魯 軍 劉 城 嚴(yán) 彬
(南京市水務(wù)建設(shè)工程有限公司,南京 210000)
導(dǎo)流和截流技術(shù)的利用主要是為了改變施工區(qū)域的水文環(huán)境以及水流狀態(tài),以此提供良好的施工環(huán)境。在利用導(dǎo)流和截流施工基礎(chǔ)的過(guò)程中,主要是為了將水流設(shè)置在施工區(qū)域以外的范圍。具體要點(diǎn)如下:第一,必須確保施工區(qū)域不存在水流;第二,要避免截流后水體對(duì)農(nóng)田以及周邊生態(tài)環(huán)境造成不利影響,比如在截流過(guò)程中可能出現(xiàn)水流外溢情況,所以需要高度重視;第三,要避免造成環(huán)境污染問題,在水利工程建設(shè)過(guò)程中使用大量建筑材料和機(jī)械設(shè)備,會(huì)造成一定環(huán)境污染問題,這就要求施工單位切實(shí)做好管理措施,合理利用河流內(nèi)部的水源,做好入水口和排水口設(shè)計(jì),以此為截流墻建設(shè)提供保障,減少環(huán)境污染。
當(dāng)前我國(guó)水利工程建設(shè)過(guò)程中截流和導(dǎo)流施工問題主要體現(xiàn)在如下方面:其一,前期勘察工作存在問題。在截流和導(dǎo)流施工之前必須全面分析地質(zhì)環(huán)境、水文情況,進(jìn)而為施工方案制定和技術(shù)利用打下基礎(chǔ),不過(guò)一些施工單位未能做好前期勘察工作,由此造成設(shè)計(jì)方案缺乏合理性。比如出現(xiàn)水流沖回截流面情況;其二,施工技術(shù)操作不規(guī)范。一般情況下,導(dǎo)流截流施工必須考慮到工程量,施工所涉及的環(huán)節(jié)偏多,要求在施工期間明確分工,合理利用施工方法。然而一些技術(shù)人員未能加強(qiáng)技術(shù)把控,或者施工單位未能明確施工標(biāo)準(zhǔn),由此導(dǎo)致水利工程建設(shè)后期出現(xiàn)滲漏甚至坍塌情況,嚴(yán)重威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
當(dāng)前我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模普遍較大,而一些水利工程施工環(huán)境較為復(fù)雜,由此造成水利工程施工工期偏長(zhǎng),要求在施工前期對(duì)河流水源合理導(dǎo)流,以此避免受到截流面影響導(dǎo)致水位上升威脅農(nóng)業(yè)發(fā)展以及城市建設(shè),這就要求施工單位科學(xué)制定導(dǎo)流施工措施,切實(shí)做好施工安全管理以及防止施工污染問題。具體說(shuō)來(lái)包括以下兩個(gè)方面。
在水利工程項(xiàng)目建設(shè)期間,導(dǎo)流技術(shù)的利用十分關(guān)鍵,其主要作用在于通過(guò)引流降低截流面壓力,并且還能提升水利工程的安全性。在實(shí)際施工過(guò)程中需要注意以下問題:首先,要求技術(shù)人員具有專業(yè)能力。由于水利工程建設(shè)前期需要勘察地質(zhì)和水文條件,然而地下水環(huán)境隨時(shí)變化,要求技術(shù)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn),合理利用相關(guān)儀器和設(shè)備勘察水文環(huán)境,以此避免出現(xiàn)突發(fā)事件;其次,要保證前期勘察工作質(zhì)量。這一環(huán)節(jié)主要是加強(qiáng)數(shù)據(jù)的采集和分析,并圍繞相關(guān)數(shù)據(jù)制定施工方案,合理選擇施工材料,最終保證水利工程建設(shè)的順利開展;最后,根據(jù)實(shí)際情況選擇導(dǎo)流方法,比如一次性導(dǎo)流施工工期較短,而分期導(dǎo)流由于需要分階段導(dǎo)流施工工期更長(zhǎng)。從施工費(fèi)用角度講,一次性導(dǎo)流施工所需費(fèi)用較低,而分期導(dǎo)流由于施工階段較多,導(dǎo)致成本費(fèi)用支出偏高,所以多數(shù)中小型水利工程會(huì)利用施工工期短、費(fèi)用更低、維護(hù)周期較短的一次性導(dǎo)流技術(shù),由此減少管理成本。相比之下,分流導(dǎo)流技術(shù)主要用于水壓較大的大型水利工程項(xiàng)目當(dāng)中,可以確保整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的安全性。此外,如果水流較為湍急,一般會(huì)優(yōu)先選擇分流導(dǎo)流技術(shù),要求施工單位結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)選擇,如圖1所示。
圖1 某水利工程導(dǎo)流施工
在導(dǎo)流工程施工期間需要合理選擇導(dǎo)流時(shí)段,盡管前期施工單位和技術(shù)人員對(duì)水文地質(zhì)和氣候進(jìn)行全面勘察,不過(guò)在施工期間依然可能受到外界因素的影響。比如施工期間突降大雨導(dǎo)致水位升高,施工流域流量加大,而導(dǎo)流施工難度隨之增加,甚至對(duì)施工人員安全構(gòu)成威脅,這就要求在水利工程施工期間密切關(guān)注施工區(qū)域以及流域周邊的天氣情況,進(jìn)而確定河流上游水量,選擇更加保險(xiǎn)的導(dǎo)流施工技術(shù)。需要說(shuō)明的是,在導(dǎo)流施工的整個(gè)過(guò)程中都需要開展好排水工作,不僅要考慮到自然因素,還要綜合考慮人為、經(jīng)濟(jì)等相關(guān)因素,將各項(xiàng)因素綜合考慮,確保方案的可行性。因此,通常施工單位需要模擬施工情況,在導(dǎo)流項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)過(guò)程中確定擋水時(shí)間。從該角度講一般劃分為全年擋水以及枯水期擋水,在選擇導(dǎo)流方式的過(guò)程中主要分析河流水位高低、河流流量大小等因素,如果水位變化幅度較大需要采取圍堰的方法解決,而枯水期施工單位可適當(dāng)降低擋水高度。
該技術(shù)在水利工程中有著明顯優(yōu)勢(shì)也存在著不足。具體說(shuō)來(lái):爆破截流技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于截流速度快、時(shí)效性高。在交通環(huán)境不佳、巖層堅(jiān)硬等條件下施工效果明顯,并且在施工期間該技術(shù)可對(duì)周邊巖層和土體造成巨大沖擊,以此達(dá)到快速合龍的目標(biāo)和渠道擋水的效果,等水位下降后再讓塊體投向水中并將龍口封閉。整體看來(lái),該技術(shù)所投入人力以及機(jī)械設(shè)備較少,之后對(duì)滲漏區(qū)域以及承壓能力交叉區(qū)域修復(fù)即可,如圖2所示。
圖2 爆破截流技術(shù)圖示
不過(guò)爆破截流技術(shù)依舊存在其缺陷,主要表現(xiàn)為在爆破期間可能會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響,還可能破壞周邊生態(tài)環(huán)境,而爆破之后的殘留物也會(huì)對(duì)水體造成污染。通常爆破后的截流面會(huì)導(dǎo)致滾石頻繁滑落,難以掌握截流方向,所以一般在施工結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)難度較大。整體看來(lái),爆破截流技術(shù)的利用需要注意以下方面:第一,是充分考慮周邊生態(tài)環(huán)境,避免出現(xiàn)環(huán)境污染問題;第二,要求在河流下游采取爆破截流技術(shù),以此達(dá)到良好的截流效果;第三,要求施工單位密切關(guān)注天氣和施工區(qū)域降水情況,避免導(dǎo)致滲水強(qiáng)度增大。
下閘截流技術(shù)是瞬時(shí)截流技術(shù)的一種,在人工修建的泄水道使用較多,在沖擊壓力較大的河段中利用下閘截流技術(shù)可臨時(shí)性截?cái)嗨?,進(jìn)而釋放河流壓力,確保在高壓環(huán)境下順利施工。施工期間可以把閘墩修在泄水道中,之后可以起到下閘截流作用。
盡管該技術(shù)在水利工程截流施工中利用較少,不過(guò)在地形復(fù)雜以及水流較深區(qū)域該技術(shù)作用十分顯著。在施工期間可利用大型石塊填充料,在科學(xué)計(jì)算后對(duì)截流區(qū)域拋投,所以說(shuō)關(guān)鍵在于施工單位分析拋投區(qū)域?qū)嶋H情況,然后根據(jù)合同位置確定拋投范圍,該技術(shù)利用所需資金較少,不過(guò)使用大量填充料也會(huì)污染水源,甚至對(duì)生態(tài)鏈造成破壞。因此該技術(shù)普遍用于小型水利工程或者周邊環(huán)境已經(jīng)受到污染的區(qū)域。
一方面,把截流戧堤建立在和床的一端或者兩側(cè),以此促進(jìn)河床逐漸變窄。當(dāng)河床某個(gè)時(shí)間段出現(xiàn)過(guò)水?dāng)嗝嫘枰邶埧谖恢猛V固钪?,然后采取加固措施。并且?duì)戧堤進(jìn)行防沖保護(hù);另一方面,科學(xué)選擇堵截時(shí)刻,保證戧堤合龍同時(shí)要對(duì)戧堤進(jìn)行防護(hù),避免出現(xiàn)滲漏問題。在截流操作過(guò)程中主要施工工序?yàn)榻?、護(hù)底、合龍,在此基礎(chǔ)上對(duì)戧堤進(jìn)行墊高和墊厚施工,也就是開展圍堰施工。截流操作過(guò)程中由于無(wú)需進(jìn)行浮橋搭建,所以施工流程得到簡(jiǎn)化,由此減少了人力物力的投入,可以帶來(lái)良好的建設(shè)效益,目前立堵截流技術(shù)在諸多水利工程中得到利用,如圖3所示。
圖3 立堵截流施工技術(shù)
該施工技術(shù)就是根據(jù)龍口寬度進(jìn)行全線拋投施工,拋投的材料向上移動(dòng)直到在水體中浮出,需要讓浮橋安裝到龍口上部,之后進(jìn)行合龍操作。這種截流技術(shù)可沿著龍口寬面均勻拋頭,不管是單寬流量還是流速較小情況,單拋少量材料即可,不過(guò)對(duì)拋頭的強(qiáng)度、速度有著較高要求,在操作期間還要求河道兩側(cè)不可通行的船舶,以此確保水域的平穩(wěn)性,避免河道水運(yùn)受到干擾。在利用平堵法截流施工的過(guò)程中不可操之過(guò)急,必須根據(jù)工程實(shí)際特征把握施工流程。
綜上所述,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中,水利工程建設(shè)起到了保障群眾安全,促進(jìn)地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用,為了真正發(fā)揮水利工程防洪、灌溉、發(fā)電等作用,需要在水利工程建設(shè)前期合理利用截流和導(dǎo)流技術(shù),進(jìn)而全面提升水利工程的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中也需要施工單位制定完善的管理制度,合理進(jìn)行技術(shù)選擇,進(jìn)而延長(zhǎng)水利工程的使用年限。