施工导流和围堰技术在水利水电施工中的运用李国宏

(整期优先)网络出版时间:2016-12-22
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施工导流和围堰技术在水利水电施工中的运用李国宏

李国宏

天津振津工程集团有限公司天津300222

摘要:施工导流在当前的水利水电工程施工中极其重要,它关系着水利水电工程的施工安全性。结合我国现阶段水利水电施工详情,本文对施工导流及围堰技术在水利水电工程施工中的应用作详细论述,探讨了水利水电施工导流原则与方法,得出结论,供同行参考借鉴。

关键词:水利水电施工;施工导流技术;围堰技术;导流原则;应用

水利水电工程施工中,为了进一步保障工程运行质量,大多会采用施工导流技术措施,利用导流技术将水流引导到下游,防止工程发生水流蓄、泄问题。与施工导流技术相对应的是围堰技术,围堰目的同样是为了进一步确保水利水电工程的建设质量,主要方法是在河道中修建临时性的挡水建筑物,起到挡水围堰的作用。实际施工中常常将施工导流技术和围堰技术联用,共同控制水利工程施工质量与使用性能。

一、水利水电工程施工导流原则

施工导流技术是现代水利工程施工中常用的一种质量保障技术,任务是将河道中的水流引导到河道下游去,以免水流过多对水利工程、水电建筑物质量造成影响。施工导流技术在实际应用时需要遵循一定的原则,要严格按照规定导流划分要求来实施水流引导,以确保施工导流技术应用的有效性。水利水电工程施工导流应坚持的原则为:导流设计流量的选择要根据基坑工程量的大小来确定。围堰是与导流技术相对应的一项技术,可在枯水期起到重要作用。水利工程主体建筑物截流之后,可采用围堰技术进行抢修,具体来说便是:围堰技术的应用时间应选择在河道截流之后的枯水期内。需要注意的是,如果水利工程的性质属土石坝枢纽,在工程尚未完全竣工前,不允许基坑过水。

二、水利水电施工中的施工导流技术方案

1、分段围堰法导流

采用分段围堰法导流技术施工时,第一步工作要用围堰方法将河床上现有的水工建筑物合理划分为若干段,然后将分期分段施工,完成整个水利水电工程的建设。分期施工时,施工顺序可选择先围河床左岸,让河水从河床右岸中流出,也可以选择先围河床右岸,让河水从河床左岸中流出;河床围堰并让河水全部流出之后,接着采取河流截断方式,将从河床中流出的河水截断,让其全部从建好的水工建筑物内部通过,操作完成便成功实现了分段围堰导流。与其他导流技术相比,分段围堰导流更适用于宽度较大、水流量也较大的河床,因为该方法施工周期相对较长,正好能和宽度大、流量大、工期长的水利工程相互切合。

2、全段围堰法导流

全段围堰法在应用时会将河道一次性拦断,不再分段分区施工,而是整体进行,河道被一次性拦断以后,水流会被动流向旁边的建筑物,达到围堰导流目的。全段围堰法还可细分为三类,分别是隧洞导流、涵洞导流、明渠导流。实际施工时要根据现场情况不同,选择不同形式的全段围堰法导流技术,切实保证河道导流工艺的可靠性。

三、水利水电工程围堰技术的运用

所谓围堰,实际指水利工程施工导流中建造的临时性挡水建筑物,作用是挡水、维护基坑。围堰的存在能让水工建筑物施工在干地上进行,功能特点是在导流期间对水流进行阻挡,防止其进入基坑,为水工建筑物的施工提供便利。一般情况下,围堰在使用完毕后即可进行拆除,且拆除后并不会影响到水工建筑物施工质量。

1、不过水土石围堰

不过水土石围堰最广泛,能充分利用当地土石材料。构造与土石坝相似,能就地取材,施工方便,造价低,便于拆除。适应性强,几乎可建在各种基础上。但是该方法工程量大,沉陷量大,一般不允许堰顶过水。所以,汛期应有防护措施。一般不宜作纵向围堰,除非河谷较宽,防冲措施。

2、过水土石围堰

当采用淹没基坑的导流方案时,围堰堰体必须保证安全过水,所以必须克服过水时水流对堰体表面的冲刷和由于渗透压力引起的下游边坡同堰顶一起的深层滑动。①混凝土板护面过水土石围堰混凝土板护面过水土石围堰是在下游护面上压盖砼面板,可现浇或预制。混凝土板护面不透水,厚度合适,面板之间的接缝设止水。②加筋过水土石围堰是在围堰的下游坡面上铺设钢筋网,防止坡面块石被冲走,并在下游部位的堰体内埋设水平向主锚筋,以防下游坡连同堰顶一起滑动。

3、混凝土围堰

混凝土围堰的防渗防水性能更加优越,且工程的施工作业量比较小,施工应用时能与永久性混凝土建筑物进行连接。当前水利工程施工中大多会选用混凝土围堰作工程的横向围堰。

4、钢板桩格型围堰

圆筒形格体钢板桩围堰由主格体、联弧段组成。通过锁口连接,内填透水性较强的材料,如砂卵石、石渣等。圆筒形格体钢板桩围堰由主格体、联弧段组成。通过锁口连接,内填透水性较强的材料,如砂卵石、石渣等。

大量工程实例说明,只有选择合理的导流方式,为主体工程提供良好的施工环境,才能确保工程的安全度汛和顺利施工,在某些情况下,导流方式直接影响甚至决定工程的设计方案。合理的导流方式,不仅受坝址区洪水、地形地质条件、主体工程设计方案、工期要求、围堰本身施工条件的影响,还必须适应大坝截流、拦洪、蓄水等不同阶段移民搬迁要求,料场复核与建筑材料准备情况,风、水、电、路、住房等施工临建完成情况,并受施工队伍进场、具备的施工机械、上料碾压试验、砂石料开采的级配试验、石料场开采方案,以及爆破试验等诸多外部条件的影响。

四、围堰的平面布置与堰顶高层

1、围堰的平面布置

主体建筑物轮廓、排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板。通常,基坑横向坡趾与主体建筑物轮廓之间的距离,不应小于20~30m,基坑纵向坡趾离主体工程轮廓的距离,一般不大于2.0m。布置不当,例如围护基坑的面积过大,会增加排水设备的容量,过小则会妨碍主体工程施工,影响工期,甚至会造成水流宣泄不畅,冲刷围堰及基础,影响主体工程安全施工。布置时应考虑主体工程的轮廓、导流方案及围堰类型等。上下游横向围堰的布置都取决于主体工程的轮廓,基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离,不应小于20~30m。

2、围堰的防冲

以某某水电站一期的围堰保护与优化为例。某某水电站位于云南没偶县境内、某镇上游,仅有不完全日调节能力,开发任务为发电。最大坝高35.50m,装机容量5×36MW,工程属中型,工程等级为三等,主要建筑物为3级,次要建筑物为4级,临时建筑物为5级。坝址附近河床覆盖层为厚约6~23m的冲击层,左岸滩地相对较深,约8~25m。

五、结束语

随着我国水利水电事业的不断进步与发展,水利水电施工技术水平也得到了相应的提升。施工导流和围堰技术作为两种最常见的水利水电施工技术,在实际应用时必须做好全局规划,合理选择导流方案和导流方式,加强施工管理,优化资源,切实提高水利水电施工质量和施工效益,推动我国水利水电事业进一步发展。

参考文献

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[2]詹金环,陈超敏,饶志文.乌江银盘水电站施工导流规划与设计[J].人民长江.2008(04)

[3]刘晓平,田辉,蒋明峰,任启明,扈世龙,赵江.长沙综合枢纽施工导流方案优化[J].水利水运工程学报.2013(04)