雷關(guān)政(湖南欣盛建設(shè)有限公司,湖南 常德 415000)
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影響水利水電施工的導(dǎo)流因素及其施工要點探討
雷關(guān)政(湖南欣盛建設(shè)有限公司,湖南常德415000)
為了有效確保水利水電系統(tǒng)能夠安全的運行下去,務(wù)必要加強對水利水電施工導(dǎo)流因素的分析,并明確其施工要點,基于此本文就對影響水利水電導(dǎo)流的因素以及就簡單的工程案例簡單的探討了施工要點,以期保障導(dǎo)流工程能夠順利的進行。
水利水電;導(dǎo)流因素;施工要點
開展科學的施工導(dǎo)流,其目的在于對水流實行有效攔截和引導(dǎo),從而有效保障水利水電工程能夠順利的進行。因此如實了解水利水電工程施工導(dǎo)流因素,結(jié)合工程實際環(huán)境,掌握施工要點,對于制定正確的技術(shù)對策具有重要意義。
2.1水位變化
水位變化情況是影響導(dǎo)流的最基礎(chǔ)的因素,主要包括:水位高低變化、水流流速、洪訊資料、來水流量、河道寬度等。水位變化直接關(guān)系到圍堰的施工方案,對于長江等大寬度的河道,采用分段圍堰是最合適的。對于水位高低變化懸殊且河道相對較窄的,最好采用基坑淹沒方式。此二者都是為了能夠?qū)崿F(xiàn)洪峰期水流的快速排放。
2.2地形地貌
水利水電工程的施工現(xiàn)場的地形地貌,也決定了導(dǎo)流方式。例如:在秦嶺地區(qū),多為河流狹窄、山石堅硬的兩山夾一溝地貌,多選用隧洞導(dǎo)流t如果河道側(cè)旁地勢平整,明渠導(dǎo)流最為經(jīng)濟適用。
2.3水文地質(zhì)
水文地質(zhì),主要指的是流水的沖刷力,河岸巖石風化程度,河床地理環(huán)境等。例如:在沖刷力較大的地方,需要規(guī)范河床束窄程度,防止圍堰被掏空,在河岸巖石風化程度較重的地方,多使用明渠導(dǎo)流。
2.4水工建筑物
在考慮水利水電工程的水工建筑物的安排位置的時候,優(yōu)先需要考慮的是導(dǎo)流計劃,做好溢流區(qū)與非溢流區(qū)的分布安排,根據(jù)不同的導(dǎo)流方式,安排好水工建筑物的位置與結(jié)構(gòu),避免重復(fù)拆除與修建,以減少施工成本。
2.5做好河道綜合利用工作
一條河道,關(guān)系著周邊的很多活動,影響著兩岸人民的日常生活,因此,在做導(dǎo)流計劃的時候,應(yīng)該充分考慮河道的綜合利用價值和不良影響,在航運、灌溉、城市供水、環(huán)境保護等方面做好控制工作,提高經(jīng)濟性價比。
3.1明確水利水電工程導(dǎo)流計算要素
(1)水力計算
水力計算包括泄水能力、流水壓力、沖刷力、水流脈動等,水力計算的精準與否,直接關(guān)系到導(dǎo)流建筑物的尺寸與形狀,是設(shè)計導(dǎo)流方案的基礎(chǔ)在實際工作中,對于重點水利項目或復(fù)雜的施工環(huán)境,必須進行導(dǎo)流模型實驗,以獲得更為詳盡的水力數(shù)據(jù)支持。
(2)施工量計算與工程費用預(yù)算
在獲取導(dǎo)流建筑物的尺寸與形狀,在確定導(dǎo)流方案之后,就要由此計算施工量,土石方的挖填量、砌石方量、混凝土澆筑量、金屬構(gòu)件安裝量等都要納入計算范圍進而制定施工步驟,規(guī)定施工量,預(yù)算工程費用,給出經(jīng)濟指標的上下線,形成具有指導(dǎo)作用的數(shù)據(jù)型文件,為實施導(dǎo)流方案提供支持。
(3)擬定施工計劃
根據(jù)導(dǎo)流方案,擬定施工計劃:①需要找出并擬定影響施工進度的控制節(jié)點,以節(jié)點為核心,安排好與之相關(guān)的施工內(nèi)容,核算施工進度,編制施工進度計劃表,確定各節(jié)點工程的施工時間,最大程度地提高時間利用效率,并加以論證。②根據(jù)施工進度方案,解析各個建筑的施工強度,并將其通過函數(shù)關(guān)系制定成圖表,使之一目了然,既可以方便監(jiān)督執(zhí)行,又可以合理安排施工內(nèi)容、調(diào)劑施工時間,以利于提高工程質(zhì)量。
3.2明確水利水電工程導(dǎo)流施工方法
在水利工程的修建過程中,導(dǎo)流是分作兩個階段的。第一個階段是修筑臨時導(dǎo)流建筑。通過修筑圍堰與泄水建筑物,將大壩主體所在位置用圍堰加以環(huán)繞,截斷水流進入施工現(xiàn)場,通過泄水建筑物把圍堰中的存水排到河道中,保證圍堰中的環(huán)境可以滿足施工條件。第二階段是修筑永久性導(dǎo)流建筑。作為水利水電工程在完工后的導(dǎo)流與泄洪之用。在實際施工過程中,在拆除擋水圍堰之后,永久性導(dǎo)流建筑就承擔起對上游來水的導(dǎo)流作用了。
3.2.1導(dǎo)流施工的主要方式
(1)圍堰導(dǎo)流
圍堰技術(shù)是利用當?shù)赝潦牧?,輔助以金屬構(gòu)架、混凝土砌塊等材料,采用堆砌的施工方式,對河道進行攔截的導(dǎo)流技術(shù)。在河道寬闊、水流流量較大、工期較長、河道綜合作用大的地方,一般使用分段圍堰法,在河道較窄、流速緩慢、工期較短的地方,一般使用全段圍堰法。全段圍堰法。在將河道做一次性完全隔斷后,在全段圍堰的端頭修建泄水建筑物,待到工程即將完工后,將泄水建筑物加以改造,根據(jù)當?shù)丨h(huán)境,選擇隧洞、底孔、涵洞、明渠等不同方式作為永久性導(dǎo)流建筑物。分段圍堰法。根據(jù)河道寬度、水流沖刷力、地質(zhì)地貌等條件,把河道分作2~3段,分期分段構(gòu)筑圍堰,完成各個階段的工程,逐步形成一個完整的水利建筑整體。實施分段圍堰施工,需要密切關(guān)注河床束窄對圍堰根基的沖刷力,避免發(fā)生圍堰被掏空的情況。
(2)孔洞導(dǎo)流
孔洞導(dǎo)流包括:涵洞導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、底孔導(dǎo)流。在下游圍堰底部修筑涵洞,將基坑中的存水導(dǎo)向下游的導(dǎo)流方法,稱作涵洞導(dǎo)流。涵洞導(dǎo)流多用于中小型水庫工程。利用水庫旁側(cè)的山體中挖掘隧洞,實現(xiàn)導(dǎo)流的方法稱作隧洞導(dǎo)流。隧洞導(dǎo)流的工程造價雖然較高,但是可以作為水利工程的永久性導(dǎo)流建筑使用,因此,在山勢險峻的西部地區(qū),隧洞導(dǎo)流依然是較為普遍的施工導(dǎo)流方法。
在大壩體內(nèi)部,建造混凝土泄水孔洞,實現(xiàn)導(dǎo)流的方法稱為底孔導(dǎo)流。該方法多用于分期建筑的混凝土閘壩。常用于水流較小的導(dǎo)流,當水流流量較大的時候,多配合其它方法實現(xiàn)有效導(dǎo)流。
(3)明渠導(dǎo)流
在河岸平緩、灘地寬廣、水流流量較大的河道,可以利用歷史遺留的老河道、溪溝等地理環(huán)境,通過修建明渠的方法,實現(xiàn)導(dǎo)流。這種方法稱作明渠導(dǎo)流明渠導(dǎo)流具有施工方便決捷,便于維護、導(dǎo)流能力大、綜合經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。
3.2.2工程案例
此工程地處某江支流處,是以發(fā)電為主的防洪的水利樞紐工程。該大壩壩高81m,壩頂長度370m,設(shè)計正常高水位為100m,校核洪水位為102m。溢洪道布置在壩址1km的左岸凹口出,為開敞正槽式,堰頂高程為90m,總寬度為64m,出口采用差動式鼻坎挑流消能。飲水式水電站布置在右岸,引水洞長525m,直徑7m。
3.2.3具體施工方式
(1)確定隧洞導(dǎo)流方案
隧洞導(dǎo)流適用于各種壩型。在河谷狹窄,沒有條件布置縱向圍堰或?qū)Я髅髑膲沃罚2捎盟矶磳?dǎo)流方案。主要施工程序如下:建成導(dǎo)流隧洞后,上、下有圍堰一次攔斷河床,形成基坑、進行壩基開挖處理,而后壩體全斷面升高。
(2)導(dǎo)流工程規(guī)劃與設(shè)計
在隧洞設(shè)計時一般先擬出幾個隧洞的斷面尺寸,不同的底坎高程和不同的布置方案,進行技術(shù)經(jīng)濟比較,然后確定最優(yōu)的隧洞斷面和進出口底坎高程。在方案比較時應(yīng)分析研究的問題是:隧洞尺寸大小,底坎高程對攔洪水位及大壩合龍段施工的影響;隧洞尺寸,底坎高程對圍堰及隧洞工程量的影響;通航過筏條件;對工程截流的影響。
(3)導(dǎo)流隧洞規(guī)劃布置
①隧洞斷面型式及尺寸
②隧洞布置
隧洞路線的選定需結(jié)合地形地質(zhì),一般盡可能短,但進出口與上下游圍堰之間必須保持20~50m的距離根據(jù)水深及河床覆蓋厚度,防止水流沖刷圍堰。布置應(yīng)注意以下方面:①使截流方便,進口底部高程宜低;②有通航要求,航行過水要求一尺水深,凈空、流速小于3~6m/s;③為了隧洞施工方便(出渣方便、排水容易),進口底部高程宜布置的高些。隧洞底坡一般為0.2~0.5%,為了保證水流平順,隧洞進出口各有一定長度的直線段和明渠段,在進口應(yīng)設(shè)置喇叭段。風孔閘門布置與洞口,當洞口寬度超過6m時,應(yīng)布置中墩,以減少封孔閘門寬度。
3.3優(yōu)化施工內(nèi)容,狠抓施工質(zhì)量
優(yōu)化施工內(nèi)容就要重視水利水電工程導(dǎo)流計算要素,就要重視現(xiàn)場施工情況,依據(jù)科學的數(shù)據(jù),推算出設(shè)計要點,堅持強調(diào)實際施工中的變化情況,細化施工內(nèi)容,以確保施工效果可以滿足設(shè)計初衷。此外,依照質(zhì)量控制體系,注重工序分解工作,把責任分到各個工序的各個執(zhí)行者,確立嚴格的驗收制度,落實上道工序不合格下道工序不進行的驗收制度。在關(guān)鍵工序關(guān)鍵崗位,實行全程監(jiān)控,定人定崗,以確保導(dǎo)流施工質(zhì)量,保證導(dǎo)流施工的精確性。
總而言之,為了能夠有效保障水利水電工程質(zhì)量的基礎(chǔ)工程能夠順利的進行,務(wù)必要做好導(dǎo)流工程的施工,要秉持科學態(tài)度,認真采集數(shù)據(jù),完成精密計算與設(shè)計,制定合乎現(xiàn)場的方案,監(jiān)督執(zhí)行,落實施工進度,才能有效保證工程質(zhì)量,順利完成水利水電工程建設(shè)。
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雷關(guān)政(1956-),男,高級工程師,主要從事水利水電施工工作。
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2016-3-23