導流技術在水利工程大壩施工中的應用淺析

王麗清

(沈陽市蘇家屯區政府投資項目工程預決算審核監管中心，沈陽 110101)

0 引 言

隨著相關科學技術的不斷發展，水利工程項目同時也取得了重大的發展與進步，無論是在單體工程施工規模還是整體施工數量上都呈現出了明顯的增長趨勢。在水利工程項目的大壩施工發展階段中，也在不斷的引進應用各種新型施工工藝技術，其中導流技術便是其中較常用到的一項新型施工技術。通過在水利工程大壩施工過程中采用適當的導流技術，能夠實現對工程施工效率與質量的全面提升。文章簡要介紹了水利工程大壩施工流程，分析了導流施工原則以及具體的技術應用情況。

1 工程概況

文章試以某水庫大壩工程為例展開具體分析。該水庫流于面積63.41km2，庫區內主河道長度11.32km，縱坡0.0065。計劃設計灌溉農田面積0.38萬hm2，最大峰值庫容4824萬m3，電站裝機總量985kW。該水庫同時兼具有灌溉、防洪、發電等綜合性效益價值。

2 水利工程大壩設計與施工

2.1 設計標準

在開展施工導流設計之時，需提前選取并確定出合理的導流區域時段，也就是在擋水圍堰的工作持續周期當中具體是枯水期擋水還是在全年都擋水，必須要依據當地的河流水文特征、主體工程施工特點與進程，來選取出適當的導流時間區段。在開展導流設計工作時應當選取在導流階段當中環境流域內的最大流量及洪量。對于施工規模相對較小的水利工程項目而言，應當盡可能確保在枯水期完成整個工程項目的施工建設，以期能夠實現對導流設施的有效精簡，降低成本費用；而針對施工規模相對較大的中型以上水利工程項目而言，往往很難在一個枯水期內完成整個工程項目的施工建設，對此可考慮在全年度施工采取導流施工方式，對于導流設計的流量應當將全年特定頻率內的洪水流量作為參考標準。通常材料壩壩體不應當發生過水現象，考慮到整個壩體施工難以在汛期抵達攔洪高度前完成施工之時，需要依據全年導流標準來權衡圍堰高度與導流建筑整體規模。混凝土壩體大多可準許過水，可依據全面導流標準來加以權衡，亦或是依據枯水期導流施工來作為備選方案。在選用分月設計頻率流量來對施工進度進行規劃之時，針對河流的水文特性便需予以全面權衡，并綜合各方意見加以評估，謹慎應對。

導流設計標準是針對導流設計當中所選取的設計流量頻率所做出的規定要求。處于多個不同導流階段以及完全差異化的建筑物內，所要求的頻率也不盡一致。從施工全周期來看，對于初期導流階段所設定出的洪水標準可放低一點，而針對中期與后期導流階段所提出的洪水標準則應當有所提升。在要求相關水利工程項目能夠提前發揮作用效果的情況下，與之所相對的導流階段防洪標準則應適當予以提高。針對混凝土或是漿砌石等建筑物，可適當放低洪水標準，而針對土石壩所要求的洪水標準則相對會略高一些。此外，導流設計標準也將會因建筑物的建設級別差異而有所改變，需結合實際情況綜合考慮。

2.2 施工流程

在水利工程大壩施工過程中，若有河流通過施工現場，則將會導致工程周期、進度以及所采用的技術都可能會受到牽連，且還可能會對工程質量產生不利影響。因此為了確保在開展水工施工作業時能夠始終保持施工場地干燥，便需用到圍堰維護基坑，將水流引至預定泄水建筑體并排放向下游，以便為水利工程大壩施工提供以良好的施工環境，但同時也需考慮到在實際應用導流技術之時應當考慮到實際的施工環境來具體選擇。在水利工程項目的長期發展階段，人們逐漸積累起了豐富的施工經驗，同時對于相關新型施工技術與材料的應用也使得水利工程大壩施工取得了一定的發展與進步，目前在開展水利工程大壩施工之時主要的施工流程可總結為以下3個階段：①圍堰擋水初期施工階段，這一階段主要河床節流直至壩體修建到圍堰高程之上的階段。②壩體擋水中期施工階段，在工程施工進入到這一階段后，導流泄水建筑物還未完全堵塞，汛期也主要是通過壩體來實現擋水。伴隨著壩體高程的不斷增加，整個庫區容量也將明顯增大，屆時相應的大壩防洪能力也將會有顯著性提升。③后期導流階段，這一階段即由導流泄水建筑物封堵至大壩全面修建至設計高度的階段，此時泄水建筑物也將會同時投入到實際運行過程中。

3 導流施工原則與技術應用

3.1 施工原則

1)水文情況。

在水文方面所含括的影響因素多種多樣，其中不僅包含有各個時期水位所發生的改變狀況，水流量的變化幅度，洪水在汛期與枯水期的高程，冬季流冰和冰凍狀況等都將會對最終的導流方案選取產生直接性的影響。如水位變化幅度有著顯著性的差異，甚至要用到過水圍堰方式來準許基坑短時間內將導流淹沒，在冬季時節對于存在流冰現象的河流，必須要顧及到如何宣泄流冰問題。

2)地形條件。

在實際的水利工程施工現場環境下，河床和岸邊地形，對于導流技術的應用會產生巨大影響。如河道寬度較大，在施工過程中還應當能夠滿足于一定的通航需求，通常便可采取分期導流的方式；反之若是河床寬度較小，兩岸陡峭，河谷縱深大，便可有限選取隧洞導流方式。

3)工程地質與水文地質條件。

在確定最終的施工導流方案前，要對所采用的導流技術經濟合理性展開全面評估，同時考察河床的可能束窄情況、圍堰結構與修筑方法、基坑排水方式等，均應當結合實際的工程地質與水文地質條件來加以考量。如在面臨覆蓋層厚度較大、透水性強的河床，必須切實處理好圍堰地基抗沖刷、防滲漏等處理措施，要確保在滿足施工要求的前提下，盡可能提高巖基河床分期導流的束窄度。

3.2 技術應用

1)分段圍堰。

這一種導流施工技術方法是依據時間先后將圍堰施工分成多個步驟階段來開展，并采取精細化的維護處理工作。然而在具體的施工過程中也應當認識到所分成的施工區段也不宜過多，以避免導致整體工程施工變得過于繁瑣，并由此使得整體工程項目施工時間延長。此外，在實際的施工過程當中還應布設底孔，以起到暫時性泄水通道的效果，并綜合利用有關力學技術之時，對底孔方位與高程展開精準分析。權衡實際的工程施工狀況、施工結構和泄洪能力情況，加強對施工高度差的合理化控制。為確保水利工程項目的整個施工環節能夠在汛期到來之時依舊可如期進行，還需在前期施工階段預先設置缺口。

2)涵洞導流。

這一項導流施工技術主要是利用在下游修筑擋水圍堰來達到預期的導流目的，以促使水流可在通過涵洞之后進入到下游。涵洞導流方式大多是應用在水閘亦或是整體規模一般的土石水壩工程施工環節，在分期導流施工的后期階段也時常會用到涵洞導流施工技術。采用涵洞導流在具體施工時需布設呈直線方式，同時還要確保能夠具備有較為優異的進出口形式，以保障水流量能夠得以順利通過，而不會出現淤泥堆積、阻塞涵洞口的情況發生，并且也能夠避免出現滲漏情況。采取涵洞導流施工其整個工程作業面相對偏大，在施工效率方面有著十分顯著的優勢性，實際操作起來十分簡便，尤其是其造價成本相對低廉，有著良好的經濟適用性特點。

3)隧洞導流。

在采用隧洞導流技術之時必須要結合實際的地形來加以應用，需采取直線布局方式，若需轉彎便要在前后位置提前布設出直線，轉彎位置的半徑通常是隧洞5倍以上的寬度，轉彎區域附近的角度應低于60°。隧洞軸線要避免與斷層、巖層及破碎帶呈平行狀態，整體角度應≥45°，將隧洞進出口以及河床主流流向夾角采取適當控制，并使之要能夠與上下游圍堰保持一定的距離。考慮到隧洞施工往往成本費用較高，而且泄水能力一般，因此在汛期通常不采用這一種施工技術，多是以填淹基坑的方式進行施工。然而針對水利施工現場導流量相對較小，河流地帶狹窄亦或是連桿地形陡峭的環境，則多以采用隧洞導流技術為主，通常在采用這一項施工技術之時多余永久隧道相結合使用，以降低整體工程成本費用。

4)明渠導流。

這一種導流技術應用大多是應用于所選取的壩址河床較窄，亦或是覆蓋較深的條件下。于灘地或是河岸上的開鑿導流渠道即為明渠導流。在具體施工時主要是在上下游修筑圍堰，以促使水量由渠道進入下游，多用在岸坡相對較為平緩亦或是灘地更加寬闊的平原河道，當然在一些施工場地河流附近本就有的河道中也可予以應用，這樣不但能夠大幅度減低工程工作量，同時還可剩下一大筆的成本支出。

4 結 語

總而言之，隨著近年來我國社會經濟的快速發展，水利工程建設項目數量也越來越多。在目前的水利工程大壩施工中為了能夠確保水工建筑保持在干地上施工，采用圍堰維護基坑，并把水流引向預定泄水建筑物泄向下游的施工導流得到了越來越廣泛的應用。這一項施工技術能夠為保障水利工程大壩施工的順利進行提供重要的基礎性保障支持，因此完善施工流程，依據相關的施工原則來開展施工作業，將有助于實現對導流技術的充分利用，并可促進水利工程施工質量的全面提升。

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