新疆阿克蘇地區(qū)水利局,新疆 阿克蘇 843000
為高效保護我國水資源,提高水資源的利用率,水利工程項目建設規(guī)模逐步擴大,施工技術得到不斷創(chuàng)新,工程施工效率也不斷提高。導流施工技術作為水利工程施工的典型技術類型之一,為保障水利工程建成后的功能發(fā)揮提供了技術支撐。在實際項目管理的過程中,施工技術管理人員應深入研究導流施工技術,明確導流施工技術的應用價值,為科學施工提供堅實基礎。
某發(fā)電站位于某流域的中上游,距離市中心7.2km。原大壩建筑結(jié)構形式為5跨連拱壩體,壩頂高程達246.36m,壩底高程達230.49m,最大的壩高可達8.89m,大壩整體為溢流壩,連拱壩結(jié)構與地面廠房之間連接形式為沖沙底孔,孔體結(jié)構的直徑為1.2m,沖沙底孔結(jié)構已經(jīng)全部呈現(xiàn)出淤堵的狀態(tài),并且使用的難度較大。船閘排水系統(tǒng)結(jié)構遭到破壞,不能夠正常工作。經(jīng)過改造,該水電站不但改善了水生態(tài)環(huán)境,而且成為集發(fā)電、旅游和航運等綜合效益于一體的水利工程。該水電站多年來的平均發(fā)電量可達到8690萬kW·h,改造后的工程規(guī)模為中型。其中水電站的樞紐建筑為永久性建筑,如大壩、溢洪道等建筑物,結(jié)構建筑等級為3級;其他建筑物如電站的廠房等,按4級建筑物設計;臨時建筑物設計為5級。該項目在施工過程中無通航需求。
(1)導流施工方式的明確。明渠導流布置模式主要有兩種,即灘地上和岸坡上的布置,依據(jù)導流的時間可將導流的過程合理劃分為同一時期的導流和分期導流。在該項目工程中,導流上游圍堰結(jié)構為原混凝土連拱壩體系,縱向位置圍堰主要為原右岸船閘左側(cè)的導墻結(jié)構體系,下游結(jié)構為土石圍堰,導流的具體施工方式為右岸導流明渠施工。
如果河床的覆蓋層較深或者壩址的河床結(jié)構較淺,分期導流實施過程相對困難。通暢情況下,可選取明渠導流形式,針對以下幾種情況進行導流施工:①河床沿著古河道、埡口或者臺地面相對較寬的位置;②地質(zhì)條件不容許使用隧道挖洞進行導流;③施工過程中有過木、排冰及通航等要求;④工期緊張。
(2)導流施工技術標準和時間段的選取。導流標準的設置要按照導流建筑物的建筑級別、建筑洪水的標準等參數(shù)進行測定。在該項目工程中,將導流建筑物的級別劃分為5級建筑物,施工洪水標準按照枯水期5年一遇。在導流段選取的過程中,需要對主體建筑物的建筑形式、導流的過程和施工進度等因素進行分析,所選取的導流施工時間段為當年11月至次年3月,對應的導流流量為422m3/s。該項目地區(qū)某水文站1日最大洪峰流量統(tǒng)計(當年11月至次年3月)如表1所示。
表1 該項目地區(qū)水文站1日最大洪峰流量統(tǒng)計表(當年11月至次年3月)
(1)底部導流技術應用管理。底孔導流施工技術是導流技術的重要組成部分,主要以水利工程混凝土壩體結(jié)構為基礎,將混凝土壩底空腔結(jié)構完全排水,達到導流的施工效果。此技術的應用難度相對較低,成本也較低,能夠達到良好的引水效果,對于下一環(huán)節(jié)水利工程的實施具有積極意義。此類型導流施工技術可以有效地減少水體對混凝土結(jié)構的沖擊,提高壩體結(jié)構的穩(wěn)定性和強度,延長壩體結(jié)構的使用壽命。
(2)明渠導流技術應用管理。明渠導流技術的應用需要利用河岸或者河灘修建對應渠道,在基坑的上下游建設圍堰結(jié)構,并通過渠道將水排入水系中。此類型導流施工技術可應用于緩坡河流、寬闊的河灘等,主要涉及導流軸線、進出口點位的布置。如果項目周邊存在較多老舊的水路系統(tǒng),則應先完善,然后再回收利用,以此降低施工成本。但明渠導流施工技術局限性大,僅適用于水利工程施工建設過程中正在實施的航運、破冰等情況,對施工進度的要求高。在壩床較窄的區(qū)域,使用分段導流施工技術的難度相對較大,這時可使用明渠導流施工技術。如果施工技術團隊的施工經(jīng)驗不足,或者存在設備缺乏的情況,可使用明渠導流施工技術解決施工過程中遇到的難點問題。但是當河床結(jié)構處存在埡口,需要引入大流量區(qū)域時,則不可以使用明渠導流。
(3)隧洞導流施工技術應用管理。由于該水利工程現(xiàn)場施工位置復雜,施工環(huán)境也相對復雜,施工技術人員應在施工前做好勘察工作,明確是否需要使用隧洞導流技術對阻礙施工進展的情況進行排除。隧洞導流施工技術應用的難度相對較大,導致施工成本顯著增加,在地形不允許的條件下,施工方應慎重考慮,可選擇使用其他技術方案替代。在實際工程施工的過程中,施工技術人員要按照河床區(qū)域是否已經(jīng)開通水源,決定是否開展有效的隧洞引水作業(yè),避免出現(xiàn)意外事故,影響水利工程的施工質(zhì)量和施工進度。在分析水利工程隧道內(nèi)部結(jié)構的分流現(xiàn)象時,要保證選裝質(zhì)量的合理化,并依據(jù)要求設定隧洞的實際長度,確保長度的科學合理。此外,在施工作業(yè)的過程中,應清楚周邊巖石厚度、間距,提高受力穩(wěn)定性,使施工作業(yè)符合相關技術標準。
在導流施工技術應用環(huán)節(jié),首先,需要充分結(jié)合水利工程現(xiàn)場實際情況,科學分析施工前勘察得到的各項技術指標,選取有用的指標,保障導流施工技術應用具備針對性,這對提升其使用價值具有積極意義。其次,在具體工程實踐的過程中,應綜合化、全面化地構建完整的管理機制,按照分層施工標準,明確施工技術規(guī)范,確保所有的施工技術應用都符合相關規(guī)范要求。最后,合理評估導流施工成本,確保導流施工在提質(zhì)增效的基礎上不斷地壓縮成本,提高生產(chǎn)質(zhì)量。
導流施工是一種復雜程度相對較大的工程,為了在不降低施工質(zhì)量、不提高施工成本的情況下簡化施工環(huán)節(jié),應創(chuàng)新導流施工技術,重視導流施工技術的應用成果,加大導流施工技術研發(fā)上的投入,必要時可全面引入全新的施工技術體系,融合信息技術。例如,借助虛擬技術對水利工程施工過程中存在的相關問題進行判斷,及時做出整改方案,在加快施工進度的同時,明確導流施工技術方案的相關內(nèi)容。
導流施工技術相對復雜,因而必須對施工技術人員進行專業(yè)程度更高的培訓工作,提高專業(yè)技術人員的施工素質(zhì),全面優(yōu)化技術人員的職業(yè)素養(yǎng)。尤其是在施工前的勘察設計階段,要做好現(xiàn)場施工勘察,并詳細地進行論證和分析,如水量的預測、導流施工技術的應用等。只有明確參數(shù),才能夠提高施工技術應用的精度。
綜上所述,在水利工程中應用導流施工技術時,應在施工之前進行合理的勘察作業(yè),明確各項施工技術的應用參數(shù),從而優(yōu)化導流施工作業(yè)流程,提高導流施工技術在具體水利工程施工中的應用質(zhì)量。