【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,水利工程受到人們的廣泛關(guān)注,并已經(jīng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。水利工程施工是指按照其設(shè)計(jì)和要求提出工程的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、數(shù)量、進(jìn)度等關(guān)于修建水利工程的工作,其中包括施工準(zhǔn)備、施工技術(shù)和施工管理等內(nèi)容。本文主要闡述了水利工程中所包含的工程施工種類,并對(duì)工程施工中的導(dǎo)流與截流技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
【關(guān)鍵詞】水利工程;導(dǎo)流技術(shù)
1 水利工程施工的分類
水利工程施工有著非常悠久的歷史,早在公元前我國(guó)就已經(jīng)開始了該方面的實(shí)踐,如公元前256年所修建的都江堰就是一個(gè)具體的體現(xiàn)。然而我國(guó)以前的修建技術(shù)、設(shè)計(jì)等方面都取得了很大的成就,而且一些好的施工方法一直被延用到現(xiàn)在,有著十分重要的意義。
水利工程經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,其施工方面也得到了極大的發(fā)展,為了更好的完成工程,工程施工的內(nèi)容被細(xì)化,主要包括了爆破工程、施工導(dǎo)流、土石壩施工、地基處理與基礎(chǔ)工程施工、地下建筑工程施工、混凝土工程施工、施工總組織、施工招投標(biāo)和施工管理等多方面內(nèi)容。
2 水利工程施工中的導(dǎo)流與截流技術(shù)
水利工程從很久以前就開始發(fā)展了,我國(guó)在幾千年中的防洪、治洪的歷史為我們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),特別在處理險(xiǎn)工、堵口截流和導(dǎo)流等施工技術(shù)方面。
2.1 導(dǎo)流技術(shù)
在水域內(nèi)修建水中建筑物或水利工程時(shí),必須在實(shí)施具體修筑工作之前擋水圍護(hù)基坑,這就需要將河道水流通過(guò)預(yù)定方式導(dǎo)向下游的工程措施,創(chuàng)造旱地施工條件,這就是施工導(dǎo)流。施工導(dǎo)流是水利工程中建閘壩所有的一項(xiàng)十分重要的工程措施,實(shí)際操作過(guò)程中可根據(jù)河流的周圍情況和其自身情況等實(shí)際問(wèn)題,可將導(dǎo)流工作分為一次導(dǎo)流或分期導(dǎo)流,而施工導(dǎo)流的方法可分為分段圍堰法和全段圍堰法。
在水利工程中制定導(dǎo)流的實(shí)施方案是非常重要的,可影響到整個(gè)施工工程的質(zhì)量、工期、修建費(fèi)用和安全渡汛等方面,因此需要在開始施工前做出周密的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)安排的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
2.1.1 根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,分析掌握該河流的水文特性及周圍的氣象、地質(zhì)、地形等基本資料;
2.1.2 選定導(dǎo)流時(shí)段、流量、方式、建筑物類型等,并根據(jù)以上所選定的內(nèi)容設(shè)計(jì)制定修建標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流建筑物的修建順序、拆除圍堰及封堵導(dǎo)流建筑物的施工方法,確定攔洪、排水的措施;
2.1.3 為了確保施工能順利進(jìn)行,要制定施工期間過(guò)木、通航、供水等綜合措施。很多方面因素都能影響制約施工導(dǎo)流的措施,因此想要制定設(shè)計(jì)一個(gè)完整的方案,就需要通過(guò)很多方面的比較,如技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等,在某些特殊的情況下還需要做模型實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)的論證后才能確定實(shí)施方案。通常施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)首先要選定導(dǎo)流時(shí)段,即全年擋水還是枯水期擋水,然后根據(jù)水文特性、工程要求、施工特點(diǎn)及進(jìn)度等方面合理選擇導(dǎo)流時(shí)段。
導(dǎo)流設(shè)計(jì)是指導(dǎo)流時(shí)段內(nèi)設(shè)計(jì)頻率的最大流量和洪量,然而對(duì)于不同的建筑物和導(dǎo)流階段,所規(guī)定的頻率也大不相同,但是所有的工程都可根據(jù)導(dǎo)流的基本要求。在初期導(dǎo)流階段時(shí)洪水標(biāo)準(zhǔn)可以較低,隨著工程的進(jìn)展,到中期和后期導(dǎo)流時(shí),洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)逐步提高;對(duì)土石壩建筑的洪水標(biāo)準(zhǔn)較高,對(duì)混凝土、漿砌石建筑洪水標(biāo)準(zhǔn)則可較低。
施工導(dǎo)流根據(jù)工程的進(jìn)度和各時(shí)期的泄水條件,大致可分為初期導(dǎo)流、中期導(dǎo)流和后期導(dǎo)流三個(gè)階段。初期導(dǎo)流是圍堰擋水階段,該階段是指河床截流開始,當(dāng)壩體修建到圍堰高程以上的時(shí)段;中期導(dǎo)流是壩體擋水階段,該階段泄水的建筑物還沒(méi)有封堵,在汛期時(shí)主要由壩體擋水,此時(shí)的防洪能力是隨著壩體的升高和庫(kù)容的加大而逐漸的增大;后期導(dǎo)流則是指導(dǎo)流泄水建筑物封堵后,大壩全面修建到設(shè)計(jì)高程的時(shí)段,此時(shí)的泄水建筑物已可長(zhǎng)期投入使用運(yùn)行中。
在水利工程中常使用的導(dǎo)流方法主要有兩類:河床外導(dǎo)流和河床內(nèi)導(dǎo)流。用圍堰一次攔斷整個(gè)河床,從而河水可以通過(guò)河床外的導(dǎo)流泄水建筑物導(dǎo)向下游,這是河床外導(dǎo)流,而用圍堰將河床逐步的分段圍護(hù),使得河水可以通過(guò)被束窄的另一部分河床導(dǎo)走,這位河床內(nèi)導(dǎo)流,也就是分期導(dǎo)流。
當(dāng)導(dǎo)流方法按照泄水建筑物類型來(lái)分時(shí),則可分為明渠導(dǎo)流、缺口過(guò)流、隧洞導(dǎo)流、梳齒導(dǎo)流、底孔導(dǎo)流和涵管導(dǎo)流等導(dǎo)流方式,其中涵洞導(dǎo)流一般適用于土石壩或中小型水閘等工程;梳齒導(dǎo)流則是在混凝土壩施工時(shí)預(yù)留梳齒狀缺口過(guò)水,隨壩體升高,分級(jí)輪換封堵缺口;底孔導(dǎo)流用于混凝土壩施工,水流全部或部分通過(guò)壩體內(nèi)設(shè)置的臨時(shí)或永久泄水孔導(dǎo)向下游;涵管導(dǎo)流是一種利用涵管進(jìn)行導(dǎo)流的施工方法,適用于導(dǎo)流量較小的河流或只用來(lái)?yè)?dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流。
各種導(dǎo)流方式適用于不同的條件和環(huán)境下,因此在選擇導(dǎo)流方式時(shí),常??紤]地形條件和水文條件,如河床寬闊,施工期有通航要求,可采用分期導(dǎo)流;如河道較窄,宜根據(jù)地形地質(zhì)條件采用明渠或隧洞導(dǎo)流;然而當(dāng)工程受地形條件影響小時(shí),則主要考慮河水流量、洪水和枯水情況、流冰、水位變幅等水文情況都可能直接影響方案的選擇,如水位變幅大的河流,有時(shí)宜采用過(guò)水圍堰,圍堰擋水高度及導(dǎo)流泄水建筑物只考慮枯水期流量。當(dāng)施工過(guò)程中有條件時(shí),應(yīng)該盡量選擇利用永久水工建筑物的泄水建筑物,來(lái)與施工導(dǎo)流進(jìn)行結(jié)合;并且施工還應(yīng)考慮施工期間的給水、通航、過(guò)木、灌溉等多重方面,在工程施工時(shí)也能滿足多方面的實(shí)際要求。
2.2 截流技術(shù)
在水利工作中為了能進(jìn)行施工而堵截河道水流,迫使其流向預(yù)定通道的工程措施為截流。截流工程包括進(jìn)占、龍口范圍的加固、合龍和閉氣等項(xiàng)工作,其中進(jìn)占是指為了堵截河流而向流水中拋投料物,這種填筑戧堤的工作則稱為進(jìn)占;龍口為進(jìn)占后預(yù)留的河道泄流口門;為防止龍口河床和戧堤端部被沖刷或毀壞,需要對(duì)龍口范圍進(jìn)行防沖加固;合龍則為閉合龍口,最終攔斷水流的過(guò)程。
截流方法多種多樣,總結(jié)起開可分為無(wú)戧堤法截流和戧堤法截流兩種,無(wú)戧堤法截流有定向爆破截流、建閘截流、水力沖填法、浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流等;戧堤法截流則有平堵、立堵及混合堵截流,然而平堵則有用浮橋、船舶、纜機(jī)施工等方式,立堵則有單戧、雙戧和多戧等形式,平立堵則有先立堵后棧橋平堵的方式。在戧堤法截流過(guò)程中多采用土石、混凝土多面體、混凝土構(gòu)架等材料。
截流工程很大程度上受環(huán)境和實(shí)際情況的影響,如龍口的落差、流速、泄水條件、河道流量、地形情況、地質(zhì)條件、施工方法、施工設(shè)備等因素。為了減少截流的難度和被影響的程度,可以采用改善龍口水力條件;增加分流量,改善分流的條件;提高拋投料的穩(wěn)定性,降低塊料的流失;加大截流施工強(qiáng)度,加快施工速度,確保截流質(zhì)量等措施。
3 結(jié)束語(yǔ)
導(dǎo)流和截流是水利工程施工的關(guān)鍵部分之一,導(dǎo)流和截流的成功與否和施工質(zhì)量,直接影響整個(gè)工程的進(jìn)度,關(guān)系到工程的質(zhì)量和人們的生命安全,因此需要進(jìn)行周密計(jì)劃、充分準(zhǔn)備。然而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,水利工程施工中的各種技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展和改變,導(dǎo)流和截流技術(shù)就是其中的一種,這些技術(shù)的使用會(huì)縮短水利工程施工時(shí)間,提高工程質(zhì)量。