施工導流及圍堰技術在水利水電施工中的應用探微

朱文生

水利水電工程在調配水資源，供應電能上發揮重要作用，因此，保證水利水電工程質量，確保其安全、穩定運行意義重大。施工單位應結合水利水電工程設計要求，做好施工導流及圍堰工作，認真落實各施工細節，促進施工工作的圓滿完成。

一、水利水電施工導流施工技術的應用

水利水電施工導流方法有全段圍堰法導流、分段圍堰法導流之分，兩種導流方法施工存在較大差別，應用時應注重相關環節的控制。

1.全段圍堰法導流

全段圍堰法導流指在上下游處各建設一道攔水圍堰，使河水從河床外的臨時泄水建筑物下泄。全段圍堰法導流包括隧洞導流、明渠導流、涵管導流等，其中應用隧道導流時，首先，合理布置隧洞。一方面，洞軸沿線應具有良好的地質條件，洞線盡量成直線型，洞轉彎半徑至少應為5倍洞徑，且轉角不能超過60°。另一方面，河流方向和進出口引渠軸線夾角不能超過30°。洞的大小應滿足應力及結構要求。其次，合理設計斷面。斷面分為方圓形、馬蹄形、圓形，如地質條件差可設計為馬蹄形。最后，合理控制槽率范圍。如為一般爆破不初襯時槽率應控制在0.035～0.044范圍；如為光面爆破不襯砌時，槽率控制在0.025～0.032范圍；如為混凝土襯砌槽率應控制在0.014～0.017范圍。

應用明渠導流時首先應保證渠身軸線伸出上下圍堰外坡腳，水平距離應滿足圍堰防沖要求。同時，盡量不要深開挖操作，注重縮短明渠軸線長度。其次，確定合理的進出口高程。進口高程應參考截流要求進行設計。為避免水下大量開挖，應適當抬高進出口高程。最后，注重槽率控制。應根據水利水電實際，查手冊，做相關的水工試驗加以確定。另外，如對通航無要求，應將壩段修筑在明渠中，并設置壩面缺口和導流底孔。如對通航有要求，應設置好閘門墩。

應用涵管導流時應在河岸巖灘上布置涵管。同時，每隔一定距離在涵管外壁設置截流環，延長滲徑，減緩滲透坡度，避免滲流的破壞。另外，保證涵管管深沉陷縫、溫度縫中的止水施工質量。

2.分段圍堰法導流

當水利水電工程處于寬河床、大流量位置，有條件布置縱向圍巖或和床覆蓋層較薄時，可考慮使用分段圍堰法進行導流。分段圍堰導流的前期借助束窄的原河道導流，后期需要修建泄水道進行導流。應用該導流法時，河床束窄程度的選擇應合理，一般可采用以下公式計算：

其中K、A1、A2分別表示河床束窄程度（%）、基坑與圍巖所占的過水面積（m2），原河床的過水面積（m2）。在一些水利水電工程中，K的取值范圍在40%～70%。

分段圍堰法導流后期導流的泄水道，包括底孔導流、壩體缺口導流、明渠導流。應用底孔導流時，應綜合分析封堵閘門設備、水利水電結構特點，以及負責的任務，確定最佳的底孔尺寸。同時，布置底孔時應滿足封堵、圍堰工程、截流等的要求。當其他泄流建筑物泄流能力不足時，可通過在壩體上預留缺口進行導流，其中應在綜合分析施工條件、泄流能力、設計流量的基礎上，預留合理高度、寬度的缺口。當河床一側的河灘基巖高度較高且岸坡穩定、舒緩時，施工中后期可考慮采用明槽導流。采用明槽導流時應綜合分析明槽的槽率、出口消能，盡可能保證其與永久性建筑物充分地結合。

二、水利水電圍堰技術的應用

水利水電施工中，為創造良好的施工條件需進行圍堰施工。按照所用材料圍堰分為混凝土圍堰、鋼板樁格型圍堰、土圍堰、土石圍堰。為方便水利水電施工，應選擇合理的圍堰類型，嚴格控制相關施工參數。

1.圍堰型式選用原則

水利水電圍堰類型較多，合理選擇圍堰類型，不僅可提高施工效率，而且能減少施工投入，因此，選擇圍堰類型時應滿足以下原則：首先，圍堰的抗沖性、防滲性、穩定性應滿足設計與施工要求，使水能夠平順流淌，不能發生嚴重的局部沖刷。另外，圍堰接頭與岸坡之間的連接應可靠安全，避免圍堰失事情況的發生。其次，因圍堰是需要拆除的臨時建筑物，因此，施工時應能就地取材、結構簡單，方便施工與拆除作業。最后，如需要，應增加相關保護措施，避免船筏因沖擊、冰棱等的影響而破壞。

2.合理布置圍堰平面

圍堰平面布置是否合理，直接影響圍堰作用的充分發揮，因此，布置圍堰平面時應結合圍堰設計、水利水電工程輪廓、導流方案等，保證圍堰平面布置的合理性。如導流采用全段圍堰法時，基坑由兩岸、上下游橫向圍堰構成。如采用分段圍堰法時，基坑還有縱向圍堰。施工中對上下游圍堰進行布置時均應根據水利水電工程輪廓而定。另外，還應做好圍堰的防滲、防沖施工。為保證圍堰的防滲效果可采用灌漿帷幕、防滲墻、斜墻接水平鋪蓋等進行防滲，施工中尤其應保證斜墻與鋪蓋的水下拋填質量。為提高圍堰的防沖刷性能，可采用柴排、拋石進行護底。另外，圍堰布置時應注重在上下游位置設置導流墻。

3.加強堰頂高程控制

圍堰施工時還應保證壩頂高程控制的合理性，具體可采用相關公式進行計算，其中計算上游圍堰壩頂高程的公式為：

計算下游壩頂高程的公式為：

公式中相關字母表示的含義如表1所示：

上下游圍堰壩頂高度計算公式字母及含義

水利工程施工中如果需要對一部分水流進行攔截時，應通過水庫調洪水計算堰頂高程。

另外，水利水電工程施工完成后，為保證水利水電工程功能的正常發揮，應及時拆除圍堰。為保證拆除作業安全性，拆除圍堰時，一方面，拆除工作應選擇在枯水時間或季節進行，作業前做好充分的技術交底。另一方面，制定圍堰拆除作業應急預案，發現險情及時撤離作業人員。同時，拆除過程中注意觀察水情、雨情等，發現異常應停止拆除作業。

三、結語

水利水電工程施工中施工導流及圍堰工作是否做到位，直接影響施工的安全性及施工的順利進行，因此，施工單位應加強施工導流及圍堰技術應用研究，嚴把相關施工細節及施工參數，保證導流及圍堰施工合理、科學。本文通過研究得出以下結論：

1.水利水電施工導流方式分為全段圍堰法導流、分段圍堰法導流，其中全段圍堰法導流時應結合設計要求及工程實際，做好充分的論證分析，確定采用隧洞導流、明渠導流還是涵管導流，無論采用何種導流方式施工中均應做好相關參數的把握，促進導流工作的順利進行。分段圍堰法導流時，應保證河床束窄程度選擇的合理性，一般在40%～70%。同時，還應做好后期導流泄水道施工工作的順利實施。

2.水利水電工程中應用圍堰技術時，一方面選擇圍堰型式時應兼顧功能要求，以及施工的便利性與經濟性。另一方面，根據水利水電工程設計要求及輪廓，對圍堰平面加以科學、合理布置，并采取措施提高圍堰的抗滲、抗沖刷能力。另外，還應保證上下游圍堰壩頂高程的合理控制。