李兆海
(廣東建工對外建設有限公司,廣東 廣州 510665)
施工導流和圍堰技術在水利水電施工中的應用
李兆海
(廣東建工對外建設有限公司,廣東 廣州 510665)
農業是一個國家的根本,而要想發展農業就要完善相關配套的水利設施。國家的農業基礎水利設施建設一直都處于落后狀態,嚴重影響了農業的發展。改革開放之后,引進了許多新思想,政府逐漸加大了對于水利水電工程建設的力度,旨在促進農業發展的基礎上促進經濟的繁榮穩定發展。再加上隨著社會的不斷進步,對于用電量的需求也不斷增加,使得水利水電工程的重要程度進一步增加。這種背景下引進了施工導流技術和圍堰技術,用以提升水利水電工程的施工質量,使之能夠發揮更大的作用。
水利水電;施工導流;圍堰;應用
水利工程自古有之,如都江堰,它起著防洪泄澇、灌溉農田、交通運輸等各種任務,對于農業和經濟的發展有著巨大的促進作用。到了近代,水利工程的作用更大,除了在農業方面無與倫比的作用外,它還承擔著水力發電的重任。尤其是隨著社會的發展對電力需求的提升,使得水利水電工程的重要性更加凸顯。從總的方面來說,水利工程的興建可以帶動地方經濟發展,為國民經濟的發展匯入力量。為了提升水利水電工程的施工質量,我國引進了施工導流技術和圍堰技術,從控制施工進度、施工安全和穩定來保證工程的施工質量,為人們的生活便利和經濟騰飛貢獻力量。
在水利水電工程的建設中,施工導流技術和圍堰技術是密不可分的。施工導流是為了引開水利水電設施建設過程中的活水,而圍堰技術則是為了保證施工導流工作的順利實施。
水利水電工程,其施工是與水脫不開干系的,工程在建設時需要用水作各種用途,在工程投入使用后也需要用水來作發電、灌溉等,但在水利水電工程的建設過程中,有時水的存在也會加大施工環境的復雜性,增加施工難度,稱之為“活水”。為了避免活水的影響,需要將之引開,構建安全穩定的施工環境,這樣的技術即施工導流技術。但施工導流技術所引的活水的量不是任意確定的,也不是全部引開,而是按照工程所挖基坑的容納量進行確定,并且需要在河流的枯水期之后進行攔洪設計,若是攔洪設計高度不能滿足河流實際要求,那么施工引流工作就不能開展。在設計準備階段都合理無誤后,方可向基坑內導入活水,要注意導入的活水所達的高度是否與預期一致。并且隨著技術和社會的不斷發展,施工導流技術也在不斷前進,尤其是高科技信息技術的介入,將導流工作信息化,更有利于實際導流工作的開展。
圍堰技術則相當于施工導流工作的保護者,它是指一種可拆卸的遮擋結構,目的是為了在基坑周圍豎起保護墻,保護基坑的干燥穩定。圍堰的情況會根據每種水利水電工程規模的不同而不同,一些大型的水利工程往往會對全部的河床進行攔截。圍堰技術的應用中最重要的就是對圍堰的設計,這是因為圍堰負責阻擋河水,需要時刻經受河水的沖刷,對其強度有一定的要求。為了檢驗圍堰設計的切合程度,需要在設計完成后進行圍堰預演,根據預演情況來判斷。但在具體的設計過程中,因為河水的沖刷程度并不固定,這就給設計帶來了更多難題。
2.1 施工導流技術的應用
對施工導流來說,基坑的設計與開挖是重中之重,尤其是后者,關系到施工導流作用的發揮和水利水電工程的質量。對于大型的水利工程而言,往往施工導流量也較大,基坑工程量就大,施工本身就具有一定的難度,再加上枯水期的期限問題,使得有時不能在一次枯水期內完成基坑工程,所以在枯水期結束后需要進行保障措施,確?;釉诤槠诘姆€定;而對一些小型工程來說就簡單一些,只需要在工程方案的選取上多加注意即可。施工方案一般考慮的東西甚多,包括環境因素、自然因素、經濟因素、人文因素等,在綜合考慮這些因素的背景下進行方案的設計。目前施工導流方案大致有以下兩種:分段圍堰法導流和全段圍堰法導流,前者指用圍堰將施工導流工程分為幾段,分期進行施工,一般應用于流量較大而河床又寬的河流;而后者則是指一次完成所有工程,用圍堰將主河道完全截斷,一般應用與河槽較深的河流。在對這兩種方案進行選擇時,設計人員要對工程所在地進行實地考察,在對地質水文查看后,還要考慮上述所說情況如人員和資金等。河流的流速也是影響施工導流方案選擇的因素之一,它對于工程的規模和設計有著即時的影響。
上述兩種施工導流方案只是大的方面的方案綜述,具體方案還是要根據河流和工程的特點而定。為了保證施工導流的有效性,一定要保證在設計前和方案選取前設計人員要親自到工程地點進行各種參數的測量和獲取,使設計方案具有時效性。而且對于施工導流工程來說,河流的枯水期和汛期都有著巨大的影響。在枯水期進行施工,而汛期則意味著河水的流量和流速都大大增加,當其超出預期后,由于準備不足會導致施工進程受阻,還會導致洪澇災害的發生。
2.2 圍堰技術的應用
圍堰是為基坑進行保駕護航,通過在河床上進行圍堰工程來防止基坑過水。但無論是對分段圍堰還是對全段圍堰,都或多或少地占據著河床的位置,導致河水流淌的面積減少,流速和流量增加,由此造成的沖刷破壞和震動破壞也更大。所以在進行圍堰的設計時,要綜合考慮圍堰所占的河床寬度和面積,再加上河水枯水期和汛期的影響來確定圍堰所需要的抗震動和沖刷性能。
在多種圍堰方案中,最常用的就是不過水土石圍堰。由于不必過水的關系,使得這種方案設計的圍堰在材料上便于尋找,往往只需要在當地或者現場尋找土石即可,交通方便,又有一定的經濟性,并且在施工和拆除時也較為方便,綜合考慮來說,不過水土石圍堰的性價比較高,因而其使用也較多。但值得注意的是其工程量較大,而且容易發生沉陷事故,尤其是在河流汛期,由于水流量大的關系使得圍堰容易發生沉陷或者坍塌,從而發揮不了其對基坑的保護作用,干擾施工導流的進行。所以在不過水土石圍堰建成后要成立防護措施,在汛期有足夠的應對措施和巡查。與之相對的是過水土石圍堰,基坑與圍堰體被水淹沒,為了防止水流在圍堰上產生的作用使圍堰下游發生滑動,往往在圍堰下游的大壩坡面做一些加固工作,
如加鋼筋網格和混凝土砼面板,這兩種材料都能增加圍堰的抗震能力和抗滑動能力。其余的圍堰機構有混凝土圍堰和鋼板樁格圍堰,顧名思義,使用混凝土建筑和打鋼板樁、填充料碴,它們的防滲抗震能力都較高,并且工程量嬌小,能夠花費最小來獲取最大收益。
在圍堰的設計中,設計人員要根據實際情況來進行圍堰的平面設計,如根據基坑的大小來確定邊坡大小,主體建筑物和基坑的距離也要在控制范圍內。堰頂高程的設計也是圍堰技術中的一環,多應用在攔截主水道之外的水流,而階梯型的堰頂設計最為常見合理。
隨著國家對水利水電工程的重視程度越來越高,水利水電工程的建設也在不斷進步。在新時期為了保證水利水電工程的施工質量,涌現出許多的新技術,施工導流和圍堰技術就是其中的兩種,它們為水利水電工程的主體施工創建了一個穩定的環境,也提升了施工的效率和質量,滿足了現在不斷遞增的水利設施建設需要。文章簡要對施工導流技術和圍堰技術的概念和應用進行了分析,并對常用的施工導流方案和圍堰方案進行了介紹,在理論上為水利水電工程的發展做出貢獻。隨著信息技術的不斷發展,其在施工導流和圍堰技術中的應用也會越來越多,使得這兩種技術的應用更加透明化和具有科學性,從而促進了水利水電工程的發展。
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李兆海(1988-),男,湖北宜昌人,本科,工程師,研究方向:水利水電工程。