水利工程施工导流及围堰技术的应用

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月第4期   作者:姚琨
[导读] 目前我国一般会采用导流及围堰技术来进行水流的疏浚、分流等工作,尤其是在大坝修建等大型水利工程项目中

        姚琨
        郑州黄河河务局荥阳黄河河务局  河南荥阳   450100
        摘要: 目前我国一般会采用导流及围堰技术来进行水流的疏浚、分流等工作,尤其是在大坝修建等大型水利工程项目中,可以通过导流来改良和完善施工河道的水质环境,利用各种材料,通过各类机器相互配合进行铺设工作,搭建安全稳定的围堰来实现临时挡水作用,从而保护基坑,最终顺利完成水利工程项目,降低水利工程施工风险,保障生命与财产安全。
关键词:水利工程;施工;导流;围堰技术
引言
围堰作为一种临时性建筑物对水利水电工程施工起到非常关键的作用,其特殊性和临时性特征比较明显,主要发挥着创设干地施工环境、维护基坑安全等功能,项目完工后往往要拆除围堰。一般地,水利水电工程施工需要建设围堰设施,并结合实际情况确定其施工范围,对于大型水利工程还要有效的检测围堰设计,运用科学的模型检测其技术水平。
1施工导流及围堰技术简述
        导流和围堰是一个整体的水利工程技术,互相之间具有紧密的联系,只有相互配合良好才能发挥出最大效用,围堰技术是导流工程的重要环节,目的是创造并奠定良好的施工条件,阻挡水流进入并破坏施工现场,隔开河水和土壤与施工的环境,避免影响施工进行,因此围堰的设计对引水工程十分重要,鉴于围堰种类较多,实际应用时一定要结合不同的围堰类型对施工环境的不同影响、使用条件、施工情况等合理选择。而导流根据施工周期分为中期导流和后期导流,前者是为了确定水坝中的注水量,以便制定更为科学合理的防治洪水方案,后者是根据施工实况来调整大坝施工的建设高度,以便更好地发挥河坝的抗洪作用。
2水利工程施工导流施工技术
        2.1全段围堰方法
        全段围堰方法也被称作“河道外导流”,其是根据河流上段所构建的全河段围堰,利用于水流截断这一方法,使得水流经过泄水建筑物,在运用全段围堰方法的过程中,应做到总体性分析河流水量、以及泄水建筑物的主要情况,而后科学化制定相应施工方案,从而确保导流期的可靠性及安全性。对于全段围堰方法的适用范围来说,则通常适宜用在河道较为狭窄、以及流量较小的河流之中,根据泄水建筑物导流的主要类型,能够被划分为隧道、明渠以及涵洞等的导流。例如,在开展水电站施工作业的过程之中,就能够借助于全段围堰方法来实施导流。
        2.1.1明渠导流法的运用
        在运用明渠导流法的过程之中,则是对于区域之中有河岸或滩地时,能够以挖设导流渠道,同时积极开展好相应的围堰施工,来使得水流在渠道之中向下游流去。在水利工程施工之中运用明渠导流方法,可显著提高水利工程施工的总体效率,也能够提高此工程的经济效益。所以,需注重运用明渠导流法,而以主要的运用方式来说,则需在明渠导流施工期间,科学化选定导流轴向和明渠出口的实际位置,要尽可能缩短明渠的长度,还应做到节约工程造价、以及水利施工时间,并且也要认真检验明渠岸坡抗冲情况,确保明渠能够抵抗水流的巨大冲击。在设定高程、以及进出口的实际位置时,还需针对于水利工程的实际情况来合理设定,降低在施工期间所易于产生的回流或是淤积等状况。再者,还要符合于河道通航、以及水利施工方面的标准和要求,切实提高导流施工的整体效率,同时也能够确保各项施工环节均可获得良好开展。
        2.1.2涵洞导流法的运用
        在水利工程施工中运用涵洞导流法时,则通常是借助于涵管来实施有效导流,在运用此方法时,一般适宜用在小型或是中型的土石坝施工之中。其施工面虽说较为之大,然其在经济性上却是十分强,因而在实际施工中的运用也十分普遍。涵洞导流方法在运用阶段,是在大坝基岩或是河滩之上设置涵洞,在大坝基岩之上实施涵洞导流施工的过程之中,则一般是对其基岩来实施沟槽开凿,而后再利用于衬砌这一方法来开展施工工作,在顶部还应盖上混凝土拱顶。对于某些涵洞导流方法来说在运用期间,受到结构因素的影响需穿过土石坝心墙时,那么则需先针对水利工程项目的实际情况进行预案分析,制定出适宜的防渗处理策略,防范在此期间受到渗漏情况的影响,而影响到土石坝的实际稳定程度。在规划涵洞的过程之中,还需尽可能规划为直线状态,在处理进出口位置的过程之中,则需针对水流量的实际大小来实施针对性的调整,确保出口位置的水流能够保持畅通性。
        2.2分段围堰方法
        分段围堰方法是借助于围堰方法来对于施工河段实施时间、以及空间上的分期和分段,而后实施有效导流,其一般会运用至工期相对较长,同时河道相对较宽的水利工程之中,特别是在冰凌情况十分严峻、或是通航河流之上运用。以分段围堰方法所具备的优势来说,则主要为费用相对较低,因而在当前的水利工程施工之中,也被获得了普遍性的运用。举例来说,三峡工程则运用了两段三期的围堰法来开展施工作业。分段围堰法导流,在起初时能够以束窄的河道来实施导流,而在后期时则能够以提前修筑的泄水道来实施导流,具体来说,主要包括坝体底孔导流、以及坝体缺口导流这两种方法。
        2.2.1坝体缺口导流方法的运用
        在运用坝体缺口导流方法的过程之中,则一般是对于河道汛期时水流量较为之大,导致本来制定的导流系统难以承受加大之后的水量所运用的补充导流方式,在运用此方法之后,利于提高水利工程施工质量,也利于保障施工的安全性。以坝体缺口导流方法的主要运用方式来说,则是在坝体结构之中,先将导流缺口留出来,使得过量的水流可在缺口之中排出,这样则能够确保原导流系统、以及水利工程的良好性运行,在汛期后,则应对其所存在的缺口实施补全操作。另外,坝体缺口导流方法对于延长水利工程使用年限等方面也具备着积极的作用。
        2.2.2坝体底孔导流方法的运用
        将混凝土坝体之中的底孔当作泄水道,让导流流量可经过底孔而流到下游,确保后期工程的有效性进行。

并且,对于运用的临时底孔,还需在结束施工之后,需加以蓄水时,来对其实施封堵操作。在二期导流施工之中,对于坝体底孔导流方法的运用较为普遍,通常以坝体所留的泄洪洞、以及排沙洞来实施导流操作。
3水利水电施工围堰技术及其应用
        3.1不过水土石围堰
        不过水土石围堰是当前水利水电工程施工中应用最广泛的施工技术,该围堰施工技术在实际应用时,具有操作简便、取材方便、适应能力强的优势。不过水土石围堰技术应用时,可直接取用当地土石材料,运输方便可节省施工成本,在现场施工时对技术要求不高,可在各种基础上开展施工。该围堰技术施工的工程量较大,存在较大的沉陷量,围堰不允许过水,在汛期应采用科学有效的防护措施,以免出现施工安全事故。
        3.2 过水土石围堰
        水利水电施工围堰技术中,过水土石围堰技术使用的是铺设钢筋网的方式,将钢筋网设置在围堰下游大坝坡面上,钢筋网的作用是避免围堰上游坡面石块被冲走,并将主锚筋埋设于下游的堰体中,在发生水流冲击时,围堰的顶端与下游剖面不会同时滑动,引起围堰事故,可提升围堰施工的安全性。由于过水土石围堰的结构与土石堤坝结构较类似,在施工时可就地取材,直接将堤坝用剩的土方石料或废渣用作围堰施工材料,围堰结构拆除方便。但该围堰施工技术在实际施工时工程量大,所需花费的人力、物力较多,工期较长、沉陷量较大,尤其在汛期时,必须开展围堰结构维护工作,避免围堰发生坍塌,影响围堰结构作用的发挥。
        3.3混凝土围堰
        混凝土围堰施工技术采用了高防渗水和抗冲击能力强的混凝土材料,将此类材料应用于围堰施工中,可起到提高水利水电工程耐用性、抗冲击性、抗腐蚀性的效果,延长工程的使用寿命。水利水电工程中所有建筑物均由混凝土施工而成,混凝土围堰施工促使各个结构间的连接性、防渗能力增强,使水在通过水利水电工程围堰顶端时,满足各项要求。
        3.4围堰平面布置和堰体砌筑
        围堰基坑的面积不平均时,会影响主体水利水电工程的施工质量。在实际布置平面时,应将基坑的横向坡趾和主体结构轮廓之间的距离控制在20 m以上,基坑纵向坡趾应距离主体工程结构轮廓2 m内。应结合主体工程结构的轮廓、导流方案和围堰的类型,根据主体结构轮廓布置上下游横向围堰。在围堰砌筑施工时,须先进行测量放线,明确好堰体的轴线并划分施工范围,测量围堰体断面尺寸和整体砌筑的高度并合理设置护坡木桩。在砌筑时要求整齐摆放,在围堰体结构砌筑结束后应敷设布条以起到防渗水的作用。在支护时从围堰体内部开始打桩,在围堰体和钢板间填充好土袋,清除淤泥,在全部工作结束后要求做好人工排水检查,以确保该结构防渗性能良好。
        3.5木板桩围堰
        木板桩围堰只适用于深度较浅、基坑面积较小的水利水电工程施工中,利用该技术可有效避免围堰结构出现漏水问题。采用木板桩围堰施工可实现榫槽和全部木板桩的连接,具有较好的防渗水效果。当施工只有较浅的水流时,应确保单层木板桩施工中内部结构的支撑木板桩木板桩围堰受力均衡,以确保围堰结构的安全稳定性。
4施工质量控制措施
        4.1水文地质信息勘察
        为保证数据信息的完善性和准确性,可以通过对地表水、地下水的勘察提取水文地质有关信息,并深入了解工程所在地的降雨量信息。地质勘察相关工作的开展形式有地质结构建模、实地勘察等,为施工过程及后期项目运行提供数据支持。清淤勘察一般有物探法、取样测试法及其它检测方式获取淤泥含水量,为保证检测数据的真实性和可靠性,工作人员应重视相关设备的管理和应用,由此确保数据的精准度和安全使用,并且该环节比较常用的设备有对地雷达、钻杆取样等。
        4.2结构动态监测
        综合应用围堰技术与导流施工可以明显提升水利工程的稳定性,并为施工作业创设良好的环境条件和空间。所以,相关技术应用时必须有效落实结构检测工作,这也是工程建设的重要环节应引起足够的重视。在结构检测过程中可以利用在线检测、全程卫星定位、信息化软件等技术,也可利用多种技术动态检测结构区域,以确保安全施工目标的实现及施工效果的有效控制。
        4.3风险应急管理
        贯彻落实应急预案可以大大提升施工安全水平和风险管控效率,同时对保证施工质量和工程效益的发挥具有积极作用。相关工作的开展过程中,施工单位应加强与业主、监理、政府监督、消防等部门的交流沟通,并设定科学的管理方式。通过定期演练掌握应急预案内容,在发生事故时能够迅速、准确的处理事故并开展风险规避。
结束语
        总之,水利工程在人们的生产生活中占据着重要的地位,但水利工程有着周期长、难度大的特点,受地质条件和水流、水量等因素的影响较大,为了保障水利工程建设质量,充分发挥水利工程的社会效益和经济效益,更好地满足当代社会工业和生活需要,需要在水利工程中合理应用导流及围堰技术,为水利工程营造良好的施工环境,以提升工程施工效果,保证水利水电施工的安全性。因此相关工作人员一定要加强对导流及围堰技术的学习,提高水利工工程导流和围堰技术的整体水平,促进导流围堰技术的发展应用,助推于水利工程事业的进步。
参考文献:
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