摘要：在水利工程施工中，导流施工占有重要的地位。进行导流施工，需要消耗大量的施工材料，投入大量的人力与机械，还要掌握好江河流段各个时期的流量、流速。近年来，我国水利工程建设速度不断加快，导流施工的难度与复杂性也与日俱增。这就需要对导流施工技术展开认真的研究，本文将就此如何在水利工程施工中应用导流施工技术进行论述。
关键词：水利工程；施工；导流施工；技术；应用
近年来，各地水利工程建设不断加码。以江苏省为例，2019年全省水利工程建设投入超过100亿元，其中省属水利工程建设投入超过1.15亿元，国家专项规划建设项目投入超过30亿元。——在建造水利工程的施工过程中，为了创造必要的施工条件，并尽可能减少施工对于下游农业用水的影响，必须采取必要的措施，对江河流段各个时期的径流进行导、截、拦、蓄、泄，使径流按预定的方式、时间、地点，安全导向下流。这种施工统称为导流施工。从现阶段水利工程建设的实际情况来看，近几年各地导流施工的难度有所增大。因此，必须就导流施工技术及其在水利工程施工中的应用展开认真的研究。
一、导流施工
（一）准备相关资料
进行导流施工前，首先必须尽可能多地搜集、整理、研究各种相关资料。其中包括：水利工程坝址位置的水位流量关系曲线、该流段历年实测流量资料、洪峰历时过程及其特征资料、历史洪水调查资料、水利工程水位容积曲线、当地历年降雨记录、各种降雨强度统计日资料、当地常见暴雨中心、雨强、时空分布、一次暴雨天数，当地冰凌、雨雪、冰雹特征资料，该流段、流域的泥沙资料，当地气温、风力、风向等资料，施工现场地形图、河床纵断面图、施工现场所在地段横剖面图、施工现场地质图、地质纵断面图、地质横剖面图、施工现场地下水分层、埋深、水源补给、水的化学性质等各种资料，施工现场透水岩层的分布、厚度、渗透系数、摩擦系数等数据；施工现场各岩层的层位、变化，互层，夹层等资料；还必须掌握该流段剩余河床的通航季节、通航船舶及其吨位、吃水深度、数量、运行组织情况、引航允许流速。除此以外，还要搜集水工枢纽总体布置图，各水工建筑物结构图、各水工建筑物的纵剖面图、横剖面图，挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物等建筑物的地基处理要求、开挖深度、范围及与岸坡连接方式的图纸及资料，以及施工现场附近建筑材料的产量、分布、开采条件、运输条件、施工现场的交通条件、水电供应情况，等等。
（二）确定导流标准
水利工程建设需要投入大量资金，如果导流施工选择的标准过高，则会延长施工工期，提升工程造价；如果导流施工选择的标准过低，又会影响水利工程施工的安全。因此，必须根据水利工程施工项目的设计要求以及现场的实际情况，合理确定导流标准。
通常来说，如果水利工程项目属于一级工程，则其临时性土石建筑物必须可以经受30～50年一遇的洪水，其临时性混凝土建筑物必须可以经受10～20年一遇的洪水；
如果水利工程项目属于二级工程，则其临时性土石建筑物必须可以经受20～30年一遇的洪水，其临时性混凝土建筑物必须可以经受5～10年一遇的洪水；
如果水利工程项目属于三级～五级工程，则其临时性土石建筑物必须可以经受10～20年一遇的洪水，其临时性混凝土建筑物必须可以经受3～5年一遇的洪水。
（三）进行导流施工
进行导流施工，必须根据现场的具体情况采用不同的导流方法。
3.1分段围堰法
如果施工现场的河床较宽、流量较大、水利工程项目施工周期较长，可采用分段围堰法。分段围堰法，指的是在水工建筑物外围设置围堰，进行分期围护。采用分段围堰法，必须详细计算河床的束窄程度、围堰与基坑所占的过水面积，原河床的过水面积、束窄段河床的平均流速、导流设计流量等数字。
采用分段围堰法，可采用两种导流方式。第一种，底孔导流：在水利工程混凝土坝体内部修好若干个临时底孔或永久底流，让江河径流通过这些底孔宣泄到下游。若采用临时底孔，必须在水利工程项目竣工前夕封堵底孔。临时底孔的尺寸、数量、位置均须通过水力学计算决定。采用底孔导流对挡水建筑物施工不会造成较大的影响，有利于保障施工工期。但采用底孔导流会消耗较多的钢材，费用较高；假如底孔封堵不彻底，还有可能影响坝体的安全；因此必须慎重行事。
第二种，坝体缺口导流：如果水利工程项目属于大体积混凝土坝，可在未建成的混凝土坝体上预留缺口，供主汛期的洪峰顺利通过。等到汛期结束、洪峰通过坝体后，再加快坝体施工进度，补上缺口。采用坝体缺口导流，施工比较简单。采用坝体缺口导流，需要根据导流设计流量、泄水建筑物结构特点、泄水能力精确计算预留缺口的宽度与高度。
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3.2全段围堰法
全段围堰法，指的是在水利工程项目所在河床的上下游各建一道围堰并布置临时泄水道，使江河径流经过河床以外的临时泄水道下泄；待水利工程主坝体建成后，再对临时泄水道进行封堵。
采用全段围堰法，可采用三种不同的导流方式。第一种，隧洞导流：在河岸中开挖隧洞，在基坑上下游各修筑一道围堰，江河径流经过隧洞下泄。隧洞进口必须与江河上游水流相接，隧洞出口必须与江河下游水流衔接，隧洞与江河主流的夹角应保持在30°左右。
第二种，明渠导流：在河岸上开挖渠道，在基坑上下游各修筑一道围堰，江河径流经渠道下泄。明渠进口与江河上游水流衔接，明渠出口与江河下游水流衔接，明渠进出口与上下游围堰之间应保持50～100米的距离，明渠转弯半径应超过渠底宽5倍以上。
第三种，涵管导流：在河岸枯水位以上的岩滩布置涵管，而后在河床上下游修筑围堰，使江河径流经涵管下泄。涵管导流法适用于导流量较小的河流。
二、在水利工程施工中应用导流施工技术
下面，我们将结合某水电站建设实例，来论述如何在水利工程施工中应用导流施工技术。
某水电站，设计蓄水位超过300米，设计库容为4000万立方米，死水位为320米，该项目应抵御50年一遇洪水。坝体最高达44米，坝体长度超过310米，坝体属于混凝土重力坝。施工现场年均降水量超过1200毫米，每年4月～8月为主要降水期。每年4～8月为汛期。每年9月～次年3月为枯水期。在枯水期，河水流量可降至108立方米/秒，在主汛期，河水流量可超过3700立方米/秒。河床上覆盖着2～4米厚的砂卵砾石，左岸坡角接近30°，右岸坡角在40°左右。
在详细分析、研究河道、流域情况、气象、坝址径流等基础资料后，决定采用全段围堰法。设计导流流量为1400立方米/秒，导流时段为10月～次年5月。上游围堰的设计高程为304米，上游水位控制在303米左右；下游围堰的设计高程为301米，下游水位控制在300米左右。砂卵砾石覆盖层开挖量应达到10042立方米，水下土石开挖量须达4075立方米，土石填筑量须达54827立方米，水下混凝土浇筑量须达4787立方米，常态混凝土浇筑量须达18882立方米，土石拆除量须控制在54827立方米以下，混凝土拆除量须控制在23669立方米以下。
施工方案设计完毕后，组织施工人员、施工机械进行施工作业。共投入2台挖掘机、1台装载机、16台自卸汽车、2台推土机与24名钻机工、4名挖掘机司机、2名装载机司机、4名推土机司机、48名汽车司机、4名空压机工、3名安全督导员、20名普工、10名管理人员。
第一步，进行水下混凝土施工，使用挖掘机挖开砂砾石覆盖层；然后使用自卸汽车，将三种钢模板运至现场进行吊装沉放（钢模板尺寸分别为3×4米，3×3米，3×2米）。模板就位后，采用导管法浇筑水下混凝土，导管内径为20厘米，每节导管长1～2米。
第二步，进行截流施工，组织自卸车辆向河道倾倒石料，进行截流。为确保施工作业连续进行，对施工道路进行拓宽（路面宽度超过8米）。
第三步，进行围堰施工。在对场地进行平整后，铺设轨道，引导钻机就位。测定孔位，对基岩开钻，深度达0.5米，然后引导高喷灌浆台车就位，放入三重高压喷浆管进行高压喷射灌浆。最后回填封孔。
钻机进行钻孔作业时，采用经纬仪确定中心轴线，中心轴线误差必须小于5厘米，成孔偏斜率必须在1.5%以下。在进行高压喷射灌浆时，使用强度等级为32.5MPa的水泥，高压水压力控制在33MPa～37MPa之间，水量控制在每分钟75升～每分钟120升之间，风压力控制在0.7MPa左右，风量控制在每分钟1立方米～每分钟1.2立方米之间，泥浆泵压力控制在1MPa～2MPa之间，流量控制在每分钟80升～每分钟100升之间，提升速度控制在每分钟8厘米左右，旋转速度控制在每分钟8转左右。
本次围堰施工在预定工期内结束，围堰质量良好。
三、结束语
总之，导流施工，是水利工程施工必不可少的重要环节。水利工程建设单位应当根据水利工程项目的具体情况，选择适宜的导流施工技术，并灵活加以应用，以确保导游施工的质量。
参考文献：
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【3】柳伟.简析水利工程建设中施工导流技术的应用【J】.中华建设，2017（09）.
【4】窦维军.水利工程施工导流及围堰技术的应用分析【J】.河南建材，2018（06）.
论文作者:王海涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：围堰论文; 水利论文; 底孔论文; 建筑物论文; 江河论文; 径流论文; 河床论文; 《基层建设》2019年第27期论文;