明渠導(dǎo)流法在水電站施工中的應(yīng)用

□張俊玲（沙灣縣沙灣河管理站）

明渠導(dǎo)流法在水電站施工中的應(yīng)用

□張俊玲（沙灣縣沙灣河管理站）

導(dǎo)流施工技術(shù)在當(dāng)前水利工程施工中的應(yīng)用越來(lái)越多，主要包含截流、下閘蓄水、基坑排水等多項(xiàng)分部工程，對(duì)水利工程的施工周期、施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用，使我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工效率與施工質(zhì)量都得到提升。文章主要針對(duì)導(dǎo)流施工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)該技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

水利工程；導(dǎo)流施工技術(shù)；應(yīng)用

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)也在不斷完善，在這一背景下，水利工程發(fā)展速度迅猛，在施工材料、技術(shù)、工藝及設(shè)備等方面都取得了大的突破。導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用，促使水利工程施工質(zhì)量的提升，在越來(lái)越多的水利工程項(xiàng)目中受到關(guān)注。

1 導(dǎo)流施工技術(shù)概述

1.1 明渠導(dǎo)流法

所謂明渠導(dǎo)流法，指的是將導(dǎo)流渠道挖設(shè)在河岸或者灘地上，然后用圍堰將施工基坑的上下游全部圍擋，將上游河水引導(dǎo)到導(dǎo)流渠道內(nèi)，沿導(dǎo)流渠道流向下游，屬于河道外導(dǎo)流的一種形式，通常在岸坡相對(duì)平緩、平面地區(qū)具有寬廣灘地的河流中比較適用，明渠導(dǎo)流法最大的優(yōu)勢(shì)是使工程量最大限度的減少，節(jié)約了施工成本。通過(guò)大量水利工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在一些河床比較窄，但是河床的覆蓋面比較廣，采用分期導(dǎo)流方法存在較大困難的河道，如果滿足以下幾個(gè)條件，施工中就可以應(yīng)用明渠導(dǎo)流法：①導(dǎo)流河水流量比較大，且不具備導(dǎo)流隧洞開挖的地質(zhì)條件；②河床沿岸有比較寬闊的古河道，或者存埡口、臺(tái)地等；③施工工期較短，施工單位缺乏挖洞經(jīng)驗(yàn)，并且無(wú)法配置專業(yè)挖洞設(shè)備；④在施工期間，伴隨著排水、通航等要求的河道。

水利工程施工中選擇明渠導(dǎo)流施工方法時(shí)，要與明渠進(jìn)出口位置及導(dǎo)流軸線的確定相結(jié)合，按照以往施工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)流明渠布置主要分為坡上布置與灘地布置兩類情況。首先，對(duì)導(dǎo)流軸線位置進(jìn)行布置時(shí)，一般而言，埡口、古河道等位置是明渠導(dǎo)流主要設(shè)置位置，能夠使導(dǎo)流效果有效提升。在設(shè)置導(dǎo)流軸線時(shí)，需要在不影響流水通暢的情況下，使明渠的長(zhǎng)度最短化，防止在施工過(guò)程中出現(xiàn)深度開挖現(xiàn)象。同時(shí)明渠導(dǎo)流軸線還應(yīng)該具備防沖刷的能力；其次，導(dǎo)流明渠的高程及出口位置，通過(guò)對(duì)明渠進(jìn)出口位置以及形狀進(jìn)行調(diào)整，可以得到相應(yīng)的參數(shù)，防止在明渠的進(jìn)出口出現(xiàn)淤泥淤積及河水回流情況。在高程設(shè)置方面，以水利工程施工需求及河流排水、通航能力得到滿足為依據(jù)，盡可能使高程增加，這樣，水下開挖工作量就會(huì)大幅降低。

1.2 圍堰法

圍堰法是導(dǎo)流施工中應(yīng)用非常廣泛的一種施工技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，可與工程實(shí)際相結(jié)合，進(jìn)行全段或分段圍堰。所謂全段圍堰，即在河流上游合適位置，將河流用圍堰直接截?cái)啵倮闷渌顾O(shè)施，將圍堰內(nèi)水流分流。對(duì)全段圍堰進(jìn)行應(yīng)用中，需要進(jìn)行詳細(xì)的分析和考慮，尤其是泄水設(shè)施的具體情況要重視，與河流水量大小相結(jié)合，確定水流導(dǎo)流方向。如果是在汛期開展施工，全段圍堰法應(yīng)用可與明渠導(dǎo)流法相結(jié)合，對(duì)圍堰內(nèi)的水流進(jìn)行二次導(dǎo)流，以此來(lái)保證施工的順利開展。分段圍堰是對(duì)水流用圍堰進(jìn)行分段，只是針對(duì)水流的方向進(jìn)行改變，適合在水利工程分期施工中應(yīng)用，該方法是在河床內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)流，具有適用性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單且成本較低的優(yōu)勢(shì)，如果圍堰的工程量增加時(shí)，導(dǎo)流施工的難度和復(fù)雜度也會(huì)增加，有可能對(duì)施工進(jìn)度帶來(lái)不利影響。所以，通常情況下，在流量較大且河床寬度較大的河流中，并且施工周期較長(zhǎng)的水利工程中應(yīng)用分段圍堰法比較適合。

1.3 隧洞導(dǎo)流法

將水工隧道設(shè)置在河岸邊，將河水通過(guò)水工隧道向下游疏導(dǎo)的方式為隧洞導(dǎo)流法，該方法在河床狹窄、現(xiàn)場(chǎng)地形復(fù)雜且河道水流量較小的情況下比較適用，可以提高施工進(jìn)度、加強(qiáng)施工質(zhì)量，保證工程順利開展。隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，需要注意以下問(wèn)題：①施工前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)要仔細(xì)進(jìn)行勘查與分析，確定導(dǎo)流軸線，并合理設(shè)置隧洞位置；②布置施工軸線時(shí)，按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求及規(guī)范施工，如果軸線施工中遇到特殊情況需要轉(zhuǎn)折時(shí)，要保證轉(zhuǎn)折的長(zhǎng)度及角度合理，防止因轉(zhuǎn)折導(dǎo)致施工質(zhì)量受到影響；③保證臨近隧洞間距及圍巖厚度與施工要求相符，確保隧洞導(dǎo)流施工中預(yù)應(yīng)力及工程結(jié)果都能符合要求；④隧洞進(jìn)出口設(shè)計(jì)必須在保證水利條件良好的情況下進(jìn)行。此外，隧洞的設(shè)置中要避免出現(xiàn)反坡現(xiàn)象，保證水流能夠順利導(dǎo)流。

1.4 涵洞導(dǎo)流法

該方法是將擋水圍巖修筑在水利工程基坑的上下游位置，然后利用涵洞將上游河水導(dǎo)入下游，在水閘或中小型土石壩水利工程中，該方法比較適用，具有施工快速、施工面大、成本低廉及靈活便利等優(yōu)勢(shì)。涵洞導(dǎo)流法在實(shí)際應(yīng)用中，可在沿灘位置設(shè)置涵洞，也可將涵洞溝槽在大壩基巖上鑿出，做好襯砌后，頂部加蓋混凝土拱頂即可。涵洞如果需要穿越土石壩心墻或斜墻，就需要加強(qiáng)防滲處理，防止因涵洞滲漏導(dǎo)致土石壩的穩(wěn)定性受到不良影響。有的時(shí)候也可直接將涵洞設(shè)置在硬土層上，這種情況下需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的可靠性處理，對(duì)不均勻沉降及土層受壓變形情況充分考慮，防止涵管受到損壞。此外，涵洞布置時(shí)，要盡可能選擇直線行駛，對(duì)進(jìn)出口位置合理設(shè)置，保證涵洞內(nèi)水流通暢。

2 導(dǎo)流施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用案例分析

2.1 工程概況

以某水電站為例，對(duì)導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，該水電站原大白壩頂與壩底高程分別為239.30 m與230.50 m，為五跨連拱壩，連拱壩下游設(shè)置消力池，連拱壩與廠房間孔徑為1.20 m，底板為圓形沖沙底孔，高程230.50 m，但淤泥已經(jīng)將該處徹底堵塞，大壩右岸為船閘，閘室上下游兩側(cè)為短廊道，長(zhǎng)與寬分別為50 m與8 m，具有充水、排水作用，但已經(jīng)無(wú)法正常使用。該水電站準(zhǔn)備采用導(dǎo)流施工改造，改造后總庫(kù)容量及年均發(fā)電量均大幅提升，臨時(shí)性建筑按5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，消能放沖、電站廠房及船閘等次要建筑按4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，溢洪道、取水口等主要建筑按3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，施工期間無(wú)同行要求，本工程設(shè)計(jì)采用明渠導(dǎo)流技術(shù)進(jìn)行改造。

2.2 施工技術(shù)分析

2.2..1 前期準(zhǔn)備

首先，設(shè)備。按照施工質(zhì)量要求、施工圖設(shè)計(jì)及施工進(jìn)度安排，對(duì)施工設(shè)備合理配備，保證施工設(shè)備質(zhì)量控制。尤其是損耗性設(shè)備及容易出現(xiàn)故障的設(shè)備要給出維護(hù)的對(duì)策。其次，人員。按照施工方案、施工工序等的要求，對(duì)人員崗位及職責(zé)合理劃分，確保各崗位相互銜接與監(jiān)督，表面出現(xiàn)功能重疊的情況。對(duì)施工相關(guān)技術(shù)要求各崗位人員都要熟練，且上崗人員必須保持負(fù)責(zé)、敬業(yè)的態(tài)度與精神，人員持證上崗，上崗前進(jìn)行培訓(xùn)并考核。按照項(xiàng)目工序、工作量及方案配備相應(yīng)的施工人員，人員儲(chǔ)備要充足，保證項(xiàng)目能夠按時(shí)保質(zhì)完成。第三，材料。包含施工所用的原材料、配件、成品及半成品。對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，材料按照求儲(chǔ)存與對(duì)方，材料采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)及堆放嚴(yán)格按要求及進(jìn)度管理。

2.2.2 導(dǎo)流施工

在清挖基礎(chǔ)部位表層覆蓋層基礎(chǔ)上進(jìn)行各圍堰石碴填筑，在一定邊坡條件下拋塊石，形成臨時(shí)擋水，通過(guò)導(dǎo)流建筑物，河水流入下游，此時(shí)即可考慮進(jìn)行圍堰施工，達(dá)到設(shè)計(jì)斷面。在截流以后，從原船道讓水流流過(guò)，然后對(duì)基坑內(nèi)的水進(jìn)行抽出排水。對(duì)兩岸岸坡部分用分層開挖法施工，分別采用潛孔鉆造孔、微差擠壓爆破法、人工間隔裝藥及導(dǎo)爆索傳爆等開挖技術(shù)。圍堰閉氣及基坑抽水工作完成后，要對(duì)基坑施工道路立即完成，準(zhǔn)備基坑開挖各項(xiàng)工作，采用水平預(yù)裂爆破法及預(yù)留保護(hù)層法對(duì)基面巖體進(jìn)行開挖施工。采用多卡懸臂模板對(duì)壩體混凝土進(jìn)行施工，溢流堰面拉模采用現(xiàn)場(chǎng)拉模設(shè)計(jì)及澆筑。在船閘部分施工中，由于分項(xiàng)分部工作多，包含上閘首、上游及下游導(dǎo)航墻、下閘首及閘室等部分，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此不管是施工進(jìn)度還是施工質(zhì)量，船閘整體施工順序?qū)ζ涠紩?huì)帶來(lái)影響。該項(xiàng)目中，對(duì)船閘技術(shù)的要求非常高，最終確定以主體施工結(jié)構(gòu)為主，其它結(jié)構(gòu)跟進(jìn)的施工順序。

3 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)流施工技術(shù)在水利工程施工中發(fā)揮著不可替代的作用，合理的導(dǎo)流施工技術(shù)，對(duì)加快施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量、降低施工成本方面都具有重要的作用。具體應(yīng)用中，要與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件相結(jié)合，對(duì)導(dǎo)流方式合理選擇，確定科學(xué)的施工方案，保證水利工程施工順利開展，實(shí)現(xiàn)水利工程的社會(huì)效益。

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TV551

A

1673-8853（2017）10-0047-02

張俊玲（1980.5-）女，工程師，主要從事水利工程管理工作。

2017-8-3

編輯：劉 青