摘 要:導(dǎo)流是水利水電施工過程中的一項(xiàng)較為重要的工程措施,不論是全段圍堰還是分段圍堰都必須切實(shí)考慮到基坑的安全以及施工人員的安全問題,尤其是必須對(duì)渡汛工作做出周密的布署,否則,一旦出現(xiàn)問題,后果不堪設(shè)想。
關(guān)鍵詞:水利水電工程;施工;導(dǎo)流方案選擇
引語
導(dǎo)流是水利水電施工過程中的一項(xiàng)既關(guān)乎施工人員與施工現(xiàn)場(chǎng)安全的極其重要的工程,又是一項(xiàng)保證樞紐工程。由于水利水電施工不可避免地要在水流經(jīng)過的區(qū)域施工,因此,如何將水流引開,避過施工現(xiàn)場(chǎng),導(dǎo)向下游就是一項(xiàng)考驗(yàn)工程規(guī)劃者智慧的大問題。通常都會(huì)主要使用導(dǎo)流的方法,其他的截、攔、蓄、泄都只能是做為輔助措施,只有導(dǎo)流才是王道。而且導(dǎo)流施工過程還會(huì)對(duì)樞紐定位、壩置定位、施工工序、施工總進(jìn)度等施工過程產(chǎn)生巨大的影響,因此,在實(shí)際的施工規(guī)劃中必須謹(jǐn)慎選擇導(dǎo)流方案。并且還要對(duì)導(dǎo)流方案進(jìn)行適度的優(yōu)化,以保證整個(gè)水利工程的早日順利完工。由于施工導(dǎo)流在施工的整個(gè)過程中全程存在,因此,對(duì)導(dǎo)流設(shè)計(jì)的一個(gè)最基本的要求就是必須解決整個(gè)施工期間,無論是初期的導(dǎo)流還是后期的導(dǎo)流,導(dǎo)流工程都應(yīng)該能夠應(yīng)付裕如,必須對(duì)該河流的歷年水文情況加以了解并根據(jù)本年未來可能出現(xiàn)的情況制定科學(xué)、合理的導(dǎo)流方案,對(duì)導(dǎo)流的全過程進(jìn)行全面規(guī)劃、全面分析、妥善安排、妥善處理。既要考慮到正常情況下的導(dǎo)流,又要考慮到洪峰情況下的泄洪。將施工與河流之間的矛盾化解于無形之中才是最高明的導(dǎo)流方案。
1 影響導(dǎo)流方案的主要因素
水利水電工程是長(zhǎng)期、艱巨、復(fù)雜、系統(tǒng)的工程,在工程施工過程中導(dǎo)流方案的選擇會(huì)對(duì)許多其他施工因素產(chǎn)生一定的影響,反過來其他工程的施工也會(huì)對(duì)導(dǎo)流造成某些影響。因此一個(gè)良好的導(dǎo)流方案就要在各種因素之間做好協(xié)調(diào)規(guī)劃,既要達(dá)到技術(shù)上可行,還要保證方案的合理性與經(jīng)濟(jì)性。
1.1 水文
河流無疑是對(duì)導(dǎo)流影響最大的因素,因?yàn)閷?dǎo)流導(dǎo)的就是這條河流。所以,必須對(duì)河流的情況進(jìn)行分面、徹底、深入的了解。尤其是要了解河流的流量在歷年來的一個(gè)變化情況,還要對(duì)河流的季節(jié)水位與年度水位的變化做一個(gè)總體水平、最高水平的分析。如果存在枯水期還要確定歷年來枯水期的起止時(shí)間比較枯水期的規(guī)律。最為重要的是必須對(duì)洪峰與汛期進(jìn)行研究,包括一定要對(duì)歷年最大洪峰與最長(zhǎng)汛期進(jìn)行計(jì)算,以備出現(xiàn)這種情況時(shí)預(yù)先做好預(yù)防措施。如果該條河流有冰凍期還要特別考量其流冰以及冰凍的情況。在山區(qū)施工必須至少經(jīng)過一年的四季考察才可確定導(dǎo)流方案,因?yàn)樯絽^(qū)在強(qiáng)降雨的情況下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)的超過歷史流量的巨大洪峰,如果不對(duì)這些情況進(jìn)行掌握,在實(shí)際導(dǎo)流時(shí)極易出現(xiàn)險(xiǎn)情。
1.2 地形地貌
地形地貌對(duì)于導(dǎo)流方案的選擇影響非常巨大,不同的地形地貌使用的導(dǎo)流方案迥然不同,比如在平原與山區(qū)就必須使用不同的導(dǎo)流方法。在平原地區(qū)就完全可以使用明渠導(dǎo)流的方法,然而在山區(qū),由于兩巖的河段狹窄并且都是極為堅(jiān)硬的巖石,就無法使用明渠導(dǎo)流的方法,這時(shí)就可以使用隧洞的導(dǎo)流方法,在山體的兩側(cè)或一側(cè)開鑿隧洞使得在隧洞的前方截?cái)嗔撕恿饕院螅恿骺梢酝ㄟ^一側(cè)或兩側(cè)的隧洞繞過施工區(qū)域流向下游。尤其是在彎曲較多的山區(qū)開鑿隧洞可以采用取直的方法,既可以讓河流順暢的通過又可以讓施工區(qū)域避免河流洪峰的沖擊。在河流中存在天然島或者是天然的沙洲的情況下,采用分段圍堰就顯得順理成章了。因?yàn)?,從天然島或天然沙洲處將河流一分為二進(jìn)行縱向圍堰將是不二的選擇。而對(duì)于目前有通航要求的河流則必須使用分段圍堰法以保證通航。
1.3 地質(zhì)和水文地質(zhì)
河流兩岸及河床的地質(zhì)條件對(duì)導(dǎo)流方案的選擇與導(dǎo)流建筑物的布置有直接影響:如果河流兩岸或一岸有足夠的抗壓強(qiáng)度(巖石堅(jiān)硬、風(fēng)化層?。?時(shí),可以選用隧洞導(dǎo)流的方案;如果巖石的風(fēng)化層厚且破碎,或有較厚的沉積灘地,則適合于采用明渠導(dǎo)流,由于河床的束窄,減小了過水?dāng)嗝娴拿娣e,使水流流速增大,這時(shí)為了河床不受過大的沖刷,避免把圍堰基礎(chǔ)淘空,應(yīng)根據(jù)河床地質(zhì)條件來決定河床可能束窄的程度。對(duì)于巖石河床,抗沖刷能力較強(qiáng),河床允許束窄程度較大,甚至可能達(dá)到88%,流速有增加到7.5m/s 的;但是對(duì)于覆蓋層較厚的河床來說,它們的抗沖刷能力相對(duì)比較差,束窄程度不到30%,流速只允許達(dá)到3.0m/s。此外,選擇圍堰型式,基坑能否允許淹沒,能否利用當(dāng)?shù)夭牧闲拗叩?,也都與地質(zhì)條件有關(guān),而對(duì)基坑排水工作和圍堰型式的選擇則很大程度上取決于當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,因此,為了更好地進(jìn)行導(dǎo)流方案的選擇,要對(duì)地質(zhì)和水文地質(zhì)勘測(cè)工作提出專門要求。
1.4 水工建筑物的型式及其布置
水工建筑物的型式和布置與導(dǎo)流方案相互影響,因此在決定建筑物的型式和樞紐布置時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮并擬訂導(dǎo)流方案,而在選定導(dǎo)流方案時(shí),又應(yīng)充分利用建筑物型式和樞紐布置方面的特點(diǎn)。如果樞紐組成中有泄水孔、隧洞、涵管、渠道等永久泄水建筑物,在選擇導(dǎo)流方案時(shí)應(yīng)該盡可能加以利用,在設(shè)計(jì)永久泄水建筑物的斷面尺寸并擬訂其布置方案時(shí),應(yīng)該充分考慮施工導(dǎo)流的要求。
采用分段圍堰法修建混凝土壩樞紐時(shí),應(yīng)當(dāng)充分利用混凝土壩與水電站之間、混凝土壩溢流段和非溢流段之間的隔墻作為縱向圍堰的一部分,以此來降低導(dǎo)流建筑物的造價(jià)。
1.5 施工期間河流的綜合利用
項(xiàng)目施工期問,為了滿足灌溉、供水、通航、筏運(yùn)、漁業(yè)或水電站運(yùn)轉(zhuǎn)等的要求,使導(dǎo)流問題的解決更加復(fù)雜。
1.6 施工進(jìn)度、施工方法及施工場(chǎng)地布置
水利水電工程的施工進(jìn)度與導(dǎo)流方案密切相關(guān),通常是根據(jù)導(dǎo)流方案來安排控制性進(jìn)度計(jì)劃。
2 導(dǎo)流方案的選擇與比較
在進(jìn)行方案比較時(shí),應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論證:導(dǎo)流工程費(fèi)用及其經(jīng)濟(jì)性;施工強(qiáng)度的合理性;勞動(dòng)力、設(shè)備、施工負(fù)荷的均衡性。
2.1 水力計(jì)算的比較
通過水力計(jì)算確定導(dǎo)流建筑物的尺寸,并進(jìn)行導(dǎo)流方案布置。大、中型工程尚需進(jìn)行導(dǎo)流模型試驗(yàn)。
2.2 工程量與費(fèi)用的比較
對(duì)擬訂的各比較方案,根據(jù)水力計(jì)算所確定的導(dǎo)流擋水建筑物和泄水建筑物尺寸,按相同精度要求計(jì)算主要工種工程的工程量。
2.3 擬定施工進(jìn)度計(jì)劃
不同的導(dǎo)流方案,施工進(jìn)度安排是不一樣的。首先,應(yīng)分析研究施工進(jìn)度的各控制時(shí)點(diǎn),如開工、截流、攔洪、封孔、第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)間或其他工程受益時(shí)間等。
2.4 施工強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算與分析
根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃,可繪制出各種施工強(qiáng)度曲線。首先,應(yīng)分析各施工階段的有效工日。計(jì)算有效工日時(shí),主要是扣除法定的節(jié)假日和其他停工日,停工日因工種而異。
2.5 河道綜合利用的可能性與效果分析
對(duì)于不同的導(dǎo)流方式,河道綜合利用的可能性與效果相差很大。除定性分析外,應(yīng)盡可能做出定量分析。在進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析與計(jì)算時(shí),一定要按科學(xué)規(guī)律辦事。切忌主觀傾向于某一方案,就人為地使該方案工程量盡可能小,使其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)盡可能優(yōu)越;主觀上認(rèn)為不可取的方案,則盡可能使其工程量變大。
3 結(jié)語
總之,水利水電樞紐工程施工中導(dǎo)流方案的選擇對(duì)工程的建設(shè)意義重大,為保證工程保質(zhì)保量的完成,就必須對(duì)導(dǎo)流方案進(jìn)行各種影響因素的分析和比較,做出正確的選擇。
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