施工導流和圍堰技術在水利水電施工中的應用分析

楊克珊

摘要：水利水電工程是一項復雜的工程，在前期對工程進行設計時，要對施工導流方案和圍堰技術進行合理的選擇，在施工過程中要加強施工的管理，提高施工的質量，對資源進行最優化的配置，最終提高施工的水平，發揮水利水電工程的最大效益，為社會和經濟做出重要的貢獻。文章中以案例的形式，對水利水電工程中施工導流和圍堰技術的應用做了詳細的分析和討論，以期望能夠給同行業工作者提供可靠的理論依據，為水利水電施工提供有價值的參考。

Abstract： The water conservancy and hydropower project is a complex project. When designing the project in the early stage， it is necessary to make a reasonable choice of the construction diversion scheme and cofferdam technology. In the construction process， it is necessary to strengthen the construction management， improve the quality of the construction， optimize the allocation of resources， ultimately improve the level of construction， give full play to the maximum benefits of water conservancy and hydropower projects， and make important contributions to society and the economy. In the form of case， the article makes a detailed analysis and discussion on the application of construction diversion and cofferdam technology in water conservancy and hydropower projects， in order to provide reliable theoretical basis for workers in the same industry， and provide valuable reference for water conservancy and hydropower construction.

關鍵詞：水利水電工程;施工導流;圍堰;效益

Key words： water conservancy and hydropower project;construction diversion;cofferdam;benefit

中圖分類號：TV551? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0153-03

0? 引言

在水利水電施工的過程中，施工導流在其中起著重要的作用，它自始至終貫穿在施工過程中，可以將施工中的擋水和泄水問題進行很好的處理。而圍堰技術在施工中，是臨時的擋水建筑物，在水利水電施工中，由于建筑物的施工需要干地條件，所以在基坑排水時，圍堰技術是將水擋在建筑物之外的，保護干地建筑物的正常施工，相對于施工導流而言，圍堰技術更具有針對性和單一性。所以在水利水電施工過程中，要合理的應用施工導流和圍堰技術，使施工能夠正常、持續、順利的進行，提高施工的質量，節約施工的成本，最終提高經濟效益和社會效益。

1? 水利水電工程中的施工導流和圍堰技術的概述

施工導流是在施工的過程中由于河道的復雜性所致，要對所施工河道進行科學的引流，使水流能夠繞過施工現場，以此來保證施工的正常和順利進行，在河流大壩的修建工程中，施工的導流工程是重要的工程之一。一般情況而言，水利水電工程中導流有三個階段組成，即前期導流、中期導流、后期導流。前期導流，是采用圍堰技術，通過對水的阻攔，來確保水利水電施工的正常進行。中期導流，主要是提高大壩的抗洪能力，以河壩高度和汛期的水位高度為依據，對庫存的注水量進行確定。后期導流，是在導流的基礎之上，對水流進行設計，同時對大壩進行的相關施工。

水利水電施工過程中的圍堰技術，指的是在施工中對干地施工進行圍擋，防止水流的通過，以最大程度的保證施工的順利有序進行。圍堰技術是水利水電工程中的一項重要的技術，同時也是一項不可或缺的技術，重視圍堰技術的使用對水利水電施工有著重要的意義。它可以降低水流對河道的沖擊性，提高河道的泄水問題，降低了施工的成本，保證了施工的質量。

2? 水利水電工程施工導流劃分原則

目前，對于施工導流的設計和方案的確定，是根據施工現場基坑內的工程量大小來判斷：如果基坑內的工程量大，對截流后一個枯水期內不能完工，則施工導流方案要按照全年的標準進行設計施工，在此期間，對沒有完工的石壩部分要采取一定的措施，保證其在規定時間內保持干地狀態，保證施工能夠正常進行;如果基坑內的工程量小，對截流后一個枯水期內能完工，則可以根據河水的流量來進行設計，同時在設計的過程中要結合圍堰技術。

3? 施工導流技術在水利水電工程項目中的應用

水利水電施工過程中對施工導流方案的確認要能夠進行全方位、綜合性的選擇，要結合工程的實際情況（地理位置、水文條件、工程量大小、施工用途等），盲目的采取已有的施工導流方案，會嚴重影響水利水電工程的施工質量，會減緩施工進度。除了要結合工程的實際情況外，還要對導流施工方案是否經濟可行進行相關的分析和判斷，與此同時施工現場的相關人員的專業性水平是否過硬，對施工導流同樣起著重要的作用。施工導流技術的周期也很重要，要對其進行規范，要提前預測在施工周期中可能發生的不良影響，對于可以預防的，要提出預防方案，將影響降到最低，對于不可預防的，要想其它的替代方案，最大程度的降低不良影響的發生概率。在對施工導流技術方案確定之前，要精確的計算河流的水流情況，掌握水流的速度以及方向，由此能夠更好的確定施工的尺寸和范圍，做到科學施工。對于施工項目規模大和難度高的水利水電工程，要利用三維建模技術對其進行模擬化的分析和判斷，不斷的修改模型和參數，由此確定出切實可行的、科學的技術方案。

在對施工導流技術確定時，在考慮其經濟性的同時，也要考慮其是否可行。導流的過程沒有統一的標準，要能夠根據不同的地域環境、自然環境、水文環境等進行不同時段的劃分，與此同時在時段劃分后，也可能出現一定的危險因素，對水利水電工程造成影響，如洪峰值增加、泄水情況異常等，這些都是不可抗拒的因素，這便對相關技術人員的專業性提出了更高的挑戰。所以，施工設計的相關人員要保障導流方案的科學性和完善性，對于方案使用過程中遇到的問題，要有相關的解決對策，提前預測風險并提出方案，才能保證施工的正常順利進行，提高施工的質量。

4? 圍堰技術在水利水電工程項目中的應用

對于水利水電工程項目中的圍堰技術，通常情況下分為三種：過水土石圍堰、不過水土石圍堰、混凝土圍堰。首先，過水土石圍堰，這種圍堰技術要充分考慮圍堰結構，要特別重視水流對圍堰結構的沖力，最大限度的做好圍堰結構的防護工作，避免其在沖刷過程中造成的深層滑移，影響施工質量;其次，不過水土石圍堰，這種圍堰技術的應用廣，使用方便，即使相關的工作人員沒有較高的專業水平也能取得不錯的效果，由于圍堰結構的特征與土石壩的特征極為相似，所以可以充分利用現場的土石材料，同時對結構進行防滲處理即可，所以在一般的情況下都會使用這種圍堰技術。最后，混凝土圍堰，由于混凝土結構的強度之大，所以混凝土圍堰的結構也相對穩固，一般用于風險系數較高、地理位置較為特殊的施工項目中，它的抗沖刷力較強，防滲性較好，對于現場技術人員的專業性也提出了更高的要求，與此同時，從施工成本而言，它相對于過水土石圍堰和不過水土石圍堰，這種圍堰技術的成本很高。

5? 工程案例

5.1 工程概況

XXX水電站大壩工程主要包括90m長溢流壩段、左岸土石連接壩、右岸混凝土壩、1孔沖砂閘、進水口及壩頂交通橋。據相關資料顯示，1-4月和11-12月為枯水期，一年中其余月份為汛期，所以本項目在枯水期進行圍堰，XXX大壩的10年一遇枯水季洪水可流量為86m3/s（參考賽德2水電站），導流方式選擇上游圍堰。

5.2 導流及圍堰設計

5.2.1 水文資料

Xeset河是Xedon河最重要的支流之一，整個流域介于東經106°15'，北緯15°20′，屬老撾南部Saravane和Champassak省。由于存在對河川徑流有影響的山丘地形特征，Xeset流域陡坡面大大地減弱了東北季風的影響，因此，每年10月或11月份以后的河川徑流顯示了下降的趨勢。

Xeset 3水電站是Xeset河流梯級規劃中的第三個梯級電站，位于已建Xeset 1和Xeset 2水電站的上游。Xeset 3水電站工程是一跨流域引水發電工程，主要涉及到Xeset河及其支流Houay Sai溪和Houay Toy-Gnai溪。Xeset 3水電站流域面積為188km2，年平均降雨量為2587mm，年平均入庫流量為8.73m3/s。

5.2.2 進度文件的要求

根據進度文件的要求，XXX水電站大壩工程溢流壩、進水閘、沖砂閘EL：1025m高程以下的結構施工在2014年5月31日前完成，EL：1025m高程以上及左岸土壩第二個旱季完成。

5.2.3 設計流量的選定

截流設計流量為30m3/s，一期圍堰設計洪水標準為：10年一遇11月～次年4月枯水季洪水，流量86m3/s。

5.2.4 導流及圍堰設計

5.2.4.1 導流明渠設計

導流明渠如圖1所示，由于會出現沖刷，所以對明渠底及邊坡1018.5m高程，進行拋石，依照相關的標準，拋石護面系數n取標準值。在明渠的流量為最高時，其水位是1018m，由此根據相關標準，得出以下公式：

過水面積A=（3+3+5+5）/2*4=32m2

濕周χ=b+2*（1+m2）0.5*h=15.81m

水力半徑R=A/χ=2.02m

根據曼寧公式：C=（1/n）R1/6，求得C=24.99

根據謝才公式：V=C*（R*i）0.5=24.99*（2.02*0.7%）0.5=2.98m/s

可過流量Q=V*A=32*2.98=95.21m3/s>86m3/s

所以導流明渠符合10年一遇的枯水季洪水導流要求。

5.2.4.2 圍堰設計

該設計只是對上游進行圍堰設計，采用土石圍堰，尺寸具體設計如圖2所示。

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5.2.5 施工方法

5.2.5.1 工藝流程

渠面平整壓實→綁扎鋼筋網→模板制作、安裝→澆筑砼→人工修坡→灑水養護

5.2.5.2 模板制作、安裝

模板的制作，采用槽鋼，模板背面加焊鋼筋和鋼管，這樣是便于鋼筋樁對其的固定。模板制作完成加固以后，上報相關監理工程師進行倉內的驗收，隨后將內部的雜物進行清理。

5.2.5.3 砼澆筑

對倉內的攤鋪采取人工攤鋪，人工平整后用平板振動器對其進行振搗，待其振實后，采用滾筒碾壓提漿，并用吸水器吸取水分，使砼內部完全的振實，在振搗和滾筒碾壓的過程中要注意不能與木板進行接觸，最大程度的保護模板的位置。當振搗，滾筒碾壓完成后，再用木樁子和鐵抹子壓光成型，確保其達到相關標準。在砼成型后，要按照相關要求對其進行養護，周期為14天以上。當砼達在可以拆模時，拆除模板，對產生的蜂窩麻面進行相應的修補，以保證其符合設計要求。

5.3 導流明渠施工方案

對于導流明渠上層的土，用挖掘機挖，并將其填入左岸的圍堰，對于堅硬的巖石，用淺孔進行爆破，之后再用挖掘機進行清理，所清理的渣土填在圍堰的淤泥層。之后進行河床圍堰填筑，在上游的圍堰區坡腳位置拋石，其與填土區之間用碎石來填筑。右側上游是土料場，土料的裝載采用挖掘機，卸料采用自卸車。對于迎水面而言，要結合人工拋石，進行拋石護面。對于背水面河床淤泥部分，要等基坑抽完水以后，再打木樁護腳。施工導流圍堰工程量清單如表1所示，擬投入的人員及機械設備如表2、表3所示。

5.4 經濟效益分析

此工程項目中采用的是土石鋼筋混凝土圍堰，項目施工周期是20天，電站中通過為期半年的運行，可以看出采用土石鋼筋混凝土圍堰技術，完全符合工程項目施工的要求，施工質量良好，同時運行效果也非常平穩。該圍堰的經濟可行性顯而易見，在工期上比薄壁混凝土圍堰減少了5天，在成本上節約了10萬元左右。在運行的過程中，圍堰的滲透量小，來水是橫向的土石圍堰產生的滲漏，而排水是在施工區外挖井，排水泵只需要1臺6寸的即可。由此可見，其工程項目的經濟效益顯而易見。

5.5 安全保障措施

施工的安全性非常重要，所以在施工過程中要做好安全的防汛工作，只有做好防汛工作，才能確保各項工作能夠順利穩步的向前推進。以下從四個方面對安全防汛措施做了簡單論述。第一，防汛工作離不開完善的防汛組織結構，同時防汛工作的相關人員也要有一定的專業知識，項目部的相關人員可以組建完善的防汛組織，以項目經理為主要負責人，定期的組織部門相關工作人員學習防汛的專業知識，同時制定相應的防汛管理制度，將責任落實到個人，通過學習認識防汛工作的重要性作用;第二，提前預測汛情，在汛期到來之前要及時匯報，以便掌握汛情的動態，于此同時汛期期間要時刻保持高度警惕，保證汛情信息的互通有無;第三，配備專業的防汛設備，任務布置要精細和明確，在實際的防汛工作中，要能夠在各司其職的情況下，團結一心，積極的投入到防汛工作中;第四，防汛設備的準備要考慮全面，草袋、石塊、木樁等都要配足，只有充足的防汛設備才能鼓舞士氣，使防汛人員以更加飽滿的熱情投入到防汛工作中。

6? 結束語

綜上所述，在水利水電施工中，施工導流與圍堰技術已經成為了水利水電工程的核心，在技術使用的過程中，要嚴格按照相關規范進行，科學合理的運用相關技術，根據施工的實際情況進行導流的階段劃分，有針對性的進行施工，合理的采用圍堰技術，降低施工成本，提高經濟效益，使資源得到最優化的利用，保證水利水電工程的正常持續進展。

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