李東文
(廣州市水電建設(shè)工程有限公司 廣東廣州 510060)
在導(dǎo)流施工技術(shù)支持下,我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模、施工速度不斷提升,但為了進(jìn)一步滿足我國(guó)水利工程建設(shè)需要,結(jié)合科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流施工技術(shù)的更高質(zhì)量運(yùn)用必須得到關(guān)注,這也是本文圍繞導(dǎo)流施工技術(shù)在水利工程施工中的有效運(yùn)用開(kāi)展具體研究的原因所在。
導(dǎo)流施工技術(shù)屬于保證流水能夠繞過(guò)要求施工的地區(qū),流向下游而采取的引導(dǎo)水利技術(shù),科學(xué)引導(dǎo)、控制水流是該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在,導(dǎo)流施工技術(shù)包括截留、基坑排水、下閘蓄水等子工程,而結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)水利工程領(lǐng)域的導(dǎo)流施工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn),該施工技術(shù)可細(xì)分為全段圍堰法、分段圍堰法,兩種施工方法的特點(diǎn)如下:①全段圍堰法。通過(guò)在主體工程的上下游各建一道攔河圍堰,同時(shí)配合河床外臨時(shí)或永久建筑物下泄,即可滿足水利工程施工需要,該施工技術(shù)較為適用于基坑工作量不大、河床狹窄、難以實(shí)現(xiàn)分期導(dǎo)流情況,隧洞導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流、渡槽導(dǎo)流均屬于全段圍堰法范疇,如其中隧洞導(dǎo)流一般與永久隧洞相結(jié)合,且較為適合用于兩岸地形陡峭、山巖堅(jiān)實(shí)、河谷狹窄的山區(qū)河流。②分段圍堰法。通過(guò)分段分期維護(hù)水工建筑物,即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用拆分,底孔導(dǎo)流、缺口導(dǎo)流均屬于分段圍堰法范疇,其中底孔導(dǎo)流需在混凝土壩體內(nèi)修建臨時(shí)或永久底孔,由此可保證水工建筑物上部施工不受干擾,這使得較為適用于高壩建設(shè),但導(dǎo)流期存在的堵塞風(fēng)險(xiǎn)必須得到關(guān)注[1]。
為合理選擇導(dǎo)流施工技術(shù)用于水利工程施工,水文條件、地形條件、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件等因素必須得到重點(diǎn)關(guān)注,這種關(guān)注應(yīng)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:①水文條件。導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇必須充分考慮施工地河道流量大小、水位變化、全年流量變化、枯水期與汛期情況、冬季冰凍與融合時(shí)間等實(shí)際,以此合理選擇導(dǎo)流施工技術(shù)。②地形條件。一般來(lái)說(shuō),分段圍堰法導(dǎo)流較為適用于河床寬闊的河流,該導(dǎo)流施工技術(shù)特別適用于水利工程施工期間仍存在過(guò)水、通航要求情況,而存在基巖露頭、淺灘、河心洲的河床同樣較為適用于分段圍堰法中的縱向圍堰步驟;而明渠導(dǎo)流則較為適用于存在可以利用河灣、老河道的水利工程,平原河道、河流兩岸較為平坦的水利工程也可以應(yīng)用明渠導(dǎo)流技術(shù)。③地質(zhì)及水文條件。導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇必須考慮河流兩岸、河床地質(zhì)條件,一般來(lái)說(shuō)隧洞導(dǎo)流技術(shù)較為應(yīng)用于河流兩岸風(fēng)化層澆薄、巖石堅(jiān)硬且擁有足夠抗壓情況的水利工程,而明渠導(dǎo)流則較為適用于擁有較厚沉積灘地或巖石分化層厚且破碎情況。此外,能否利用當(dāng)?shù)夭牧稀⒒邮欠裨试S被淹沒(méi)、圍堰形式同樣會(huì)直接影響導(dǎo)流施工技術(shù)的選擇[2]。
為保證導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量,如下導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)也必須得到關(guān)注:①確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定需結(jié)合《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303-2004)要求,同時(shí)還需要結(jié)合水利工程規(guī)模、失事后果、保護(hù)對(duì)象,表1為導(dǎo)流建筑物級(jí)別劃分表,結(jié)合該表即可更為精準(zhǔn)、科學(xué)確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。②結(jié)合導(dǎo)流施工技術(shù)特點(diǎn)。不同的導(dǎo)流施工技術(shù)具備不同特點(diǎn),施工單位在應(yīng)用中必須重點(diǎn)關(guān)注這類特點(diǎn),如明渠導(dǎo)流需避開(kāi)滑坡、崩塌體及高邊坡開(kāi)挖區(qū),同時(shí)避免施工設(shè)施、下游沿岸遭受泄洪沖刷,施工單位可通過(guò)建立導(dǎo)流水工模型保證明渠導(dǎo)流的高質(zhì)量開(kāi)展;而導(dǎo)流隧洞則需要關(guān)注地質(zhì)條件、地形條件確定洞線,并盡可能應(yīng)用永久隧洞,如壓流為高速水流需注意水流滲氣,同時(shí)封堵體選型的合理性也直接影響其運(yùn)用質(zhì)量,這同樣需要得到相關(guān)設(shè)計(jì)人員、施工單位的高度重視。
表1 導(dǎo)流建筑物級(jí)別劃分表
為提升研究實(shí)踐價(jià)值,選擇了某地水利樞紐工程作為研究對(duì)象,該研究對(duì)象擋水建筑物為最大壩高156.0m的混凝土面板堆石壩,屬于1級(jí)建筑物、根據(jù)Ⅷ度地震設(shè)防,為滿足水利樞紐工程的順利施工需要,設(shè)置了兩個(gè)導(dǎo)流隧洞(右岸),導(dǎo)流隧洞間的距離為100m,兩個(gè)導(dǎo)流隧洞的洞長(zhǎng)分別為836.11m和770.5m,其中導(dǎo)流隧道的后半段與研究對(duì)象水利樞紐工程的永久泄洪排沙洞相結(jié)合,并采用了“龍?zhí)ь^”形式(下方為導(dǎo)流隧洞封堵位置),由此即可為機(jī)械設(shè)備運(yùn)用提供有力支持。
為保證隧洞導(dǎo)流技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用,具體施工前開(kāi)展了導(dǎo)流隧道圍巖的深入分析,具體分析結(jié)果如下:①1#導(dǎo)流隧道圍巖分析。該導(dǎo)流隧洞層面帶有4組裂隙且充填泥膜和方解石脈,深入分析可發(fā)現(xiàn)1#導(dǎo)流隧道巖石的干燥度較大。②2#導(dǎo)流隧道圍巖。該導(dǎo)流隧洞帶有3組裂隙,結(jié)構(gòu)面充填次生泥膜或具銹色,且隧洞軸線與巖層走向平行。結(jié)合導(dǎo)流隧洞圍巖特點(diǎn),施工單位開(kāi)展了針對(duì)性方法處理[3]。
導(dǎo)流隧道圍巖分析結(jié)束后,需結(jié)合封堵體抗滑穩(wěn)定的抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算導(dǎo)流洞封堵體長(zhǎng)度,由此得出了1#導(dǎo)流隧道圍巖、2#導(dǎo)流隧道圍巖的封堵體長(zhǎng)度分別為30m和38m,結(jié)合計(jì)算數(shù)據(jù)最終該工程最終選擇了瓶塞型封堵體用于1#導(dǎo)流隧道圍巖,且導(dǎo)流隧道混凝土內(nèi)襯后的內(nèi)徑需與瓶塞型封堵體的小頭一致,而2#導(dǎo)流隧道圍巖則選擇了柱體型封堵體。為滿足工程需要,選擇了C20、W8、F100的混凝土與“YEAH+Mg0”的雙摻低熱微膨脹混凝土,采用固結(jié)灌漿、灌漿孔排距、孔距、深度分別設(shè)置為2.5m、1.0~1.5m、8m(深入巖體)。為進(jìn)一步提升導(dǎo)流隧道施工重量,采用了直徑28mm、間距1.5m、排距1.5m、錨桿長(zhǎng)3.5~4.7m的錨桿用于封堵體底部埋設(shè),需保證錨桿在封堵體內(nèi)留有1m、深入巖體1m。
選擇了分層澆筑方式沿封堵體高度方向開(kāi)展施工,以此分為5層開(kāi)展?jié)仓┕で安捎昧寺裨O(shè)冷卻水管控制溫度應(yīng)力的方式,具體施工中需持續(xù)冷卻6h?;靥罟酀{環(huán)節(jié)需控制灌漿壓力處于0.3~0.5MPa以上,且在澆筑15d后開(kāi)展回填灌漿。為保證澆筑施工質(zhì)量,施工單位采用了將溫度計(jì)、滲壓計(jì)、測(cè)縫計(jì)、無(wú)應(yīng)力計(jì)埋設(shè)在封堵體中的監(jiān)測(cè)方式,由此發(fā)現(xiàn)了地溫高于混凝土內(nèi)部溫度的情況,因此通過(guò)立刻接縫灌漿(1.0MPa灌漿壓力),保證了澆筑施工的整體質(zhì)量。
上文提到了研究對(duì)象水利樞紐工程采用了導(dǎo)流隧洞與泄洪排沙洞結(jié)合的設(shè)計(jì)方式,因此施工單位在施工中重點(diǎn)開(kāi)展了二者結(jié)合處與封堵體之間的工程處理,這一環(huán)節(jié)采用了混凝土充填、回填灌漿的處理方式。此外,受2#導(dǎo)流隧道需要在汛前下閘影響,為保證該導(dǎo)流隧洞順利度汛,采用了添加臨時(shí)封堵體的應(yīng)對(duì)方式,經(jīng)過(guò)計(jì)算確定了臨時(shí)封堵體長(zhǎng)度為27m,同時(shí)設(shè)置膨脹止水條、應(yīng)用低微熱膨脹混凝土、使用外加劑,保證了混凝土性能可較好滿足臨時(shí)封堵體需要,研究對(duì)象水利樞紐工程的導(dǎo)流隧洞施工質(zhì)量也由此得到了更好保障。
綜上所述,導(dǎo)流施工技術(shù)能夠較好服務(wù)于水利工程建設(shè)。而在此基礎(chǔ)上,本文涉及的導(dǎo)流施工技術(shù)的合理選擇、導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)、某地水利樞紐工程隧洞導(dǎo)流實(shí)踐等內(nèi)容,則證明了研究具備的較高實(shí)踐價(jià)值。因此,在水利工程建設(shè)、導(dǎo)流施工技術(shù)相關(guān)的理論研究和實(shí)踐探索中,本文內(nèi)容可發(fā)揮一定參考作用。
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