摘 要:水利工程經(jīng)過不斷發(fā)展,其施工方面也有了極大的發(fā)展。隨著不斷的發(fā)展與進(jìn)步,導(dǎo)流技術(shù)也日臻成熟。本文主要對兩種基本的導(dǎo)流方法進(jìn)行闡釋說明。
關(guān)鍵詞:水利工程;施工;導(dǎo)流技術(shù)
1 導(dǎo)流建筑物
1.1 導(dǎo)流泄水建筑物
1.1.1 導(dǎo)流底孔
導(dǎo)流底孔的數(shù)量、尺寸等要同時滿足過木導(dǎo)流、截流的要求。進(jìn)口閘門設(shè)在壩外最適宜,可以防止槽頂部進(jìn)水。適當(dāng)?shù)臋E圓曲線適合進(jìn)口型式,它可以通過水工模型試驗確定。永久泄洪、排沙和水庫放空底孔同時可以作為導(dǎo)流底孔滿足永久和臨時運(yùn)用。
1.1.2 導(dǎo)流隧洞
根據(jù)地質(zhì)地形的不同條件合理選擇導(dǎo)流隧洞的洞線,要求隧洞與永久建筑物之間間距、相鄰隧洞間凈距、洞頂巖層厚度和洞臉等方面都要滿足圍巖應(yīng)力和變形的相關(guān)要求;永久運(yùn)行與施工導(dǎo)流要求其斷面型式與襯砌結(jié)構(gòu)、結(jié)合部分的洞軸線要合理。在運(yùn)用過程中,導(dǎo)流隧道經(jīng)常會碰到明滿流交替流這一狀態(tài),如果壓流為高速水流,注意水流摻氣,防止隧洞被空蝕從而洞身破壞。隧洞型式和襯砌范圍比較后確定,應(yīng)當(dāng)解決結(jié)構(gòu)型式的選擇和封堵問題。
1.1.3 導(dǎo)流明渠
把握住避開滑坡、崩塌體及高邊坡,彎道少的原則,進(jìn)出口與圍堰接頭要充分滿足堰基防沖的要求,避免下游沿岸及施工設(shè)施被泄洪沖刷。開挖區(qū)要有便于布置進(jìn)入基坑的通道;明渠底寬、底坡和進(jìn)出口高程應(yīng)使上、下游水流銜接條件良好,是明渠的相關(guān)要求,要滿足施工期通航運(yùn)、過木、排冰和的導(dǎo)、截流的要求。對于設(shè)在軟基上的明渠,在動床水工模型試驗后改善出口水流和水流銜接條件,確定沖坑深度和形狀,采取消能抗沖措施。
1.2 導(dǎo)流建筑物
作為臨時性水工建筑物,利用圍堰可保護(hù)河床的基坑從而保證在干地上對水上建筑物施工。按所處的位置可將其分為橫向圍堰、縱向圍堰;通常按使用材料將圍堰分為草土圍堰、鋼板樁格型圍堰、土石圍堰、混凝土圍堰等;按圍堰是否過水分為過水圍堰、不過水圍堰。
1.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計流量
它是選擇導(dǎo)流方案,確定導(dǎo)流建筑物的主要依據(jù)。選擇導(dǎo)流設(shè)計流量的標(biāo)準(zhǔn),則是導(dǎo)流建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn),也是設(shè)計施工導(dǎo)流的標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.1 洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
在樞紐工程施工期間所用到的臨時性擋水以及泄水的建筑物便是導(dǎo)流建筑物,根據(jù)建筑物級別和類型來確定導(dǎo)流建筑物設(shè)計的具體洪水標(biāo)準(zhǔn);綜合分析風(fēng)險度,使所選標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理,同時充分考慮到對超標(biāo)準(zhǔn)洪水的應(yīng)急預(yù)案和措施。
1.3.2 導(dǎo)流時段
按照導(dǎo)流程序來劃分的各施工階段的延續(xù)時間作為導(dǎo)流時段。按正確處理爭取導(dǎo)流的經(jīng)濟(jì)效益和施工安全可靠性的矛盾來劃分時段。全面分析被圍永久建筑物的結(jié)構(gòu)型式、河道的水文特征、導(dǎo)流方案、工程量大小、工程施工速度等。采用加快工程進(jìn)程、降低導(dǎo)流費(fèi)用的重要辦法:用低水頭圍堰枯水期導(dǎo)流。對于洪水流量大,歷時短,但是枯水期流量小的山區(qū)性河流。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,利用特殊的導(dǎo)流方法——淹沒基坑的導(dǎo)流方案來降低費(fèi)用。
2 基本導(dǎo)流方法
2.1 全段圍堰法
為使水流經(jīng)河床以外的臨時或永久建筑物下泄,在修建于河床上的主體工程上下游各建一道攔河圍堰,在主體工程建成或?qū)⒁ǔ蓵r,再將其封堵。此類辦法多見于基坑工作量不大、河床狹窄、水深水流湍急,很難實現(xiàn)分期導(dǎo)流的地方。按其泄水道類型有以下分類:
2.1.1涵管導(dǎo)流:一般是在修筑碓石壩、土壩過程中使用,然而泄水能力的不足,使得涵管導(dǎo)流局限于負(fù)擔(dān)流量較小的河流上或只用來擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流任務(wù)。
2.1.2 渡槽導(dǎo)流:渡槽導(dǎo)流方式,它的結(jié)構(gòu)簡單,泄流量也比較小,多用于導(dǎo)流期短、流量小的中小型工程。
2.1.3 明渠導(dǎo)流:在灘地或河道上挖開渠道,基坑的上下游修筑圍堰,經(jīng)過渠道河水下泄。多用在有寬廣灘地的平原或岸坡較為平緩的河道上。存在老河道或工程修建在彎道上的地方用明渠導(dǎo)流性價比最高。
2.1.4 隧洞導(dǎo)流:隧洞導(dǎo)流多常見于兩岸地形陡峻、河谷狹窄、山區(qū)河流、山巖堅實處。但是隧洞泄水能力有限,并且造價較高也是它的一個缺點(diǎn),所以,在汛期泄水時大多會用淹沒基坑的方法。應(yīng)盡量把握住與永久隧洞相結(jié)合的原則和方法設(shè)計導(dǎo)流隧道。
2.2 分段圍堰法
采用圍堰,將水利建筑分段、分期圍護(hù)起來進(jìn)行施工。分段是指用圍堰從空間上將擬建的水工建筑物圈圍成多個施工段;分期是將導(dǎo)流在時間角度分為若干個時期。
2.2.1 缺口導(dǎo)流
為保證汛期河流暴漲暴落時可以繼續(xù)進(jìn)行施工,混凝土壩在施工過程中可在壩體上預(yù)留缺口泄放洪峰流量,待這之后上游水位自然回落再對缺口修補(bǔ)就是缺口導(dǎo)流。在選擇導(dǎo)流方式時,充分考慮水文條件和地理地形因素,例如河床寬闊,在施工期間通航有要求,以上條件下可采用分期導(dǎo)流;而情況若相反,河道比較窄,則可根據(jù)地形條件,采用隧洞或明渠導(dǎo)流的方式;當(dāng)工程受地形條件限制小時,主要考慮洪水和枯水情況、水位變幅、流冰、河水流量等情況,以上因素都可能直接影響方案的選擇,以水位這一水文因素舉例,變幅大的河流,有時采用過水圍堰合宜,導(dǎo)流泄水建筑物及圍堰擋水位置高度只考慮枯水期流量便足夠。當(dāng)施工過程中有條件時,應(yīng)多選擇永久水工建筑物的泄水建筑物與施工導(dǎo)流相結(jié)合;與此同時,更加值得注意的是在施工還應(yīng)考慮到期間的給水、通航、灌溉等多重因素,在施工過程中也需要滿足不同方面的實際要求。
2.2.2 底孔導(dǎo)流
采用這種方法時,提前在混凝土壩體內(nèi)修建臨時底孔或者永久底孔,全部或部分水流通過底孔會泄至下游。如果是使用臨時底孔,在工程接近完工或需要蓄水時及時進(jìn)行封堵,這樣位于底導(dǎo)流擋水建筑物上部的施工便不受干擾,能夠均衡連續(xù)施工,有利于修建高壩,同時也會有弊端,在導(dǎo)流期有可能被漂浮物堵塞,并且封堵的水頭偏高,安置閘門相對困難。
3結(jié)束語
導(dǎo)流是水利工程施工的關(guān)鍵之一,有著舉足輕重的地位。導(dǎo)流成功與否,質(zhì)量的高低,直接能夠影響到整個施工工程的進(jìn)度,也關(guān)系到工程質(zhì)量和人們的生命安全。因此周密的計劃安排、充分準(zhǔn)備都必不可少。導(dǎo)流方法和技術(shù)的不斷進(jìn)步,會為我國的水利事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn),也是關(guān)乎經(jīng)濟(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎社會和諧的一大重要因素。
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