水利工程施工導流及圍堰技術的應用研究

鐘綿志

（山東省調水工程運行維護中心東營分中心，山東 東營257300）

1 引言

新發展環境下，隨著越來越多的水利工程項目相繼出現，相應的工程技術水平也得到了顯著提升。在水利工程施工建設中，導流技術和圍堰技術的應用能夠實現對工程使用中各種問題的預防和應對，保證水利工程的施工效果。

2 相關概念

2.1 導流

施工導流主要是在對水利水電工程進行建設的過程中，為了確保水工建筑可以在相對干燥的地面上進行施工，減少水流對施工的影響，使用圍堰對基坑進行圍護，將水流導向相應的泄水建筑物。在實際施工中，施工導流技術可以分為全段圍堰法和分段圍堰法[1]。施工導流是水利工程施工建設中一項重要的工程措施，導流方案的選擇會對工程施工的工期、質量、成本和安全等產生直接影響，必須得到足夠的重視。在對導流方式進行確定時，需要考慮3個條件：

1）水文條件，包括河流量大小、過程線特征、河水洪水及枯水水位等；

2）地形條件，主要是河床寬度，如果河床本身比較寬闊，并且在施工期間存在通航需求，可以采用分期導流，如果河道相對較窄，應結合實際情況選用隧洞導流或者明渠導流；

3）導流方式必須能夠同時滿足通航、給水、灌溉等方面的要求。

2.2 圍堰

圍堰是水利工程建設中修建的臨時圍護結構，能夠有效防止水、土進入建筑施工區域，方便施工作業人員在圍堰范圍內進行排水、基坑開挖和建筑施工[2]。在水利工程施工完畢后，一般都會將圍堰拆除。

圍堰技術要求體現在如下4個方面：

1）結構穩定，具備較高的強度和良好的防滲防沖刷性能；

2）構造簡單，能夠為施工、維護和拆除提供便利；

3）通過圍堰可以使水流變得平順，避免局部沖刷；

4）圍堰接頭以及與岸坡連接位置必須可靠，避免滲漏等因素引發的圍堰崩塌等事故。

3 水利工程施工導流技術的應用

3.1 做好施工準備

良好的施工準備是確保水利工程施工導流技術合理應用的前提。在水利工程建設前，建設單位和技術人員需要對工程的安全性指數進行測評，明確工程建設中的相關責任，完善問責機制，確保在發生問題時能夠及時找到負責人，督促工作人員以更加積極的態度完成各項工作。同時，應做好實地考察工作，了解水利工程施工建設區域的水文條件和地形地勢，對照水能指標、工期要求等做好相應的導流設計，為后續施工提供便利。考慮到導流技術應用環節可能會遇到一些突發狀況，在進行方案設計的過程中，必須做好深入細致的研究，結合實際施工情況做好風險評估，制訂應急預案[3]。

3.2 選擇導流方式

3.2.1 明渠導流

明渠導流需要在河岸或者灘涂位置對河道進行開挖，然后于基坑上下游位置做好相應的圍堰設計工作，將流水排出。明渠導流技術適用于相對平緩的河道、緩坡或者比較寬闊的海灘，若施工區域周邊存在舊通道，可以在舊通道中對明渠進行改道，通過這樣的方式能夠顯著降低成本，減少工作量。

3.2.2 隧道導流

隧道導流主要是通過在河岸上方建造隧道的方式，對水流進行引導，雖然單個隧道的引流量較小，但可以通過增加隧道數量的方式增加引流量。隧道導流適用于環境條件相對惡劣的山區，如河流兩側地勢險峻，水流迅速的山區，可以采用隧道導流的方法進行施工。在隧道轉彎位置，需要充分考慮各方面的影響因素，選擇恰當的轉彎方式，避免在隧道底部出現泥沙淤積或者強力沖刷的問題[4]。

3.2.3 涵洞導流

涵洞導流常見于部分小型石壩或水閘中，通過將水引入涵洞的方式實現導流。涵洞可以設置在山中或大壩巖石中，也可以設置在巖石海灘上，若涵洞需要經過墻壁，必須做好相應的防滲工作，以免其對墻體的穩定性造成影響。若施工現場環境條件惡劣，需要將涵洞構建在堅硬的土層上，以避免土層沉降而造成對涵洞的影響[5]。

3.2.4 全段導流

全段導流適用于水流量小、施工區域小、工期短的工程。在水利工程施工建設中，需要一次性完成河流的截斷工作，對河道內的建筑物進行充分運用，若周邊地質環境存在差異，則應采用不同的施工方案。例如，當河流位于山區時，兩側圍巖比較堅硬，或者存在永久性隧道時，可采用隧道分流方案；當河流處于平原，兩側地形平坦時，可采用明渠改道方案；當河流分流量較小時，可選擇涵管導流的方式。

3.2.5 分段圍堰導流

分段圍堰導流指借助圍堰對河床上的各類建筑進行均勻劃分，然后開展分段施工。當河床被包圍后，河流流經河床時可以對其進行截斷。分段圍堰導流技術適用于河流量巨大，河床寬度大且工程周期長的情況[6]。

4 水利工程施工圍堰技術的應用

圍堰技術是河流改道的一個重要組成部分，屬于臨時性結構，僅存在于施工分流期間，導流結束后會對圍堰進行拆除。圍堰可以對基坑進行保護，避免出現滲水問題，營造良好的現場施工環境。但是，圍堰施工可能占據河床，壓縮河道排水面積，導致流量和流速加快，帶來更加巨大的沖擊力。因此，在對圍堰施工方案進行選擇的過程中，需要充分考慮施工現場的實際情況，明確圍堰結構可能帶來的河流流速及流量變化，保證施工的順利進行。在水利工程施工中，圍堰結構大致可以分為以下幾種。

4.1 木樁圍堰

在水利工程施工中，木樁圍堰是一種比較常見的圍堰結構，適用于施工深度相對較淺的工程，能夠有效避免滲水問題。在實際施工環節，技術人員必須充分考慮各方面的實際情況，做好施工方案設計工作，選擇恰當的位置，將木樁打入基坑內，確保2個相鄰木樁能夠無縫連接，以確保其具備較好的封閉性[7]。

4.2 混凝土圍堰

混凝土圍堰同樣是水利工程施工中常見的圍堰形式，主要是將混凝土作為圍堰材料，具備良好的防水和防沖擊能力，工程量相對較小，即使水流沒過圍堰頂部，也不會對圍堰結構的穩定性產生影響，能夠實現混凝土與建筑物之間的可靠連接。混凝土圍堰結構采用鎖相連的形式，內部采用具備良好防水性能的材料，在施工過程中，需要先設置支柱，然后設置鋼板樁，填充防水材料到一定程度后，將支柱取出，繼續填充以滿足施工要求。混凝土結構容易出現開裂問題，尤其是在溫差相對較大的情況下，對此，在對混凝土圍堰進行施工過程中，應切實做好溫差控制，保證混凝土圍堰的施工質量。

4.3 過水圍堰

在水利工程分流方案中，圍堰技術的應用存在比較明顯的差異性，需要工程技術人員結合實際情況進行全面的分析，若導流方案要求水必須漫過基坑，應采取有效措施保證圍堰結構在水上部分的安全性，避免水流對圍堰的整體穩定性造成影響，如果發生泄漏，可能會導致下游斜坡深度滑動。在水利工程施工中，圍堰技術的應用以混凝土平板圍堰和加筋圍堰為主，加筋圍堰一般會在河流下游大壩水面設置加強格柵，避免水流沖走石塊，混凝土平板圍堰主要是在大壩向水面覆蓋1層混凝土板，這層混凝土板應具備良好的防水性能，可以有效預防滲漏水的問題[8]。

4.4 不過水圍堰

不過水圍堰結構與土石壩存在一定的相似性，對于材料的要求不高，一般在施工現場就能夠實現就地取材，減少了材料采購和運輸成本。導流環節結束后，土石圍堰的拆除比較簡單，避免了工期的延誤。不過水圍堰憑借自身獨特的優勢，在水利工程施工建設中得到了廣泛應用。需要注意的是，如果遭遇暴雨或洪水，則需要進一步做好防護工作，避免出現滲水問題。

4.5 鋼板樁圍堰

鋼板樁圍堰適用于各種滲水基礎，具有強度高、防水性好、可重復利用的優點。在水利工程施工中，考慮到施工面積較大，一般是將鋼板樁設置成圍堰，其包含了許多相互連接的單體結構，每一個單體由多個鋼板樁組成，中間使用土料進行填充。圍堰的維護范圍較大，不能對圍堰壁進行支撐，因此，要求每一個單體都能獨立抵抗傾覆和滑動問題，并且確保不會在聯鎖位置產生拉裂。

5 結語

在水利工程施工建設中，導流技術和圍堰技術有非常重要的作用，應得到施工技術人員的重視。在工程實際施工過程中，應充分考慮工程所處區域的環境條件和氣候條件，選擇恰當的施工方案和施工工藝，充分發揮導流技術和圍堰技術的作用，促進水利工程施工質量的提高，為我國水利事業的健康發展奠定堅實的基礎。