全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

摘要：在河流修建水利水電工程時(shí)，有些工程項(xiàng)目要在河床中施工，由于河床的水流及水位變化，加之水漫河床，無(wú)法施工，這就要求在河床上建立干地以便于施工，需要在基坑作業(yè)面周圍建立圍堰，并將水流引到泄水渠下游去，這就涉及到導(dǎo)流的問(wèn)題，在實(shí)際水利工程建設(shè)中，由于施工的自然條件、所建筑的水利工程項(xiàng)目不盡相同，所以決定了采用的圍堰種類也不盡相同，導(dǎo)流的方法有全段圍堰導(dǎo)流法和分段圍堰導(dǎo)流法等。本文主要就全段圍堰導(dǎo)流法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)；水利施工；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV551文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2014）-01-41-1

全段圍堰導(dǎo)流法，就是在河床主體工程的上下游各建一道攔河圍堰，使河水經(jīng)河床以外的臨時(shí)泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。采用這種導(dǎo)流方式，當(dāng)在大湖泊出口處修建閘壩時(shí)，有可能只筑上游圍堰，將施工期間的全部來(lái)水?dāng)r蓄于湖泊中；另外，在坡降很陡的山區(qū)河道上，若泄水道出口的水位低于基坑處河床高程時(shí)，也無(wú)須修筑下部圍堰。全段圍堰法導(dǎo)流，其泄水道類型有以下幾種。

1隧洞導(dǎo)流

在基坑的作業(yè)面上下游修筑圍堰，然后在河岸中開挖隧洞，水流經(jīng)由隧洞下泄。根據(jù)不同的地質(zhì)地形，以及水流等條件來(lái)布置導(dǎo)流隧洞。具體要求和水工隧洞類似，但必須指出，為了提高隧洞單位面積的泄流能力，減少洞徑，應(yīng)注意改善隧洞的過(guò)流條件。隧洞進(jìn)出口應(yīng)與上下游水流相銜接，與河道主流的交角以左右為宜；隧洞最好布置成直線，若有彎道，其轉(zhuǎn)彎半徑以大于5倍洞寬為宜，否則，因離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫波。或因流線折斷而產(chǎn)生局部真空，影響隧洞泄流。隧洞進(jìn)出口與上下游圍堰之間要有適當(dāng)距離，一般宜大于5米，以防隧洞進(jìn)出口水流沖刷圍堰的迎水面。如河北省官?gòu)d水庫(kù)洞口商截流圍堰太近，堰體防滲層受進(jìn)洞主流沖刷，致使兩次截流閉氣末獲成功。一般導(dǎo)流臨時(shí)隧洞，若地質(zhì)條件良好，多不做專門襯砌。為降低糙率，應(yīng)推廣光面爆破，以提高泄量，降低隧洞造價(jià)。在山區(qū)作業(yè)時(shí)，由于河谷較窄且都是山石，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，河的兩岸又十分陡峭，這樣的情況下采用隧洞導(dǎo)流是比較適合的方法。但由于隧洞的泄水能力有限，汛期洪水宣泄常需要另找出路，通常永久隧洞的進(jìn)口高程較高，而導(dǎo)流隧洞的進(jìn)口高程比較低，此時(shí)可開挖一段低高程的導(dǎo)流隧洞與永久隧洞低高程部分相連，導(dǎo)流任務(wù)完成后將導(dǎo)流隧洞進(jìn)口段堵塞，不影響永久隧洞運(yùn)行。只有當(dāng)條件不允許時(shí)才專為導(dǎo)流開挖隧洞，導(dǎo)流任務(wù)完成后，還需將它堵塞。

2明渠導(dǎo)流

明渠導(dǎo)流是在河岸上開挖渠道，在基坑上下部修筑圍堰，河水經(jīng)渠道下泄。

導(dǎo)流明渠在選址時(shí)，一定要本著以下幾個(gè)原則進(jìn)行，一是要施工方便，軸線盡量短，以最小的工程量施工；二是要保證水流無(wú)阻，安全施工，不能因布置明渠而帶來(lái)安全隱患，為保證水流暢通，明渠進(jìn)出口應(yīng)與上下游水流相接，明渠轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍渠底寬度，與河道主流的交角以左右為宜，為防明渠進(jìn)出口水流沖刷圍堰的迎水面，明渠進(jìn)出口與上下游圍堰之間要有適當(dāng)?shù)木嚯x，一般以50～100米為宜，此外，為減少渠中水流向基坑內(nèi)入滲，明渠水面到基坑水面之間的最短距離以大于2.5～3.0H為宜，其中H為明渠水面與基坑水面的高度差，以米計(jì)。

明渠導(dǎo)流一般適用于岸坡平緩的河道上，如果當(dāng)?shù)赜欣虾拥揽少Y利用，或工程修建在河流的彎道上，可裁彎取直，開挖明渠，若能與永久建筑物相結(jié)合，例如埃及的阿斯旺壩就是利用了水電站的引水渠和尾水渠進(jìn)行施工導(dǎo)流，此時(shí)，采用明渠導(dǎo)流，常比較經(jīng)濟(jì)合理。

3涵管導(dǎo)流

涵管一般是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)有永久涵管可資利用時(shí)，采用涵管導(dǎo)流是合理的。涵管通常布置在河岸巖灘上，其位置應(yīng)在枯水位以上，這樣可在枯水期只修小圍堰或不修圍堰的情況下，而先將涵管筑好，然后再修上下游全段圍堰，將河水引經(jīng)涵管下泄。

在某些情況下，可在建筑物巖基中開挖溝槽，必要時(shí)加以襯砌，然后封上混凝土或鋼筋混凝土頂蓋，形成涵管。利用這種涵管導(dǎo)流往往可以獲得經(jīng)濟(jì)可靠的效果。當(dāng)導(dǎo)流量較小時(shí)，可用此種方法。

必須指出，為了防止涵管外壁與壩身防滲體之間的接觸滲流，為延長(zhǎng)滲徑，降低滲降坡岸，減少滲流的破壞作用，可在涵管外壁每隔一段距離設(shè)置截流環(huán)。此外，還要嚴(yán)格控制涵管外壁防滲體填料的壓實(shí)質(zhì)量，涵管管身的溫度縫中的止水也必須認(rèn)真修筑。在實(shí)際工作中由于樞紐布置和建筑物型式的不同，以及施工條件的影響，必須靈活應(yīng)用，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕M合，才能比較合理的解決一個(gè)工程在整個(gè)施工期間的施工導(dǎo)流問(wèn)題。

底孔和壩體缺口泄流，并不只適用于分段圍堰法導(dǎo)流，在全段圍堰法后期導(dǎo)流時(shí)，常有應(yīng)用；隧洞和明渠泄流同樣并不止適用于全段圍堰法導(dǎo)流，在分段圍堰法后期導(dǎo)流時(shí)也常有應(yīng)用。因此，選擇一個(gè)工程的導(dǎo)流方法，必須因時(shí)因地制宜，決不能機(jī)械的套用。

另外，實(shí)際工程中所采用的導(dǎo)流方法，和泄水建筑物的型式，除了上面提到的以外，還有很多型式。例如，當(dāng)選定的泄水建筑物的過(guò)水能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于洪水的容量，不能完全宣泄時(shí)，也可以允許水流漫過(guò)圍堰，采用水流沒(méi)過(guò)基坑的導(dǎo)流方法，特別是山區(qū)河道，由于經(jīng)常水位起落較大且不定時(shí)，這種方法是可行的；在平原河道河床式電站樞紐中，利用電站廠房導(dǎo)流；在有船閘的樞紐中，利用船閘閘室導(dǎo)流；在小型工程中，如果導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量較小，可以穿過(guò)基坑架設(shè)渡槽來(lái)宣泄施工流量。

作者簡(jiǎn)介：何麗榮，長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)水利工程管理中心，工程師，研究方向：水利工程。