摘要:现代水利水电工程项目种类繁多,项目难度也更加高,科技含量增加。导流和围堰技术在水利水电施工中得到了广泛应用,能够对闸坝工程进行调整和修复,技术人员要树立安全保护意识,明确导流和围堰技术的基本特征,对各项质量问题进行研究分析,能够将各项损失降到最低程度,有利于确保水利水电施工的安全性和可靠性,创造更高的经济效益。本文将对导流和围堰这两项技术的特点和具体应用形式进行了详细论述并提出了相关参考建议。
关键词:水利水电;导流;围堰;技术应用
引言
水利水电工程施工是一项复杂的操作过程,为了确保整个工程的安全性能,水利水电企业部门大多会采用施工导流技术和围堰技术,防止在施工过程中出现水流蓄、泄问题。围堰技术的应用是为了进一步确保水利水电施工质量,在河道修复过程中充分发挥围堰技术的作用,这两项技术是相互关联的,有利于提高水利水电工程施工的安全运行。
1、水利水电施工中施工导流和围堰技术的简要概述
1.1施工导流
在水利水电工程中,施工导流通常是在一个固定的水域中进行的,为了营造一个更好的能够在干地上进行施工作业的条件,采用施工导流的方式将水排放出去,让水流流到下流区域中,尤其是在进行闸坝工程施工的过程中,经常会应用到这一工程措施。在对导流方案进行选择的过程中,应该意识到这与施工具有十分紧密的联系,只有做好周密的施工计划,才能制定出合适的导流方案,这样才能让工程更加顺利的进行,同时也能保证工程的质量以及安全性。在施工导流的过程中,大致上可以将其分为三个不同的阶段:第一个阶段是初期的导流,主要是进行围堰挡水,在这一阶段中是从河床开始截流,一直将其截流到围堰高程以阶段。第二个阶段主要是中期的导流阶段,在这一阶段中,主要是坝体挡水的阶段,因为建筑物还没有完全进行封堵,所以在汛期开始对坝体进行挡水,库容会随着坝体的升高而不断加大,防洪能力也会随之增强。第三个阶段是后期导流的阶段,主要是对永久泄水建筑物投入使用的过程。
1.2围堰技术
采用围堰技术在水利水电工程中主要是想要建造一个具有永久性特点的水利设施,属于一种临时性的围护结构,能够有效的预防水与土的进入。这样水会在围堰中进行排放,将其应用在水利工程的施工建设中具有十分重要的意义。围堰一般都是在应用完以后就会拆除的,在当前的工程建设中,主要采用的围堰是土质的,使用土堆积成一个梯形的土堆形式,坡面不宜过抖,但是需要注意的是采用土堤围堰只是在浅水以及流速较缓的情况下比较适用,在其他情况下还需要考虑采用其他的围堰形式。
2、水利水电施工导流施工技术的应用
2.1全段围堰法导流
全段围堰法导流指在上下游处各建设一道拦水围堰,使河水从河床外的临时泄水建筑物下泄。全段围堰法导流包括隧洞导流、明渠导流、涵管导流等,其中应用隧道导流时,首先,合理布置隧洞。一方面,洞轴沿线应具有良好的地质条件,洞线尽量成直线型,洞转弯半径至少应为5倍洞径,且转角不能超过60°。另一方面,河流方向和进出口引渠轴线夹角不能超过30°。洞的大小应满足应力及结构要求。其次,合理设计断面。断面分为方圆形、马蹄形、圆形,如地质条件差可设计为马蹄形。最后,合理控制槽率范围。如为一般爆破不初衬时槽率应控制在0.035~0.044范围;如为光面爆破不衬砌时,槽率控制在0.025~0.032范围;如为混凝土衬砌槽率应控制在0.014~0.017范围。应用明渠导流时首先应保证渠身轴线伸出上下围堰外坡脚,水平距离应满足围堰防冲要求。同时,尽量不要深开挖操作,注重缩短明渠轴线长度。其次,确定合理的进出口高程。进口高程应参考截流要求进行设计。为避免水下大量开挖,应适当抬高进出口高程。最后,注重槽率控制。应根据水利水电实际,查手册,做相关的水工试验加以确定。另外,如对通航无要求,应将坝段修筑在明渠中,并设置坝面缺口和导流底孔。如对通航有要求,应设置好闸门墩。应用涵管导流时应在河岸岩滩上布置涵管。同时,每隔一定距离在涵管外壁设置截流环,延长渗径,减缓渗透坡度,避免渗流的破坏。另外,保证涵管管深沉陷缝、温度缝中的止水施工质量。
2.2分段围堰法导流
当水利水电工程处于宽河床、大流量位置,有条件布置纵向围岩或和床覆盖层较薄时,可考虑使用分段围堰法进行导流。分段围堰导流的前期借助束窄的原河道导流,后期需要修建泄水道进行导流。应用该导流法时,河床束窄程度的选择应合理,一般可采用以下公式计算:
其中K、A1、A2分别表示河床束窄程度(%)、基坑与围岩所占的过水面积(m2),原河床的过水面积(m2)。在一些水利水电工程中,K的取值范围在40%~70%。分段围堰法导流后期导流的泄水道,包括底孔导流、坝体缺口导流、明渠导流。应用底孔导流时,应综合分析封堵闸门设备、水利水电结构特点,以及负责的任务,确定最佳的底孔尺寸。同时,布置底孔时应满足封堵、围堰工程、截流等的要求。当其他泄流建筑物泄流能力不足时,可通过在坝体上预留缺口进行导流,其中应在综合分析施工条件、泄流能力、设计流量的基础上,预留合理高度、宽度的缺口。当河床一侧的河滩基岩高度较高且岸坡稳定、舒缓时,施工中后期可考虑采用明槽导流。采用明槽导流时应综合分析明槽的槽率、出口消能,尽可能保证其与永久性建筑物充分地结合。
3、围堰施工技术在水利水电建设中的应用技术
3.1过水土石围堰技术
在导流施工期间,所建造的堰体在有水流大量经过时所能够达到的各项安全性指标是至关重要的,要确保堰体的强度和承载性能更加强大和可靠,也要设法降低流经水流对于堰体造成的冲击,因此首先就要利用混凝土制成的面板用来保护土石制成的堰体,确保过水时减轻其受到的冲击力,围堰堰体所在的下游位置需要在其护面上覆盖一层面板,然后进行混凝土的浇筑作业,以及做好相关的预制工作,确保堰体的强度得到提升,期间要注意护面应该达到良好的防水防渗功能,要合理设计所使用混凝土面板的厚度指标,不可太大,也不能过薄,要维持在适当水平,这样才能确保不同面板之间存在的接缝位置也能够拥有强大的防水和防渗的功能。另外,在开展混凝土的浇筑作业和预制工作时,要注意采用先下后上的施工顺序。其次在河流下游存在的坡面之上设置一些钢筋制成的网笼子,这就是利用加筋的方法来提升土石堰体的强度和承载性能,而且要在笼子中放置好实心的卵石,这样就能够减轻堰体与流经水流的直接接触,降低冲刷力,保护好堰体的性能和质量,其中也要在堰体结构中埋设好主锚筋,这样能够与下游设置的坡面形成较为安全稳定的关系,确保施工安全和质量。
3.2木板桩围堰
木板桩围堰适宜用在深度较浅以及基坑面积小的水利水电工程,一般情况之下运用该技术,主要就是为了避免围堰工程出现渗漏的情况,通常使用榫槽将全部的木板桩之间无缝隙的连接,使其可以形成一个防渗漏作用较强的整体结果。
3.3过水围堰
此种类型的围堰可以充分保障堰体本身过水的安全性,可有效避免在过水时堰体由于受到渗透压的影响而发生深层滑动的情况,并且也能够预防水流针对堰体表层所造成的巨大冲刷影响。当前,所主流应用到的过水围堰就包括了混凝板护面过水土石围堰与加筋过水土石围堰两大类型,其中混凝土板护面过水土石围堰是于上、下游护面位置选用混凝土面板来针对土石围堰加以防护处理,过水围堰最为明显的一项优势特点即为防水性能优异,且厚度适宜;加筋过水土石围堰是于围堰下游坡面处以及堰体内进行钢筋网的铺设,以防止河流下游坡和堰体坡面发生滑动情况。
结束语
总而言之,水利水电工程作为我国重点工程,同时也是一项难度很高的复杂工程,对相关设计人员和施工人员的挑战性较高。导流技术和围堰技术的应用对整个水利水电工程的施工有着积极作用,技术人员要做好前期的管理与设计工作,不断优化资源设备,适当的增加资金费用的投入导流和围堰作为两项基础而重要的工程应该进行更加合理的应用和优化,以实现工程的又好又快实践。
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论文作者:冯浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
标签:围堰论文; 水利水电论文; 技术论文; 底孔论文; 涵管论文; 河床论文; 明渠论文; 《基层建设》2018年第13期论文;