孫 譽(yù)，王 慶

(1.貴州省畢節(jié)市機(jī)械化施工隊(duì)，貴州畢節(jié)551700;2.畢節(jié)市水電安裝隊(duì)，貴州畢節(jié)551700)

水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用

孫 譽(yù)1，王 慶2

(1.貴州省畢節(jié)市機(jī)械化施工隊(duì)，貴州畢節(jié)551700;2.畢節(jié)市水電安裝隊(duì)，貴州畢節(jié)551700)

當(dāng)前，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日益革新，水利工程的施工技術(shù)正在不斷的完善。特別是科學(xué)合理的導(dǎo)流施工技術(shù)在水利工程施工過程中的使用，對(duì)于其施工質(zhì)量和施工速度都有重要作用。因此，對(duì)導(dǎo)流施工技術(shù)進(jìn)行研究是不可缺少的。文章主要是對(duì)幾種導(dǎo)流施工方法進(jìn)行介紹與分析，隨后探討了施工導(dǎo)流系列方案選擇，僅供相關(guān)人士參考。

水利工程;導(dǎo)流施工;施工技術(shù);適用條件

0 引言

近些年，隨著我國社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提高，我國的水利建設(shè)也發(fā)生了巨大的變化。當(dāng)前，我國的水利工程施工在技術(shù)、材料、工藝和設(shè)備等等方面都取得了較大的進(jìn)步，尤其是在施工技術(shù)方面，獲得了一次又一次的突破。

例如:導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用就使得我國大型水利工程的規(guī)模與施工速度都有了很大的進(jìn)步，從而在一定程度上提高了我國水利工程施工的管理水平，推動(dòng)了工程的完善與發(fā)展。

1 明確明渠導(dǎo)流的適用條件和布置

1.1 明渠導(dǎo)流的適用條件

假使出現(xiàn)壩址相對(duì)較窄或者是河床與覆蓋層較深的河床時(shí)，對(duì)其進(jìn)行分期導(dǎo)流就相對(duì)比較困難，這時(shí)需要對(duì)其實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，若是發(fā)現(xiàn)其符合以下任何一項(xiàng)條件，即可以明渠導(dǎo)流的方法:

1)其河床的一側(cè)為較寬的古河道、臺(tái)地或者是埡口。

2)該處具有大流量的導(dǎo)流，由于環(huán)境限制，無法進(jìn)行導(dǎo)流隧道的開挖。

3)該處滿足施工期的過水、通航和排冰等要求。

4)施工工期相對(duì)較短，且由于物質(zhì)條件與技術(shù)水平限制，使得施工單位無法進(jìn)行挖洞施工［1］。

1.2 明渠導(dǎo)流的布置

明渠導(dǎo)流的布置分為2種形式:①灘地布置;②岸坡布置。其布置內(nèi)容則主要包括以下3點(diǎn):①布置明渠導(dǎo)流軸線位置;②確定進(jìn)出口的位置;③確定高程。

1.2.1 布置明渠導(dǎo)流軸線位置

若是河床的一側(cè)為較寬的古河道或者是臺(tái)地，那么在進(jìn)行明渠導(dǎo)流的布置時(shí)，應(yīng)將渠身的軸線伸出上下游圍堰外的坡腳，同時(shí)，其水平距離應(yīng)達(dá)到防沖的要求。

一般而言，渠身軸線的長度宜為50～100 m，要求上下游的水流應(yīng)能夠及時(shí)和明渠進(jìn)出口銜接在一起，同時(shí)其與河道的主流之間的交角≤30°;其次，在設(shè)置明渠的轉(zhuǎn)彎半徑時(shí)，要求其達(dá)到渠底寬度的5倍以上，從而使得水流能夠順利地運(yùn)行;此外，進(jìn)行明渠軸線的布局時(shí)，應(yīng)注意不要有深挖的現(xiàn)象出現(xiàn)，并且要最大限度地縮短明渠的長度［2］。

1.2.2 確定進(jìn)出口的位置和高程

在水利工程的實(shí)際施工中，明渠進(jìn)出口的設(shè)置具有十分嚴(yán)格的要求，施工人員應(yīng)對(duì)明渠進(jìn)出口的形狀以及位置進(jìn)行調(diào)控，保證其具有不沖、不淤、不產(chǎn)生回流的特點(diǎn)。其次，進(jìn)行進(jìn)口高程的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依照截流設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行選擇，而其出口高程則是由下游消能設(shè)施進(jìn)行控制。

需要注意的是，必須要對(duì)進(jìn)出口的高程以及渠道水流的流態(tài)進(jìn)行設(shè)置，從而滿足施工期的過水、通航和排冰的要求。

2 明確隧洞導(dǎo)流的適用條件和布置

2.1 隧洞導(dǎo)流的適用條件

隧洞導(dǎo)流的使用應(yīng)滿足以下的條件:導(dǎo)流的流量較小，壩址的河床相對(duì)狹窄，而兩岸的地勢較為陡峭。

例如:若是該區(qū)域地形為一岸或是兩岸，并且地質(zhì)環(huán)境良好，則可以使用隧洞導(dǎo)流的方法。

2.2 隧洞導(dǎo)流的布置

1)進(jìn)行隧洞軸線的布置時(shí)，應(yīng)保證其沿線的地質(zhì)條件優(yōu)良，從而確保隧洞施工的安全性與可靠性。

2)進(jìn)行隧洞軸線的布置時(shí)應(yīng)采取直線的防止，若是出現(xiàn)必要有轉(zhuǎn)彎的情況時(shí)，則必須將其轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)置為隧洞直徑或者隧洞寬度的5倍以上，其轉(zhuǎn)角必須要＜60°。

其次，需要注意的是在彎道的首尾處，必須要設(shè)置一定的直線段，且其長度必須超過洞徑或是洞寬的3～5倍。

最后，應(yīng)保證進(jìn)出口引渠軸線和河流的主流方向所形成的夾角≤30°，下圖1即為某水電站隧洞導(dǎo)流實(shí)例。

3)在進(jìn)行隧洞導(dǎo)流的布置時(shí)，應(yīng)保證隧洞與建筑物的距離、隧洞間的一系列凈距以及洞臉與洞頂圍巖厚度均能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)應(yīng)力的需要［3］。

圖1 某水電站隧洞導(dǎo)流示意圖

3 分段圍堰法導(dǎo)流的適用條件和布置

3.1 分段圍堰法導(dǎo)流適用條件

分段圍堰法多數(shù)應(yīng)用于國內(nèi)外的大、中型水利工程。其使用應(yīng)滿足以下的條件:導(dǎo)流的流量較大，河床比較寬闊且施工工期十分長。特別是對(duì)于冰凌十分嚴(yán)重的河流以及通航的河流而言，使用分段圍堰法有利于減少施工費(fèi)用，因此得到廣泛使用［4］。

3.2 分段圍堰法導(dǎo)流的布置

分段圍堰法導(dǎo)流，主要是利用圍堰將建筑分期維護(hù)，從而保證該水利工程施工的有序進(jìn)行。在實(shí)際的工程施工過程中，一方面是在空間上對(duì)河床進(jìn)行圍護(hù)，從而形成幾個(gè)較為干燥的基坑，即分段;另一方面是在時(shí)間上對(duì)導(dǎo)流的過程進(jìn)行劃段，即分期。其具體布置見圖2。值得注意的是，導(dǎo)流以及圍堰的分段數(shù)并不要求必須相同。

圖2 分段圍堰法示意圖

其次，若是導(dǎo)流分段得越多，其圍堰施工就越加得復(fù)雜，工程量也相應(yīng)地增加;同時(shí)，若是導(dǎo)流分期得越多，則其施工的工期也是相應(yīng)得增加。這就使得在實(shí)際的施工中，二段二期導(dǎo)流法得到十分廣泛的應(yīng)用。

4 成孔導(dǎo)流的具體設(shè)置

利用混凝土壩體上的一些永久性的底孔或者一些臨時(shí)性的底孔進(jìn)行泄水道的設(shè)置，即為二期導(dǎo)流得到廣泛使用的一種方法，其主要是在導(dǎo)流的過程中，通過底孔將一些導(dǎo)流流量宣泄至下游階段，從而使得后期的施工得到一定的保障。

值得注意的是，進(jìn)行成孔的設(shè)置時(shí)，可以采用相應(yīng)的水力學(xué)對(duì)其底孔的尺寸、高程和位置進(jìn)行計(jì)算。一般而言，底孔的尺寸是由導(dǎo)流所具備的任務(wù)所決定的。

其次，底孔的高程和位置，也要滿足其系統(tǒng)的要求，例如:截流的要求，當(dāng)?shù)卓椎母叱涛恢幂^高時(shí)，就會(huì)使得在截流的過程中出現(xiàn)較大的落差，也會(huì)使得其圍堰的程度變高。

5 壩體缺口的導(dǎo)流的設(shè)置

在進(jìn)行施工時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)汛期，這就會(huì)在一定程度上影響正常進(jìn)度。因此，為了避免此種情況的產(chǎn)生，必須要在該壩體工程完工之前，預(yù)留一些缺口，從而便于宣泄宣泄，直到汛期過去以后，再針對(duì)缺口進(jìn)行施工。

使得注意的是，壩體工程中預(yù)留的缺口的大小與該壩體的泄水能力、結(jié)構(gòu)條件以及施工條件都是緊密相關(guān)的。

此外，在進(jìn)行缺口的預(yù)留時(shí)，注意要控制高低缺口之間的高差，從而保證壓力的平均分布。

6 施工導(dǎo)流系列方案選擇

根據(jù)不同的施工環(huán)境和施工特點(diǎn)，對(duì)于導(dǎo)流方案的選擇也是各不相同的。這時(shí)就需要對(duì)具體的施工條件進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)施工方案進(jìn)行擬定，最后在對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行的技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)方面的對(duì)比，最終選擇出一個(gè)最優(yōu)的方案。

6.1 水文條件

河道流量、水位的變化、汛期的時(shí)間、枯水期的時(shí)間以及冬季冰凍情況都屬于是一個(gè)地區(qū)的水文條件，也是一個(gè)影響到水利工程中導(dǎo)流方案的選擇的重要因素。

6.2 地形條件

地形條件也會(huì)對(duì)導(dǎo)流方案的選擇鏟射過直接影響。例如:寬闊的河床，適宜使用分段圍堰法導(dǎo)流，其中縱向圍堰的布置方法最為適宜;而對(duì)于河段較為狹隘，山巖較為結(jié)實(shí)的區(qū)域，則比較適宜使用隧洞導(dǎo)流法;若是河流一側(cè)較為平坦，則可以使用明渠導(dǎo)流法。

7 工程案例

7.1 工程概況

某電站的導(dǎo)流洞的總長度為662 m，進(jìn)口板底的高度為644 m，斷面呈現(xiàn)的是9.5 m×11.0 m的城門洞形，其中心角是120°，縱坡為1∶200，是明滿流交替隧道。

本工程中的導(dǎo)流洞是臨時(shí)性的施工，在水庫進(jìn)行蓄水之前前實(shí)施封堵。其導(dǎo)流洞的設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇洪水，相對(duì)應(yīng)的洪峰流量是1 405 m3/s;度汛的標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇洪水，其相對(duì)應(yīng)的洪峰流量是4 524 m3/s。

7.2 導(dǎo)流洞封堵施工

7.2.1 分段

該工程中的導(dǎo)流洞封堵施工總長度為40 m，被平均分成了4段，則每段的長度都為10 m。在施工過程中，每段的都要分3層進(jìn)行混凝土的澆筑，其中頂層要求其厚度為4.0 m，中間以及底層則是都為3.5 m左右。

7.2.2 水泥

在進(jìn)行該工程施工時(shí)，應(yīng)選擇水化熱低的R42.5中抗硫硅酸鹽水泥，從而進(jìn)一步確保澆筑質(zhì)量。

7.2.3 膨脹劑

在進(jìn)行混凝土的澆筑時(shí)，可摻入一定的膨脹劑，從而有利于預(yù)防溫降所造成的收縮變形。

8 結(jié)語

在進(jìn)行水利工程施工時(shí)，廣泛地運(yùn)用導(dǎo)流技術(shù)有利于加快工程的施工速度，從而可以降低工程造價(jià)，使得工程的施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的都得到一定程度地提高。

綜上所述，針對(duì)不同的施工環(huán)境和施工條件，其導(dǎo)流技術(shù)的選擇也是各不相同的，這就要求施工單位應(yīng)做到因地制宜，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘測，從而確保工程施工的科學(xué)性、合理性，確保水利工程的施工質(zhì)量。

［1］郭燕梅.現(xiàn)代化水利工程施工與施工安全的幾點(diǎn)建議［J］. 科技風(fēng)，2010(15):162.

［2］陳明霞.高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用［J］. 科技風(fēng)，2010(19):180.

［3］胥軍義 .水利工程施工技術(shù)［J］.河南科技，2011(02):60.

［4］張為榮.水利工程施工的質(zhì)量管理［J］.科技資訊，2009(05):78－79.

TV551.1

B

1007－7596(2014)07－0235－03

2013－12－25

孫譽(yù)(1978－)，女，貴州畢節(jié)人，工程師，從事水利水電工程施工及管理工作;王慶(1978－)，男，貴州金沙人，工程師，從事水利工程施工工作。