【摘 要】作為一項與經(jīng)濟(jì)和民生產(chǎn)生直接聯(lián)系的重要工程 ,水利工程在社會發(fā)展中產(chǎn)生重要的作用。其中導(dǎo)流作為一項重要措施對水利工程施工效率的高低產(chǎn)生直接影響,關(guān)系到工程的施工質(zhì)量,其重要性則不可忽視。在施工導(dǎo)流中主要分為兩種基本方法:分段圍堰法和全段圍堰法。本文則簡要闡述了水利工程導(dǎo)流技術(shù)的施工工藝。
【關(guān)鍵詞】水利工程;導(dǎo)流技術(shù);施工工藝
0.引言
近年來,水利事業(yè)得到了快速的發(fā)展和變化,水利工程施工技術(shù)工藝材料和設(shè)備也取得了日新月異的進(jìn)步。 在施工關(guān)鍵技術(shù)上取得一次又一次的突破而導(dǎo)流技術(shù)是水利工程中一 個關(guān)鍵部分在確保工程能正常開展的基礎(chǔ)上導(dǎo)流技術(shù)的提高有效地提高了施工速度和施工質(zhì)量。
1.水利施工導(dǎo)流技術(shù)的含義及特點
施工導(dǎo)流是指在水利工程修建時,為了向建筑施工提供干地施工條件而進(jìn)行的圍堰修筑 ,使河流水從圍堰基坑繞過并流向下游而運用的引導(dǎo)水流的施工技術(shù)。簡單來說則是,在水利工程建設(shè)過程中,為了使水流得到控制和疏導(dǎo)而運用的技術(shù)措施,主要包括以下幾個環(huán)節(jié):截留、基坑排水以及下閘蓄水等,作為水利工程建設(shè)的重要技術(shù)措施,對水利工程建設(shè)的布置設(shè)計方案的實施、工程質(zhì)量的好壞、用時長短以及成本高低產(chǎn)生直接聯(lián)系。所以,要求施工導(dǎo)流的設(shè)計施工應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行開展,使導(dǎo)流工程的質(zhì)量得到保障。通常情況下,導(dǎo)流技術(shù)在水利工程施工中的特點主要包括以下幾方面:
1.1壩址的選擇
作為堤壩選擇中應(yīng)考慮的主要因素之一,在設(shè)計過程中,選壩作為設(shè)計工作開展的第一步。對于幾個壩址存在較大地形和地質(zhì)條件差異的項目而言,水能指標(biāo)的差異、工程量的大小、施工導(dǎo)流方案的簡單與否以及發(fā)電工程的長短都是需重點關(guān)注的內(nèi)容。
1.2水電樞紐工程的布置方案
當(dāng)確定壩址之后,為了確保工程布局處于最佳狀態(tài),通常應(yīng)將導(dǎo)流明渠的基本布置進(jìn)行解決,然后解決廠房的布置問題。
1.3編制施工計劃
在對施工總進(jìn)度計劃進(jìn)行編制時,除了應(yīng)對合適的主體工程施工方案進(jìn)行選擇以外,還應(yīng)對導(dǎo)流時段劃分的合理與否實施研究。
1.4對較多的內(nèi)外因素有所涉及
需要考慮的因素主要包括:地質(zhì)地形、建筑物布置特點、水文氣象、施工期河流的通航、基坑開挖范圍、下游供水與生態(tài)流量的要求以及水庫蓄水期等內(nèi)容。
2.影響導(dǎo)流技術(shù)的因素
水利工程施工應(yīng)與實際情況相結(jié)合,對導(dǎo)流技術(shù)運用中所面臨的阻礙進(jìn)行判斷,將大壩施工作為實例,通常情況下,對于混凝土壩而言,應(yīng)運用分期導(dǎo)流進(jìn)行輔助施工,但分期導(dǎo)流只能在混凝土壩中得到適用,若在普通土壩中進(jìn)行運用則會有不理想的導(dǎo)流效果。在高水頭水利大壩的后期導(dǎo)流中應(yīng)運用不同形式的組合進(jìn)行操作。與施工經(jīng)驗相結(jié)合,在對兩岸高程進(jìn)行多層導(dǎo)流隧洞布置時,其影響因素主要來源于水文環(huán)境,施工區(qū)間的河流水文特性作為影響導(dǎo)流方式的關(guān)鍵因素,因此在水利工程中對導(dǎo)流技術(shù)進(jìn)行運用時會出現(xiàn)適用性范圍限制的現(xiàn)象。一般施工方應(yīng)與水文條件中水流力度、流量特性、河流中混合液以及回旋流量相結(jié)合,有效調(diào)整施工中的導(dǎo)流技術(shù),包括水流中的含泥沙狀態(tài),若該項因素得到忽略,則會引發(fā)導(dǎo)流技術(shù)的開展受到不利影響。
3.水利工程施工中導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用
3.1圍堰法
作為施工導(dǎo)流中的一種常見方法,圍堰法結(jié)合不同的工程具體情況,又可將其劃分為全段圍堰和分段圍堰法兩種。全段圍堰法是通過在河流上對圍堰進(jìn)行建設(shè)的方式使河道進(jìn)行一次性截斷,在該狀況下,河水被圍堰建筑向旁邊的泄水建筑物中進(jìn)行分流,并向下改為傾瀉。在對該種圍堰方法進(jìn)行運用時,應(yīng)與泄水建筑物的具體情況相結(jié)合,根據(jù)水量等因素將攔段的水流進(jìn)行有效地導(dǎo)流劃分,例如:涵洞、明渠以及隧洞等導(dǎo)流方式。對于較大水量或河床及較窄河槽的河流,則應(yīng)在一次攔截后運用明渠的方式進(jìn)行二次導(dǎo)流處理,從而實現(xiàn)導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用。而分段圍堰是與河流的具體情況相結(jié)合,使河流上的水工建筑物通過圍堰進(jìn)行多段的劃分,當(dāng)各段分期完成之后即可對整個工程結(jié)束操作。應(yīng)與河流、河床及河槽等特點相結(jié)合,選擇性的對河床某岸或兩岸封堵等進(jìn)行完成,實現(xiàn)河水能夠從變窄的河道內(nèi)流過,然后運用其他段的施工將河流的全部截斷進(jìn)行實現(xiàn),促使河流能夠完全從修建完成的圍堰建筑物上通過。分段圍堰的方法在河流河床較寬、工程施工期限較長以及河水流量較大的水利工程中得到適用。
3.2涵洞導(dǎo)流法的應(yīng)用
涵洞導(dǎo)流法是在水利工程施工下游對圍堰擋水進(jìn)行修筑,使原來的河水通過涵洞后向下游進(jìn)行導(dǎo)向的一種施工導(dǎo)流方法。該方法通常在水閘及中小型土石壩等工程中得到適用。分期導(dǎo)流的后期導(dǎo)流也有運用涵洞導(dǎo)流的方式,通常情況下,與隧洞導(dǎo)流相比,涵洞導(dǎo)流有較大的施工工作面、施工速度快、施工靈活方便以及造價低等特點存在。涵洞導(dǎo)流可進(jìn)行依山設(shè)置,或在灘層的表層進(jìn)行設(shè)置。其次,應(yīng)將涵洞設(shè)置為直線狀,使進(jìn)出口有良好的形式存在,確保水利順暢,且不會有沖淤泥產(chǎn)生 ,避免有滲漏等問題出現(xiàn)。
3.3隧洞導(dǎo)流法的運用
隧洞主要是指復(fù)雜的地形條件下對隧道進(jìn)行設(shè)置。隧洞開挖的目的則是將工程施工過程中的導(dǎo)流問題得以實現(xiàn),具體操作方式是在工程基坑的上下游對圍堰進(jìn)行修建,使河水通過隧洞傾瀉導(dǎo)流,所以,該方法的運用一般與固定建筑相結(jié)合。由于隧洞施工存在較大的施工難度,導(dǎo)致工程施工成本相對較高。所以,在地質(zhì)條件相對復(fù)雜且無法開挖明渠的地段上得到適用。
3.4明渠導(dǎo)流法的運用
在導(dǎo)流施工中,明渠的運用能夠?qū)⒐こ毯拥郎舷掠沃g的導(dǎo)流得以實現(xiàn),是在水利工程施工基坑的基礎(chǔ)上,通過在上下游對圍堰進(jìn)行建造的方法實現(xiàn)水流的攔截。明渠導(dǎo)流在河流兩岸相對較緩的地勢上得到適用,具有淺灘或廢棄河道排水溝等施工地點,在施工過程中由于具有較大水量,且地勢條件便于從明渠通過從而及時將水流排出,因此具有較低的施工難度,當(dāng)存在適宜條件時,被應(yīng)用較多。
4.選擇導(dǎo)流方法時應(yīng)考慮的因素
4.1地質(zhì)和水文條件
施工導(dǎo)流方案的選擇與導(dǎo)流建筑物的布置直接受到河流兩岸及河床的地質(zhì)條件的直接影響。若河流一岸或兩岸存在風(fēng)化層薄、巖石堅硬以及抗壓強(qiáng)度足夠時,則對隧洞導(dǎo)流的選用最為適宜。若存在較厚的巖石風(fēng)化層且容易破碎,或存在較厚的沉積灘地時,則應(yīng)采用明渠導(dǎo)流的方式進(jìn)行施工。在對分段圍堰導(dǎo)流法進(jìn)行運用時,由于存在河床束窄,使過水?dāng)嗝娴拿娣e減小,迅速增大了水流流速。為了確保河床不會受到較大沖刷,避免圍堰基礎(chǔ)掏空現(xiàn)象,應(yīng)與河床地質(zhì)條件相結(jié)合,對河床可能束窄的程度得以確定。對于巖石河床而言,存在較強(qiáng)的抗沖刷能力,河床有較大的束窄程度,可能超過88%,流速提升至7.5m/s。而對于較厚覆蓋的河床而言,存在較差的抗沖刷能力,束窄程度小于30%,允許流速控制在3.0m/s即可。
4.2地形條件
壩區(qū)周圍的地形條件對導(dǎo)流方案的選擇產(chǎn)生較大影響。對于寬闊的河床河流而言 ,特別是在施工過程中存在過筏和通航要求的河流,應(yīng)對分段圍堰法導(dǎo)流進(jìn)行運用。當(dāng)河床存在天然石島或沙洲時,應(yīng)對分段圍堰法導(dǎo)流進(jìn)行操作,對導(dǎo)流圍堰的布置提供便利,特別是縱向圍堰的布置。當(dāng)存在兩岸陡峻、河段下窄以及山巖堅實的地區(qū),且壩體無法實施分期建設(shè)的,應(yīng)對隧道導(dǎo)流進(jìn)行施工。而平原河道,河流的兩岸或一岸較為平坦,或能夠?qū)訛臣袄虾拥肋M(jìn)行利用時,應(yīng)運用明渠導(dǎo)流最為適合。
4.3水文條件
施工導(dǎo)流方案的選擇還受到河流流量大小、全年流量的變化、水文變化的幅度、汛期洪水的延續(xù)時間、枯水期的長短等因素的影響。通常情況下,對于流量大且河床寬的河流而言,應(yīng)對分段圍堰法導(dǎo)流進(jìn)行使用。山區(qū)河流存在較大水位變化幅度時,可運用允許基坑淹沒的導(dǎo)流方法,在一定時期內(nèi)通過過水圍堰和基坑淹沒的方式將洪峰流量得以宣泄。對于存在較長枯水期的河流,可對枯水期進(jìn)行充分利用進(jìn)行安全化施工,對于流冰的河流,應(yīng)對流冰的宣泄問題實施充分考慮,避免有流冰奎塞問題發(fā)生,從而對泄流產(chǎn)生影響,引發(fā)導(dǎo)流建筑物破壞現(xiàn)象產(chǎn)生。
4.4綜合利用施工期間的河流
在施工過程中,為了使通航、供水、漁業(yè)、水電站運轉(zhuǎn)以及灌溉的需求得到滿足,最為復(fù)雜的則是將導(dǎo)流問題得到解決。特別是在具有通航要求的河流上,通常情況下應(yīng)對分段圍堰法導(dǎo)流進(jìn)行運用。
5.水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)質(zhì)量提高措施
5.1加大技術(shù)創(chuàng)新投入
時代在不斷的發(fā)展變化,因此,導(dǎo)流施工技術(shù)也應(yīng)該與時俱進(jìn),不斷創(chuàng)新。科技是第一生產(chǎn)力,必須加大投入進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,進(jìn)行水利技術(shù)的革命。當(dāng)前水利大環(huán)境是積極向上的,這幾年水利技術(shù)創(chuàng)新速度突飛猛進(jìn),水利事業(yè)蒸蒸日上。因此,水利施工企業(yè)務(wù)必要抓住這一機(jī)遇,大搞技術(shù)改革,另外可以拓展技術(shù)創(chuàng)新渠道,走進(jìn)水利高校開展校企合作,共同推動水利施工技術(shù)的發(fā)展。
5.2注重水利人才的培養(yǎng)
人才素質(zhì)水平對于工程水平的影響較大,因此,加強(qiáng)人才培養(yǎng)非常必要。人才是科技創(chuàng)新的根本,因此,在吹響技術(shù)創(chuàng)新號角的同時,大力進(jìn)行水利人才的培養(yǎng)?,F(xiàn)階段的水利施工隊伍中缺乏新生力量, 而原有的骨干施工技術(shù)人員缺乏創(chuàng)新能力,所以既要注重新人才的引進(jìn),又要團(tuán)結(jié)骨干技術(shù)人員;既要發(fā)揮引進(jìn)人才的技術(shù)創(chuàng)新能力, 又要汲取骨干員工在實際水利工程的施工經(jīng)驗,兩者有機(jī)結(jié)合,以老帶新,共同促進(jìn)水利技術(shù)的革新。
5.3完善企業(yè)管理機(jī)制
完善的管理機(jī)制不僅能夠有效的縮短工期, 還能夠提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,提高施工水平。水利技術(shù)的創(chuàng)新,直接影響企業(yè)的效益,然而管理機(jī)制的完善,將為水利技術(shù)的創(chuàng)新保駕護(hù)航?,F(xiàn)階段大多數(shù)水利企業(yè)內(nèi)部機(jī)制不完善,缺乏行之有效的施工工程質(zhì)量監(jiān)管體系。在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,水利施工企業(yè)面臨巨大的市場壓力,只有積極推進(jìn)水務(wù)體制改革、水管體制改革、水利投融資體制改革,才能不斷提高水利施工工程質(zhì)量,增強(qiáng)市場競爭力
6.結(jié)論
總之,作為水利工程施工中的一項關(guān)鍵問題,施工導(dǎo)流具有情況復(fù)雜且影響因素多等特點,甚至?xí)φ麄€工程的施工進(jìn)度及難度產(chǎn)生直接聯(lián)系,有的甚至?xí)λそㄖ锏男问竭x擇和布置造成影響。所以,要求設(shè)計施工人員在設(shè)計過程中應(yīng)從施工現(xiàn)場的實際情況著手,通過實施合理設(shè)計,促使水利工程的順利完成得到保障。
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