山东水利工程总公司 山东济南 250000
摘要:在水利工程项目建设中,在水利工程施工中,为了能使河道水流进行堵截,从而向预定通道进行流向的工程措施则称之为截留。水利企业在新时期背景下充分全面地认识了截流施工必要性,并对截流的施工技术进行认真研究。在水利工程中存在多种多样的截留方法,且容易受到实际情况及环境因素的影响。所以,有效措施的运用能够使水利工程截留施工水平得到提升,通过使截留难度减少,实现截留施工质量保障的目的。
关键词:水利工程;截留技术;施工工艺
1水利工程中常见的截留方法
1.1立堵截流法
立堵截流是在两岸或一岸采用截留材料向河床内抛投实施进占,逐渐束窄,知道河床全部断流。立堵截流无需对浮桥或栈桥进行架设,具有简单的截留装备,投资较少,然而,随着戗堤进占,河床会逐渐束窄,有较大的龙口流速存在,且由于不均匀的流速分布,应对较大重量的块体进行利用。狭窄的戗堤头端部场地会对自卸汽车抛投强度产生制约,从而对进占速度造成影响。立堵主要包括单戗、双戗、多戗及宽戗。
1.2平堵截流
在河床中对浮桥和栈桥进行预先架设,由汽车将截留材料向浮桥或栈桥上运入,并抛入水中,逐层均匀地抛填上升,直至抛出水面,而使河道全部断流。平堵截流有较小的龙口流速存在,且分布均匀,能够对单个重量较小的截流材料进行运用;在浮桥或栈桥上,自卸汽车进行全线截流材料抛投,可加大对抛投强度及施工速度。但在通航河道上对浮桥实施架设或修建栈桥,会直接影响航运,导致工程量增加。通常情况下,平堵在浮桥、栈桥及缆道等工程中的应用较多。
1.3平立堵截流法
作为一种先期垫高或河床护固,平立堵是在大流量和高落差减轻的条件下进行截流的方法。
1.4立平堵截流法
首先运用立堵法进行进占,形成龙口,然后采用平堵合龙进行施工。
2 施工前的准备
2.1确定截流时间
在确定截流时间时,应从以下几方面内容进行充分考虑:
1)将导流泄水工程是否满足泄流标准进行确定;
2)截流之前,确定是否清除河道内的泄水道内围堰及其他障碍物;
3)在截流确定之后汛期前是否存在时间进行施工;
4)确保所选定的截流日期能使通航的影响降到最低。另外,还应通过记录过去的水文数据的参考、技术人员的评估总结以及当年实际的气候状况对截流日期进行确定,从而对施工进度实施设计。
2.2确定截流设计流量
在对截流设计流量标准进行选取时,所选取的对象应有针对性地对某一确定截流实践进行设计截流流量。设计流量时应与施工地点的气候及水文等各种环境特点相结合进行。一般都会采用水文气象预报修正等方法来确定设计流量。通常应与工程重要性的大小对截流时段重现期进行选取,或运用其他方法实施确定。在流量确定中,频率法作为一种常用方法,与已经确定的截流时段相结合,对其中的一定频率进行选取,使其作为设计流量。结合规定要求,截流设计标准除了频率法以外,还有较多工程是通过资料的实测分析法进行确定的。通常情况下,该方法在水文资料系列场得到应用,且河道处于水文稳定状态时。对于预报法进行分析,现阶段,一般可靠的预报期较短,且与初设不适用,在截流前夕,会出现根据预报流量对设计实施适当修改的可能。对于较大截流施工设计而言,通常会以流量为主,进而对大小流量会出现的概率进行分析,根据几个流量对模型的试验并计算截流进行研究。对于深槽和浅滩的河流而言,当浅滩上布置有分流建筑物时,则应重点对截流产生的不利影响进行研究。
2.3确定龙口的位置和宽度
在截流戗堤的轴线上对龙口进行设置,结合两岸与河床的地形、水运状况、地质以及其他相关数据的分析,确定戗堤的轴线。一旦戗堤轴线确定,则表明龙口的位置已经确定。一般应将龙口位置设置在宽阔环境内,便于大量施工材料在场地内储存,同时对来往车辆的运输产生便利,进一步满足交通运输的便捷。在对地质进行选择时,应与覆盖层较薄的龙口位置的需求得到满足,准备好天然保护设施,使得水流的冲击得到明显降低,从而提升使用寿命。从水利条件方面进行分析,应在正对主流处设置龙口,为洪水的大量泄流提供便利,进一步提升工程的安全性能。在确定龙口的宽度时,应与戗堤束窄河床后所形成的水力条件、截流期同行河流的安全以及龙口底部和两侧裹头部位的冲刷影响进行充分考虑。
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3 水利水电施工中截流技术的应用
3.1截流材料的应用
通常情况下,运用的截流材料主要包括粘土闭气料、填筑料以及大块石等。戗堤填筑料主要运用的是临时堆存的大坝开挖料,料场补足;粘土闭气料则是对料场覆盖层开挖料进行运用;大块石的选用是从左右岸石方爆破料中选取,与截流抛投材料的需要相满足。在大坝下游处对大坝开挖的填筑料进行临时堆存,同时提高上料强度,使戗堤填筑强度的需要得到满足。粘土闭气料是对覆盖层开挖料进行利用实施直接上料填筑。在左岸戗堤施工平台上对选取的大块石进行临时堆存,对抛投提供便利。
3.2截流工艺的应用
1)爆破截流施工
若坝址位置峡谷地区,且存在坚硬岩石、交通不便、岸坡陡峻以及运输设备缺乏时,可对定向爆破截流方法进行运用。为了使大量材料在合龙关键时刻瞬时抛入龙口,从而实现封闭,不仅应对定向爆破岩石进行使用,而且还应在河床上对巨大的混凝土块体进行预先浇筑,当合龙时运用爆破法炸断支撑体,使块体向水中落入,封闭龙口。然而,虽然爆破截流可以对瞬时巨大抛投强度进行运用碎石水流节断,但由于瞬间抛投会存在较大强度,材料入水时会有较大的挤压波产生,巨大的波浪可能会破坏已经修好的戗堤,从而引发下游可到出现瞬时断流。其次,对定向爆破岩石进行施工时,还应对个别飞石距离、地震和空气冲击波的安全影响距离进行校核。
2)下闸截流施工
人工泄水道的截流,一般先在泄水道内对闸墩进行修建,最后实施下闸截流。在天然河道内,有条件的也可对流闸进行设置,最后截流下闸。某地区泄流道就曾对该方式进行运用,下闸时最大落差控制在7.08m。经过30多个小时完成施工。
3)抛投块料截流施工
在我国,运用最多的截流方法则是抛投块料截流,在各种情况下都能适用,特别是在大落差、大流量的河道上进行截流。该方法是在龙口位置对人工块体或石块进行抛投,实现水流堵截的作用,使得河水通过倒流建筑物下泄。根据不同的投抛合龙方法,投抛块料截流的运用主要包括:平堵、立堵以及混合堵三种。首先应在龙口对栈桥或浮桥进行建设,通过自卸汽车或其他运输工具进行块料的运输,沿龙口前沿进行投抛,先对小料进行投入,根据流速的增加,逐渐对大块料进行抛投,使堆筑戗堤在水下均匀地上升,直到与水面高出即可。通常情况下,与立堵法进行对比,平堵的单宽流量和最大流速都较小,水流条件良好,能够使龙口基床受到的冲刷减小。因此在易冲刷的地基上截流较为适用。
4水利工程截流控制的要点
4.1分流量加大,使分流条件得到改善
对合理导流结构截面尺寸实施确定,作为断面标高形式。对下游引航道开挖爆破和下游围堰结构进行注意,作为截流提升的关键环节。通过实践可以看出,由于水下开挖相对困难,通常存在不足的上下游引航道规模,或回水对剩余围堰产生影响,大大增加了截流落差,施工中会有较多问题出现。当存在不足的永久溢洪道尺寸时,可对合闸或其他类型的泄洪分流建筑物实施专门修建。当门挡水闸完全关闭之后,即可将截留施工完成。
4.2龙口水力条件的转变
在截流施工黄总,水文落差会小于3.0m,通常不会有较差现象产生,但当落差超过4.0m时,若运用单戗堤截流都会由于较少流量比而完成施工。对较大载流量进行施工时,会大大增加单戗堤截流的困难,此时多数工程为了将落差分散而对双戗堤、三戗堤或宽戗堤进行运用,从而实现截流任务的有效完成。
4.3投抛料稳定性的增大,使块料流失减少
通常情况下,该情况是对大型构架、葡萄串石以及异型人式投抛体进行运用,或运用比重大的矿石、投抛钢构架等,并将其作为骨料实施稳定,或在龙口下游、与戗堤轴线平行的位置对一排拦石坎防止块料的流失进行设置,使抛料的稳定得到保障。
5结论
综上所述,水利工程在近年来被重点关注,进一步提升水利工程的质量。但水利建筑工程技术及应用研究存在极为重要的意义。特别是研究分析工程中的截流和施工技术,对整个工程产生不可忽视的作用。所以应不断开展学习和研究,并对整个工程全方位的控制及加强管理,促使整个工程的建筑施工质量得到有效保障。
参考文献:
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[3]夏永生,吴秀荣.截流工程应注意的问题及对策[J].水利天地,2010(6).
论文作者:陶传立
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/21
标签:龙口论文; 流量论文; 水利工程论文; 栈桥论文; 河床论文; 浮桥论文; 工程论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;