水利水電工程施工中導流問題及技術分析

鮑立華

導流可避免水流破壞水利水電工程，營造安全、適宜的施工環境，是水利水電工程施工需要解決的重要問題。本文分析水利水電工程導流施工中的影響因素，對相關導流技術進行分析，為其應用提供參考。

水利水電工程是我國的基礎工程，在調配水資源，促進農業發展上扮演著重要角色，因此，國家職能部門在水利水電工程建設上的投入不斷增加。水利水電工程建設涉及較多施工環節，其中導流是水利水電工程施工的基礎環節，應結合水利水電工程具體實際，應用合理的導流技術。

一、導流問題研究

水利水電工程施工中，影響導流效果的因素較多，包括地形條件、水文條件、地質條件等。眾所周知，地形高低影響水流方向，導流過程中應借助原有地形條件，應用合理導流技術，減少導流施工量的同時，保證導流效果。

水利水電工程導流時，水文因素應重點考慮。如導流時盲目作業，對工程所處的水文條件了解不深入、不全面，會影響導流工作的順利開展，例如，水位突然增加，如圍堰高度不足，會減弱導流效果，甚至引發危險。如水位長時間處于低水位狀態，圍堰過高會增加施工量及施工成本。

水利水電工程導流時，地質條件不僅影響導流效果，而且影響導流技術的選擇。導流作業前認真勘查水利水電工程地質條件，充分掌握水利水電地質構造，選擇合理的導流技術，確定最佳的導流方案，不僅降低導流施工難度，而且能獲得較好的導流效果。

二、導流技術分析

從大的方面看，水利水電工程導流方法分為全圍堰法導流、分段圍堰法導流，其中全圍堰法導流進一步細分為：隧洞導流、明渠導流、涵管導流，不同的導流方法，施工要求不同。

1.全圍堰法導流

（1）隧洞導流

隧洞導流指在河岸中開挖隧洞，在基坑的上下游位置修建圍堰，河水經隧洞下泄。該導流技術適合應用在兩岸地形陡峭、山巖條件良好、河床狹窄、流量小的河流施工中。為保證導流效果，一方面，布置隧洞時應保證洞軸線沿線具有較好的地質條件，且洞線為直線。另一方面，綜合考慮施工條件、地質條件設計合理的斷面形式，包括方圓形、馬蹄形、圓形，如地質條件差，可設計成馬蹄形。另外，確定合理的槽率。一般爆破不襯砌時槽率范圍為0.035～0.044；光面爆破不襯砌時，槽率范圍為0.025～0.032；混凝土襯砌時的槽率范圍為0.014～0.017。

（2）明渠導流

明渠導流指在河岸中開挖渠道，在基坑上下游修建圍堰，河水通過明渠下泄。該導流方法適合應用在工期緊、施工期有過木、通航要求、地質條件差無法采用隧洞導流、流量大的工程中。應用該導流方法時，首先，應將明渠布設在臺地較寬位置，渠身軸線應伸出上下游圍堰外坡腳，并且水平距離應滿足圍堰防沖要求，尤其防止深開挖，適當將軸線長度縮短。其次，確定合理的進出口位置與高程，即，進出口位置應不回流、不淤、不沖，高程符合截流設計要求。另外，為減少水下開挖量，應適當增加進出口高程。最后，設計斷面時應根據水流量，確定合理的斷面尺寸及斷面形式（復合梯形、矩形、梯形）。確定槽率應作水工試驗、查閱手冊，保證槽率設計的合理性。

（3）涵管導流

涵管導流指在巖基中進行溝槽的開挖，而后使用鋼筋混凝土進行密封形成涵管，水流經過涵管下泄。該種技術在堆石壩、土壩水利工程中應用廣泛。為保證施工質量，一方面，為避免壩身和涵管外壁形成接觸滲流，應在涵管外壁每隔一段距離設置截流環，將滲徑半徑延長，將滲透坡降低，減輕滲流破壞。另一方面，認真修筑涵管管身沉陷縫、溫度縫止水。

2.分段圍堰法導流

分段圍堰法導流指使用圍堰將水工建筑物分段分期圍護進行導流，分為底孔導流、壩體缺口導流、明槽導流。

（1）底孔導流

底孔導流指在土壩中修建永久或臨時底孔，使水流通過底孔下泄到下游，避免水位過高影響水利水電工程施工工作的順利進行。應用該方法時應通過計算水力，確定底孔的布置位置、布置數目、布置尺寸。另外，為保證枯水期正常泄水，地坎高程應設置在庫水位以下。底孔斷面可設置為圓角矩形或矩形，尺寸應盡量小。

（2）壩體缺口導流

如為混凝土壩且河流汛期較短，可考慮采用壩體缺口方式導流，即，汛期河水漲落較嚴重，采用其他導流構筑物無法滿足導流要求時，為降低給水利水電工程施工造成的影響，應在壩體上預留缺口，與其他導流構筑物一起導流洪峰，當上游水位回落后再進行缺口的修筑。

（3）明槽導流

當河水覆蓋層較厚，河水深度較深時，修筑縱向圍堰難度較大，河床一側岸坡穩定性好，河灘基巖較高時，可考慮采用明槽導流方式。采用明槽方式導流時，完成第一期圍堰后進行明槽的修筑，河水通過束窄的河床下泄。第二期工程施工時，河水便可通過導流明槽完成下泄。

另外，分段圍堰法導流時，保證導流時段的合理劃分尤為關鍵。劃分導流時段時應綜合分析施工進度、導流方案、河流水文特征等。劃分導流時段時應注意考慮以下內容：當水利水電工程施工工期長、不允許過水，洪水來臨前無法完成建設任務時，應考慮以全年作為劃分導流時段的標準；當洪水來臨前施工內容可發揮攔洪作用，則將洪水來臨前的施工時段作為導流時段；當使用分段圍堰法施工，中后期的導流借助底孔進行導流時，應劃分成三個導流時段。將河水經束窄河流下泄，第一期基坑工程施工劃分成第一時段。將河水從導流底孔下泄，第二期基坑工程施工作為第二時段；壩體全部上升，河水由導流底孔下泄。封堵底孔后，河水下泄通過永久泄水建筑物，完全或部分攔蓄在水庫中，直到水利水電工程施工完成，作為第三時段。

三、導流流量設計

水利水電工程施工中，設計合理的導流流量，有助于實現預期的導流目標。導流流量設計應重點考慮導流標準、洪水重現期與風險度。

1.導流標準

導流標準的確定需嚴格按照規范要求進行，在明確導流構筑物劃分級別的基礎上，參考下表內容，確定洪水標準。

導流構筑物洪水標準表

2.洪水重現期與風險度

為保證導流構筑物安全性，充分發揮導流作用，導流施工中應注重考慮洪水重現期以及風險度。其中洪水重現期指洪水在任何一年發生的機率。風險度指洪水在導流年限中發生的機率，計算公式為：

R=1-（1-1/T）L

其中T、L分別表示洪水重現期，年、導流構筑物使用年限，年。

T數值越大，R值越小，導流構筑物的造價越高，反之，導流構筑物造價越小；導流構筑物使用時間越長久，風險度越大。最佳的洪水重現期應保證風險損失費用和導流構筑物造價越小。

四、結語

水利水電工程施工時，做好導流工作尤為重要，可為水利水電工程施工工作的順利完成奠定堅實基礎。本文通過研究得出以下結論：

1.水利水電工程導流施工的專業性強，需綜合考慮諸多內容，要求施工單位做好施工前的地質勘查，充分掌握地形條件、水文條件、地質條件等。

2.當前水利水電工程導流施工技術較多，包括全圍堰法導流、分段圍堰法導流，應結合水利水電工程實際情況，做好充分的論證分析，以應用合理的導流技術。

3.水利水電工程導流施工時，應從導流標準、洪水重現期與風險度方面入手，確定合理的導流流量。