羅 旺
(湖南鴻泉建設(shè)工程有限公司, 湖南 衡陽 421000)
水利工程項(xiàng)目的快速發(fā)展,施工技術(shù)也逐漸進(jìn)步。作為一種應(yīng)用效果非常好的施工技術(shù),導(dǎo)流施工技術(shù)能夠?qū)λこ添?xiàng)目的施工質(zhì)量產(chǎn)生非常重要的影響。一般來說,導(dǎo)流施工技術(shù)通常主要包含了下閘蓄水、基坑排水等多個(gè)施工步驟,能夠決定水利工程施工質(zhì)量和施工周期。因此,通過探討水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的具體應(yīng)用方法,能夠有效提升水利工程的施工質(zhì)量。
現(xiàn)如今,水利工程施工中的導(dǎo)流施工技術(shù)主要由圍堰法構(gòu)成。圍堰法又分為分段和全段兩種,分段是指利用下泄的河水,通過壩體內(nèi)部的孔洞及缺口一同流出,進(jìn)行整體下泄;全段是指先對(duì)準(zhǔn)備施工的河流區(qū)域進(jìn)行解堵,使得河流施工的區(qū)域水位上升,然后將截?cái)嗪恿髁饔虻暮铀@過施工區(qū)域,流向下游,進(jìn)而進(jìn)行施工。由于全段圍堰法具有環(huán)境破壞小、使用周期短、水體影響小的優(yōu)勢(shì),逐漸成為水利工程中導(dǎo)流施工中的重點(diǎn)技術(shù)。進(jìn)一步細(xì)化,可以將全段圍堰法分為明渠導(dǎo)流和隧洞導(dǎo)流兩種。
明渠導(dǎo)流方法是在基坑的上下游處,修筑圍堰,然后利用渠道來泄河水。明渠導(dǎo)流施工技術(shù)可以用在一些寬廣的河灘地或河坡較為平緩的平原河道上,也可以應(yīng)用在一些老河床中,同樣具有很好的效果。明渠導(dǎo)流施工技術(shù)具有施工成本低,施工作業(yè)量少的優(yōu)勢(shì),將其應(yīng)用在水利工程施工中,能夠極大的縮短施工工期,降低施工成本。
(1)技術(shù)適用條件。如果河床的砂土覆蓋層較厚或壩址河床的寬度較窄,很難有效利用分段導(dǎo)流,并且滿足以下情況,就可以使用明渠導(dǎo)流技術(shù),來進(jìn)行施工:缺乏大型的河道挖洞設(shè)施及人員施工,規(guī)定的施工周期比較短;在整個(gè)施工期中,有一些航道的要求,比如泄洪、排冰、通航等;在河流的沿岸有一些古河道或者臺(tái)地的存在,施工難度大;需要進(jìn)行導(dǎo)流區(qū)域的水流流量比較大,地質(zhì)條件不適合進(jìn)行隧洞導(dǎo)流施工;
(2)明渠導(dǎo)流的布置。在布置明渠導(dǎo)流軸線的過程中,需要在較寬的古河道、埡口或者臺(tái)地布置明渠導(dǎo)流,渠身軸線的水平距離通常設(shè)為50-100mm;河道主流與明渠進(jìn)出口的交角務(wù)必要低于30°,且要銜接上下游水流;為保證水流暢通,明渠的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于 5倍渠底寬度;明渠軸線布置應(yīng)當(dāng)盡可能縮短明渠長度,也要盡量避免深挖。
如果水利施工工程的位置處于山區(qū),河岸兩邊的巖石較為陡峭,河谷較為狹窄,明渠導(dǎo)流施工的作用不大,為確保施工質(zhì)量,可以選擇隧道導(dǎo)流的方法進(jìn)行水利施工。但隧道導(dǎo)流施工的成本較高,并且泄水能力不出眾,因此,從施工成本和泄水能力雙重要求出發(fā),可以將隧道導(dǎo)流與永久性隧道相結(jié)合,全面提升導(dǎo)流施工質(zhì)量。隧道導(dǎo)流施工工藝使用的工程條件如下:(1)在河床的沿岸或者兩岸,地形較為平坦,水流速度低的區(qū)域,可以進(jìn)行隧道導(dǎo)流施工;(2)兩岸或者沿岸河流的河床較為狹窄,且導(dǎo)流量不大的工程[i]。
某水電站為區(qū)域重點(diǎn)的水利工程之一,水電站的大壩壩底高度為 213.5m,壩頂高程為225.3m。該大壩屬于6跨式,大壩消力池位于大壩的下游處。連壩孔的孔徑為1.1m,底板高程屬于213.5m的緩沖孔,隨著日積月累,緩沖孔已經(jīng)被淤泥堵塞,泄水能力弱。在大壩的右岸是船閘,船閘閘室長45m,寬7.6m,在河床的右岸上下游處,有直徑1.0m長短廊道,能夠作為泄水系統(tǒng)使用,但如今,該系統(tǒng)無法使用。
通過在該水電站的大壩使用導(dǎo)流施工技術(shù)后,旨在提升水電站的庫容量,達(dá)到3400X104立方米,使其成為一個(gè)中型的水庫。這樣一來,水電站的年平均發(fā)電量能夠達(dá)到8000萬kW?h以上。同時(shí),通過改造,還可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)別的工程管理。
(1)設(shè)備。此次項(xiàng)目涉及到水量調(diào)整,因此,施工質(zhì)量要求、施工工期、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等工作需要配備相應(yīng)的施工設(shè)備,來讓項(xiàng)目的整體質(zhì)量能夠滿足施工需求。在準(zhǔn)備期間,還需要對(duì)土石方開挖機(jī)械、洞挖設(shè)備等進(jìn)行損耗保養(yǎng)及維護(hù),形成機(jī)械設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)預(yù)案。
(2)材料。此次項(xiàng)目施工主要應(yīng)用到機(jī)械配件、混凝土、石料等原材料。在原材料采購、保管、使用的過程中,需做好每一個(gè)環(huán)節(jié)。
明渠導(dǎo)流布置可以在河床和灘地上布置,主要包括導(dǎo)流軸線、泄水進(jìn)出口、高程位置確定等施工內(nèi)容。
(1)明渠導(dǎo)流軸線的布置,可以將其布置在河道的右岸;渠身的軸線要延伸到下游的圍堰外坡是處,水平距離為65m。將明渠的進(jìn)出口連接至河流的主干道,采用淺挖的方式進(jìn)行施工;
(2)明渠的高程確定。由于該水電站的泄水孔被堵塞,回流效果差,需要通過調(diào)整明渠的進(jìn)出口位置,來進(jìn)行清淤工作。明渠的高程需要根據(jù)截流量來進(jìn)行計(jì)算,一般來說,進(jìn)口高程是由下游的消能設(shè)備決定。為滿足水電站擴(kuò)大生產(chǎn)的需求,要盡可能的提高進(jìn)出口的高程,來減少水下開挖量。
在河道進(jìn)行截流后,將水流按原有的船道回流,然后進(jìn)行抽水,可以使用 2臺(tái)功率為20kW的抽水機(jī),輪番進(jìn)行作業(yè)。
使用分層挖掘方法來對(duì)河岸施工,增加坡度。在開挖的時(shí)候,可以使用爆破法、鉆孔法等施工工藝進(jìn)行施工,在完成基坑抽水后,需要將基礎(chǔ)施工的道路進(jìn)行回填,來做好基坑挖掘的準(zhǔn)備工作。開挖過程中,可以聯(lián)合保護(hù)層法及水平欲裂法,來確保施工質(zhì)量。
該項(xiàng)目施工使用的是懸臂模板,模板中每個(gè)倉的高度為3.3m,壩體閘墩通過人工拼裝鋼板的方式,來建立固定模板。壩體的堰面通過拉模澆筑來完成。
在船閘的分部工程施工過程中,上游導(dǎo)航室、下閘室等工程之間具有很復(fù)雜的關(guān)系,施工進(jìn)度會(huì)受到船閘整體施工的影響。因此,在綜合考量項(xiàng)目工程對(duì)施工的要求后,確定了船閘施工的整體流程:將主體施工作為施工重點(diǎn),優(yōu)先進(jìn)行,其余分部施工同時(shí)進(jìn)行,來最大限度的縮短工期,確保工程按時(shí)交工[ii]。
綜上所述,導(dǎo)流施工技術(shù)能夠?yàn)樗こ淌┕ご蛳铝己玫幕A(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,施工準(zhǔn)備期間,還需要對(duì)土石方開挖機(jī)械、洞挖設(shè)備等進(jìn)行損耗保養(yǎng)及維護(hù),形成機(jī)械設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)預(yù)案;同時(shí),將明渠導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用在水利工程施工中,能夠極大的縮短施工工期,降低施工成本。因此,提升導(dǎo)流施工質(zhì)量,能夠促進(jìn)水利工程事業(yè)發(fā)展。
[1]聶方林.水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的運(yùn)用及問題研究[J].河南科技,2017(17):90-91.
[2]鄭林仙,沈孝明.淺談水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2017(13):259-260.