1、水利工程施工导流探讨摘要:水利水电工程的施工导流概括为采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾,避免水流对水工建筑物施工的不利影响,把河水流量全部或部分导向下游或拦蓄起来,以保证干地施工和施工期不影响或尽可能少影响水资源的综合利用。要周密地分析研究水文、地形、地质、枢纽布置及施工条件等基本资料,选定导流标准,划分导流时段,确定导流设计流量,选择导流方案及导流建筑物的形式,确定导流建筑物的布置、构造及尺寸,拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等措施,正确合理的施工导流,可以加快施工进度,降低工程造价,否则会使工程施工遇到意外的障
2、碍,拖延进度,增加投资,甚至会引起工程失事。 关键词:导流围堰明渠 中图分类号: TV 文献标识码: A 引言:施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分,其工作的效率直接决定着水利工程中各个阶段的工作进度,包括永久建筑物型式、选定枢纽布置、施工程序和施工总进度等,是水利工程设计和施工的重要因素。 施工导流广义上可以概括为:“导、截、拦、蓄、泄施工导流的主要任务:选定导流标准,划分导流时段,确定导流流量,选择导流方案及导流建筑物型式,确定导流建筑物的布置、构造及尺寸,拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等工程措施。 施工导流的基本方法有:分段围堰法(分
3、期;分段):束窄河床,坝体底孔, 坝体缺口,明槽;全段围堰法(一次拦断河床):隧洞,明渠,涵管 一、分段围堰法导流分期束窄河床,修围堰,适用于: 流量大,河床宽,有条件布置纵向围堰 河床中永久建筑物便于导流泄水建筑物 河床覆盖层不厚 (1)一期围堰位置的选择 1)一期围堰先围主河槽部位 2)一期一般选择在场地宽阔、交通方便的一岸 3)一期应优先考虑修建水电站、船闸,满足早 期发电、施工通航的要求 4)各期永久建筑物工程量大体平衡河床束窄系 数取值在 40%70% 5)便于布置后期的施工,不至于造成后期围堰 过高或截流落差过大 (2)导流平面布置 1)纵向围堰大致平行水流方向,横向围堰按直线布置
4、为宜,夹角大于 90。 2)围堰内坡与建筑物边线距离除满足开 挖边坡要求外,还应考虑施工机械等 布置的要求。 3)导流泄水方式与布置 1)底孔导流 2)坝体缺口导流 3)明槽导流 二、全段围堰法导流 (1)隧洞导流 a:适用条件 流量小,河床狭窄,两岸地形陡峻,地质条件良好 b:布置地质、水力学、力学、枢纽布置 洞轴线沿线地质条件良好 洞轴线宜按直线布置 转弯半径5 倍洞径、 转角600 弯道首尾应设直线段,长度35 倍洞径 进出口引渠轴线与河流方向夹角300 洞的大小净距(数量)满足结构和应力要求 c:断面设计地质条件、隧洞工作状况(有无压) 、施工条件 圆形高水头 马蹄形地质条件差 方圆形
5、有利于截流和施工 d:糙率混凝土衬砌 0.0140.017 光面爆破不衬砌 0.0250.032 一般爆破不衬砌 0.0350.044 2)明渠导流 a:适用条件 河床一岸有较宽台地、垭口或古河道 流量大、地质条件不适合于开挖导流 隧洞 施工期有通航、过木或排冰任务 总工期紧,不具备洞挖经验或设备 b:布置 1)导流明渠轴线布置原则 布置在较宽台地 渠身轴线伸出上下游围堰外坡脚,水平距离要 满足围堰防冲要求 尽可能避免深开挖,缩短明渠轴线长度 2)进出口位置和高程的确定 进出口力求不冲、不淤、不产生回流 进口高程按截流设计选择 满足施工要求和一些特殊要求 尽可能抬高进出口高程,以减少水下开挖量
6、 3)断面设计 3)断面设计 断面尺寸:设计流量控制 断面形式:梯形、矩形、复合梯形 糙率:查手册,水工实验 封堵:有通航等要求,预设闸门墩,无通航要求,在明渠内修建坝段,并设置导流底孔和坝面缺口 (3)涵管导流 (4)明渠隧洞组合导流 a:适用条件河床狭窄,河床覆盖层很厚, 流量大,地形允许 b:布置 一边一个布置 (5)过水围堰配合导流辅助导流方式 a:适用条件洪枯流量相差大,工期短 b:关键问题 确确定围堰的挡水标准 围堰的选型设计 所谓的全段围堰法导流,就是要在河床主体工程的上下游,各建一道拦河围堰,以便能够保证上游来水通过预先修筑的临时,或者如明渠、隧洞等永久泄水建筑物泄向下游,保证
7、主体建筑物的施工能够在排干的基坑中进行,在完成主体工程建成,或者接近建成时,再封堵临时泄水道。这种方法的优点:工作面大,河床内的建筑物在一次性围堰的围护下建造,假如能够利用水利枢纽中的永久泄水建筑物导流,那就能够有效的节约工程投资。一般来说,我们可以把全段围堰法按泄水建筑物的类型分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。 围堰的平面布置是一个很重要的问题。如果平面布置不当,围护基坑的范围过大,不仅围堰工程量大,而且会增加排水设备容量和排水费用;范围过小,会妨碍主体工程施工,影响工期;如果分期导流的围堰外形轮廓不当,还会造成水流宣泄不畅,冲刷围堰及其基础,影响主体工程安全施工。 围堰的平面布置主要包括
8、外形轮廓和堰内空间两个问题。外形轮廓不仅与导流泄水建筑物的布置有关,而且取决于围堰种类、地质条件以及对防冲措施的考虑。堰内空间,也即基坑范围大小,主要取决于主体工程的轮廓和相应的施工方法。采用矩形、梯形或复式断面,坡度大于临界坡度,并尽量减小渠道糙率,当渠底为软基时要防止渗漏。 及早地发挥效益、降低导流工程费用,采用明渠做为施工导流简单、适用而又经济合理;同时能够满足就地取材(透水砂砾料) ,降低了降排水的费用和工期要求。 施工方法 2.4.1 围堰施工方法 施工程序主要包括测量放线、基础开挖、粘土料填筑、堆石护坡脚,导流结束后进行围堰拆除施工, 开工前,测量人员结合现场实际情况进行放样。确定
9、边界线后,采用 PC220 反铲进行开挖装 20T 的自卸车运至业主指定的弃渣场。填筑料(粘土料)取自主坝基础开挖粘土,机械装车后填筑围堰,用 D85 推土机进行多次碾压。堰迎水面坡脚,采用 35cm 的干砌石防护。 纵向围堰的堰顶高程,应与堰侧水面曲线相适应。通常,纵向围堰顶面往往作成阶梯形或倾斜状,其上、下游高程分别与相应的横向围堰同高。施工导流贯穿工程施工的全过程,施工导流规划,主要是划分导流时段,选定导流标准,确定导流设计流量;选择导流方案及导流挡水、泄水建筑物的型式,确定导流建筑物的布置、构造与尺寸;拟定导流挡水建筑物的修建、拆除与泄水建筑物的堵塞方法。围堰是主要导流挡水建筑物,围堰
10、形式很多,土石围堰和混凝土围堰是最常用的结构型式。截流与围堰关系密切,通常截流戗堤就是围堰的一部分,截流在施工导流中占有重要地位,又是施工总进度计划的主要控制项目之一。截流戗堤合龙闭气、培高加厚形成围堰以后,就要开始进行基坑排水。搞好基坑排水,就可创造干地施工的条件。由此可见,贯穿始终的是施工导流,而截流、围堰与基坑排水之间,明显存在依从关系,即由施工工艺程序决定的逻辑顺序关系。 总之,在水利工程施工中,导流工程是最重要,也是最关键的一部分,在整个水利工程项目中不可缺少。为了保证施工的顺利完成,保证导流的成功,需要相关设计和施工人员遵守相关的原则,在科学的设计和施工方法指引下,进行有效的施工。 参考文献: 1 张立. 煤层综采面底板岩石深孔松动爆破技术研究D. 安徽理工大学,2008 年. 2 赵芹. 紫坪铺水利枢纽导流洞堵头及围岩稳定性三维有限元计算分析D.四川大学,2002 年. 3 杨月平. 非电起爆网路可靠性研究及其计算评价软件开发D. 中南大学,2005 年.