(jìn)行防滲加固，當(dāng)明渠需設(shè)置彎道時需控制其彎道半徑，一般要求不小于河道寬度的三倍長，并盡量選擇地形、地勢較為平坦的區(qū)域，從而才能保證導(dǎo)流效果。[2]

2.5 壩體缺口導(dǎo)流技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)是水利工程施工中的重要組成部分，主要用于主體結(jié)構(gòu)建設(shè)中，一方面是維穩(wěn)整體結(jié)構(gòu)，另一方面是減少成本投入。壩體缺口導(dǎo)流技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上所設(shè)置的，于混凝土壩上設(shè)置缺口進(jìn)行導(dǎo)流，根據(jù)施工要求需先按照導(dǎo)流需要確定土壩的高度、體積尺寸等，確保壩身間隙符合標(biāo)準(zhǔn)，以穩(wěn)定狀態(tài)支撐導(dǎo)流施工，缺口的大小、方向則根據(jù)導(dǎo)流系統(tǒng)和水流量而定，一般是以汛期的水量為參照，保證較大水量時壩體缺口也能夠發(fā)揮出其排水、引水作用，實現(xiàn)有效導(dǎo)流的目的。過量的水流經(jīng)缺口排出后，水利工程在其承受范圍內(nèi)則可以繼續(xù)保持良好的運行狀態(tài)，可大大延長水利工程的使用壽命。而當(dāng)汛期結(jié)束后，導(dǎo)流施工完成時，管理人員需及時安排施工人員對缺口進(jìn)行修補(bǔ)，以保證其后續(xù)功能作用的發(fā)揮。

3 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用案例

以某河段河道生態(tài)修復(fù)為例，其工程總長度約為1.7km，總面積約為20 萬m2，整體地勢較為平緩，西高東低從山區(qū)流出形成沖洪積扇進(jìn)入平原地區(qū)，含水層主要由砂、礫石層和較薄的粘性土構(gòu)成，隔水底板由泥巖和砂巖共同構(gòu)成。由于施工范圍較大，對施工技術(shù)要求比較多，根據(jù)這一工程概況規(guī)劃導(dǎo)流施工方案。

首先，對于導(dǎo)流施工方案的確定，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為依據(jù)，設(shè)計可行、可靠以及經(jīng)濟(jì)效益高的圍堰技術(shù)方案，采取草土圍堰方式，其中計算相關(guān)參數(shù)分別為：高為1m、頂寬為1m、底寬為2.8m，坡比為1：1，將所需材料和設(shè)備設(shè)施依次準(zhǔn)備到施工場地內(nèi)，之后開展人工為主的圍堰施工。由河底開挖，將所挖出的土作為圍堰土方進(jìn)行使用，將土裝入草袋進(jìn)行堆放，其中草袋中土不放置過滿，堆放時保持三分之一的搭接，整體高度為2m 左右。然后，在地下深度約為3m的位置置入槽鋼樁，使用無紡布對露出地面的槽鋼樁進(jìn)行補(bǔ)填，將土填入，再使用機(jī)械將其壓實。填土?xí)r分三次進(jìn)行，壓實也在每次填土后進(jìn)行，獲得更加緊實的河道施工效果。圍堰施工前在其內(nèi)側(cè)挖有縱向的圍堰平衡溝，借此將草土圍堰拆除后對土方進(jìn)行平均補(bǔ)填，讓河道得以平整，滿足導(dǎo)流需要。[3]

4 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的管理要點

4.1 加快導(dǎo)流施工技術(shù)創(chuàng)新

當(dāng)前水利事業(yè)發(fā)展十分迅速，各種新技術(shù)、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，為水利工程施工建設(shè)提供了更多思路，但與此同時也應(yīng)該意識到導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)與水利事業(yè)保持同步發(fā)展，加快導(dǎo)流施工技術(shù)創(chuàng)新以滿足當(dāng)下水利工程施工的多種需求，這在一定程度上還能夠促進(jìn)水利事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。導(dǎo)流技術(shù)的創(chuàng)新不僅在于設(shè)備設(shè)施，更強(qiáng)調(diào)科學(xué)發(fā)展的理念，對原有技術(shù)進(jìn)行改良，依托新技術(shù)繼續(xù)開發(fā)新技術(shù)，同時也要學(xué)會汲取其他國家的優(yōu)秀技術(shù)經(jīng)驗，從而形成更適合我國水利工程建設(shè)的有效導(dǎo)流施工技術(shù)體系。[4]

4.2 制定科學(xué)合理導(dǎo)流施工技術(shù)方案

水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用需要以方案為前提，對于方案的制定是否科學(xué)合理直接影響著施工效果，因而需重視方案的合理規(guī)劃，確定詳細(xì)的施工環(huán)節(jié)、施工進(jìn)度與人員安排等，保證施工技術(shù)應(yīng)用的有效性。

另外，導(dǎo)流施工技術(shù)方案的規(guī)劃應(yīng)確保考慮的全面性，按照以往的經(jīng)驗把握好可能會產(chǎn)生的問題，結(jié)合水利工程實際設(shè)計進(jìn)一步優(yōu)化的方案，從根本上保證水利工程導(dǎo)流施工的順利完成。

4.3 重視施工過程中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)

在水利工程施工過程中以及導(dǎo)流技術(shù)運用過程中，對周圍環(huán)境必然會產(chǎn)生一定程度的影響，因而貫徹生態(tài)文明理念則需重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，不能忽視生態(tài)效益。為此，施工單位要全面關(guān)注施工周圍的環(huán)境，在施工規(guī)劃中考慮到對環(huán)境的影響，盡量將其控制到最小。另外，在完成施工后及時采取生態(tài)修復(fù)技術(shù)對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、完善，如根據(jù)實際開展一些綠化、景觀等工程的建設(shè)，真正維護(hù)生態(tài)平衡，以獲得更大的環(huán)境效益。[5]

4.4 加強(qiáng)技術(shù)人才培養(yǎng)與利用

技術(shù)革新發(fā)展背景下，對水利工程相關(guān)人才需求增多且要求增高，施工單位需要更多新型技術(shù)人才的支撐，才能更好地開展水利工程建設(shè)工作，并運用好導(dǎo)流施工技術(shù)。為此，相關(guān)企業(yè)要加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)，定期開展培訓(xùn)，強(qiáng)化人才對水利工程施工設(shè)備設(shè)施的操作能力、導(dǎo)流施工技術(shù)能力，并發(fā)展其創(chuàng)造能力。另外，還要積極組織技術(shù)人才到其他工程施工中觀摩學(xué)習(xí)，了解其他企業(yè)在水利工程施工中對于新興導(dǎo)流技術(shù)的運用，吸納其有利經(jīng)驗，拓展其對先進(jìn)技術(shù)的認(rèn)識，提高專業(yè)技術(shù)水平，以滿足水利工程導(dǎo)流施工需要。

綜上所述，水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)起到關(guān)鍵作用，圍堰技術(shù)、明渠導(dǎo)流技術(shù)、隧洞導(dǎo)流技術(shù)、涵洞導(dǎo)流技術(shù)和壩體缺口導(dǎo)流技術(shù)等是較為常用的導(dǎo)流施工技術(shù)，具體工程建設(shè)中需根據(jù)實際情況與導(dǎo)流需要選擇合適的技術(shù)實施導(dǎo)流，提高技術(shù)水平，保障水利工程的安全質(zhì)量。同時，還要加強(qiáng)對導(dǎo)流施工技術(shù)的管理，積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在施工前制定科學(xué)合理的導(dǎo)流施工技術(shù)方案，規(guī)范各個技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，并且要重視施工過程中的生態(tài)保護(hù)，注重人才培養(yǎng)，從而讓導(dǎo)流施工技術(shù)價值充分發(fā)揮，促進(jìn)水利工程的發(fā)展。