论水利水电工程施工中的导流问题论文_韦静

论水利水电工程施工中的导流问题论文_韦静

摘 要:施工导流的主要任务包括确定各个施工阶段宣泄河水的方式和流量;确定各个施上阶段基坑围护的措施;设计临时挡水建筑物和泄水建筑物;选择截流时段,制订载流措施。本文将结合笔者的工程实践,探讨关于水利工程的施工导流的实施策略。

关键词:水利工程;施工导流;围堰施工;导流标准

水利水电工程中的导流,实质上是一种水流控制施工,主要有导、截、引、泄等步骤,导流的目的是对需要进行处理的水体导向下游或者进行拦截蓄水,从而保证水利水电工程的建筑施工可以不受到水的影响,在地面上正常进行。因此可以看住水利水电工程施工中的导流问题,直接影响着工程的质量和进度。

一、水利水电导流的主要影响因素

1.水文因素。水文因素是影响水利水电施工中导流问题的最重要因素之一,主要包括枯水期长短、水位变化情况、流量、旱涝汛期、结冰情况等。对于流量比较大的河流一般采用分段围堰,逐级减小水流压力;对于水位变化比较大的河流,可以采用基坑淹没法,这两种方法都可以有效应对洪峰,达到对河流进行水量宣泄的目的。还有就是,如果河流具有较长的枯水期,应该尽可能的在枯水期之内进行水利水电的施工,这样既可以节约成本,对于工程质量的控制也大有好处。如果河流存在碎冰漂流的现象,应该针对流冰进行水利导流,注意不要让流冰堵塞通道,影响导流。

2.地形地貌。坝区周围的地形地貌对于导流方案的设计也有很大的影响,对于河床比较宽阔、水流比较大的河流,为了满足施工期间通航等要求,分段围堰法仍是最佳选择,尤其是当有沙洲和小岛分布的时候,纵向围堰是首选。对于两岸为高耸坚硬岩石的狭窄河谷,一般可以通过隧洞进行导流,而如果河流两岸有一侧为平坦地带或者存在其他河道可以利用的时候,明渠导流也是很好的导流方法。

3.地质水文因素。河流两岸的地层岩性对于导流方案的选择有着比较大的影响作用,通常来说对于比较坚硬、完整的岩层,可以利用其抗压性能不较好的优点采取隧洞导流,而对于风化比较严重、岩层破碎、节理比较发育的地带,明渠导流还是首选。为了避免河川不被过分冲刷,当河流具有比较大的流速的时候,可以对河床进行处理。坚硬岩石形成的河床具有比较强的抗冲刷能力,而由覆盖层组成的河床,由于质地松软,往往很容易被冲刷。

4.水利工程建筑物的影响。水利水电工程中的建筑物布设方式和导流方案是互相影响的,在修建水工建筑物的时候也要考虑到导流方案的选择,充分利用建筑物的特点,可以修建用于永久排泄水流、诸如涵洞、隧洞等排水设施。比如利用分段围堰法修建混凝土坝枢纽的时候,坝体与水电站、溢流段和非溢流段之间的隔墙都可以用作纵向围堰,这样既可以节省成本,也可以缩短工期。

5.综合利用河流。水利工程施工期间,为了保证河流的通航作用不受影响,导流问题至为关键。分段围堰法进行导流的时候,窄化河流之后也要保证一只船通行河流的能力,一般来说河流的流速每秒要控制在2米以下。当河流上有运输木筏的船只经过时,应该防止木材碰到导流设施,同时也兼顾下游的一些供水、渔业,配置专门的过鱼通道,保证渔业养殖不受影响。

6.施工进度和方法的影响。施工进度直接影响导流方案的选择,而导流方案也影响着水利水电工程的实际施工进度,尤其是对于水位蓄水发电、临时泄水、坝体拦截、截断河床等时间点上的协调工作。另外施工方法的选择也决定着导流方案是否合理科学,比如分段围堰法的时候后,如果导流底孔没有完成的话,那么对于河床截断和之后的二次围堰都会有影响。所以施工进度、施工方法和导流方案三者之间是相互影响的密切关系。

二、施工导流的基本方法

1. 隧洞导流:隧洞导流是保护主体建筑物干地施工,天然河道水流全部通过导流隧洞向下游宣泄的一种导流方式就是上下游围堰一次拦断河床形成基坑,隧洞导流适用于导流流量不大两岸地形陡峻的地区一般坝址河床都比较狭窄。

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2. 明渠导流:明渠导流就是次拦断河床形成基坑在河道上下游进行围堰以保证主体建筑物在干地施工;而河道内的水流经河岸或滩地上开挖的导流明渠泄向下游的导流方式。

3. 涵管导流:涵管多用在修筑堆石坝和土坝工程中一般为钢筋混凝土结构。通常情况下,涵管布置在河岸岩滩上,且位于枯水位以上。在枯水期可以不修围堰或只修一小段围堰;在将涵管筑好后,再修筑上下游围堰,这样河水可经过涵管泄向下流。由于涵管的泄水能力较小,因此,一般用于流量较小的河流上或者只用来担负枯水期的导流任务。为了防止涵管外壁与坝身防渗体之间的渗流,通常在涵管外壁每隔一定距离设置截流环,以延长渗径,降低渗透坡降,减少渗流的破坏作用。此外必须严格控制涵管外壁防渗体的压实质量。涵管管身的温度缝或沉陷缝中的止水必须认真施工。如果有永久涵管可以利用或修建隧洞比较困难时,可采用涵管导流的方式。在某些情况下,可在建筑物基岩中开挖沟槽,必要时予以衬砌,然后封上混凝土或钢筋混凝土顶盖,形成涵管。利用这种涵管导流往往可以获得经济可靠的效果。

三、导流方案的选择与比较

在进行方案比较时,应着重从以下几个方面进行论证:导流工程费用及其经济性;施工强度的合理性;劳动力、设备、施工负荷的均衡性。

1.水力计算的比较。通过水力计算确定导流建筑物的尺寸,并进行导流方案布置。大、中型工程尚需进行导流模型试验。

2.工程量与费用的比较。对拟订的各比较方案,根据水力计算所确定的导流挡水建筑物和泄水建筑物尺寸,按相同精度要求计算主要工种工程的工程量。

3.拟定施工进度计划。不同的导流方案,施工进度安排是不一样的。首先,应分析研究施工进度的各控制时点,如开工、截流、拦洪、封孔、第一台机组发电时间或其他工程受益时间等。

4.施工强度指标计算与分析。根据施工进度计划,可绘制出各种施工强度曲线。首先,应分析各施工阶段的有效工日。计算有效工日时,主要是扣除法定的节假日和其他停工日,停工日因工种而异。

5.河道综合利用的可能性与效果分析。对于不同的导流方式,河道综合利用的可能性与效果相差很大。除定性分析外,应尽可能做出定量分析。在进行技术经济指标分析与计算时,一定要按科学规律办事。切忌主观倾向于某一方案,就人为地使该方案工程量尽可能小,使其各项技术经济指标尽可能优越;主观上认为不可取的方案,则尽可能使其工程量变大。

四、施工导流实践启示

对于大中型水利水电工程围堰断流,隧洞导流的方式中,导流、分流和截流是不可分割的有机组成部份。导流是前提,分流是关键,截流是目标。只有导流工程达到和满足过水要求后,才能进行岩埂爆破实现分流,在分流量达到设计要求后,才能为顺利截流创造水力条件,进行截流。因此,导流、分流和截流组成了导截流工程的三部曲,它应该是一曲和谐的乐章。在工程实施中,应该在通盘合理安排的前提下,有节奏地进行。

对于河床底部高程的抬高,相对降低了泄水建筑物进水口底板高程,因而减少了截流过程中的龙口流量和落差。因此在截流时,当隧洞进水口前围堰及岩埂爆除后,河床基本断流。这是设计中事先未预见到而实际发生的情况,它给人们以启示,对于山区河流,若事先有意识地抬高天然河床高程,那自然就会改善截流难度。

五、结语

一个工程的施工导流方案常常影响到工程施工的全局,它不仅直接关系到工程造价、施工进度、现场布置和安全施工、而且与水利枢纽的布置也有密切的关系。因此。在进行水利枢纽设计的时候,常须同时考虑并提出各个施工阶段的导流方案作为设计论证的内容。文章通过对水利工程的施工导流进行探讨,旨在能为同行提供参考借鉴。

参考文献

[1]苗辛.水电施工导流技术的综述[J].中国新技术新产品,2010,(24):108-109.

[2]廖和武.水利水电枢纽工程施工中导流方案的选择[J].科技风,2010,(9):136-137.

论文作者:韦静

论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期

论文发表时间:2017/5/11

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