水利水電施工中施工導流與圍堰技術研究

丁晶晶

（湖北水總水利水電建設股份有限公司，湖北武漢 430000）

1 水利水電施工導流技術及其應用

1.1 明渠導流

明渠導流是指在地勢平緩的河道和寬廣的灘地平原地區，在河灘和河道兩岸進行渠道開挖，修建圍堰于基坑的上、下游，促使河水可通過渠道下泄。在水利水電施工中，應充分利用原有河道進行明渠導流，可有效降低水利水電施工成本和工程量。明渠導流一般適用于河床較寬、沿岸較廣闊的古河道或臺地，不適合用于流量大河床狹窄和河床覆蓋層較深的地方。如果導流需求較大，該地方不適合隧道導流，水利水電施工需滿足排冰和通航的要求，可采用明渠導流方式。明渠導流具體應用時，應先布置明確的導流軸線，一般布置在距離河床距離不遠的寬闊的古河道或臺地上，明渠軸線延伸出上下游圍堰外坡腳，水平距離應滿足防洪的需要。明渠出入口位置應與上、下水流連接，為確保水流暢通，要求明渠轉彎時的最小半徑應大于渠道底寬度的5倍，明渠軸線設置應盡量縮短渠道長和深度。

1.2 隧洞導流

隧洞導流常用在水流量不大、地形地勢相對崎嶇惡劣的地方，在河床狹窄、陡峭的地方也適合采用隧洞導流施工。該導流施工技術泄洪能力一般，但施工效率較高，可有效保障施工質量。在隧洞導流施工時，首先應確定隧洞導流的施工軸線，確保施工能順利開展。在布置軸線時應按照相關要求進行施工，當軸線需要轉彎時，應明確合適的彎道角度和長度。

1.3 水利水電工程施工導流應用方案

1.3.1 分段圍堰法導流

分段圍堰導流施工指采用圍堰的方式對建筑物進行統一分割以便施工，先圍住一側河床，水流通過河床時，對經過大壩的河水截流，分段圍堰法導流主要適合應用在河床較寬、流量較大、施工工期較長的水利水電工程施工中。

1.3.2 全段圍堰法導流

全段圍堰法導流指圍堰能一次性截斷主河道，水流可被疏導到兩邊的泄水建筑，由于建筑物不同，兩邊下泄的方式也不同，可選擇單次導流的方式，再合理劃分河道分別開展明渠導流、隧洞導流以及涵洞導流施工。一般情況下，全段圍堰法導流主要適用于水流量較大、河槽較深的情況下，根據河槽兩邊臺地的大小開展一次性攔截和明渠導流。在實際導流施工時，應結合不同汛期河流泄水的情況，制定科學合理的施工導流方案，合理規劃施工導流、合理安排施工工期。當出現復雜的水利水電工程時，可利用BIM三維建模技術在施工前提前做好模型構建和施工過程、施工結果模擬，制定科學的方案，確保工程施工順利進行。

1.4 導流施工技術的應用要點

導流施工技術的合理應用將有效提升工程施工的質量，科學選擇壩址、制定科學合理的施工方案是確保水利水電整個工程質量的基礎。首先，在施工應用前，須進行現場實地調研勘察，了解施工當地的自然地質情況以及水利水電的工程量，并以此為依據制定科學合理的導流施工方案。綜合考慮施工的難度、技術性、經濟性和安全性等，確保施工導流方案可滿足施工技術要求，節約成本、縮短工期。其次，采用科學合理的導流施工技術，確定導流施工方案的具體布置，做好前期場地布置、材料設備準備等工作。在施工時，如果水利水電工程為壩體結構，須在河道的枯水期采取截流的措施，通過建筑物修筑抵御洪水。施工導流前應確定擋水量和圍堰水平，在河床截流期應確保水壩防洪高度，在施工時將壩體的高度與汛期河流的深度作為庫存注水量基礎，提高防洪的水平。在施工后期應采用導流施工將水流引入大壩中與設計的高度基本齊平。整個施工工藝較復雜，技術人員須進行相關數據信息的整合和處理，并選用合適的導流方案、技術，以確保水利水電導流施工順利完成。

2 水利水電施工圍堰技術及其應用

2.1 不過水土石圍堰

不過水土石圍堰是當前水利水電工程施工中應用最廣泛的施工技術，該圍堰施工技術在實際應用時，具有操作簡便、取材方便、適應能力強的優勢。不過水土石圍堰技術應用時，可直接取用當地土石材料，運輸方便可節省施工成本，在現場施工時對技術要求不高，可在各種基礎上開展施工。該圍堰技術施工的工程量較大，存在較大的沉陷量，圍堰不允許過水，在汛期應采用科學有效的防護措施，以免出現施工安全事故。

2.2 過水土石圍堰

水利水電施工圍堰技術中，過水土石圍堰技術使用的是鋪設鋼筋網的方式，將鋼筋網設置在圍堰下游大壩坡面上，鋼筋網的作用是避免圍堰上游坡面石塊被沖走，并將主錨筋埋設于下游的堰體中，在發生水流沖擊時，圍堰的頂端與下游剖面不會同時滑動，引起圍堰事故，可提升圍堰施工的安全性。由于過水土石圍堰的結構與土石堤壩結構較類似，在施工時可就地取材，直接將堤壩用剩的土方石料或廢渣用作圍堰施工材料，圍堰結構拆除方便。但該圍堰施工技術在實際施工時工程量大，所需花費的人力、物力較多，工期較長、沉陷量較大，尤其在汛期時，必須開展圍堰結構維護工作，避免圍堰發生坍塌，影響圍堰結構作用的發揮。

2.3 混凝土圍堰

混凝土圍堰施工技術采用了高防滲水和抗沖擊能力強的混凝土材料，將此類材料應用于圍堰施工中，可起到提高水利水電工程耐用性、抗沖擊性、抗腐蝕性的效果，延長工程的使用壽命。水利水電工程中所有建筑物均由混凝土施工而成，混凝土圍堰施工促使各個結構間的連接性、防滲能力增強，使水在通過水利水電工程圍堰頂端時，滿足各項要求。

2.4 圍堰平面布置和堰體砌筑

圍堰基坑的面積不平均時，會影響主體水利水電工程的施工質量。在實際布置平面時，應將基坑的橫向坡趾和主體結構輪廓之間的距離控制在20 m以上，基坑縱向坡趾應距離主體工程結構輪廓2 m內。應結合主體工程結構的輪廓、導流方案和圍堰的類型，根據主體結構輪廓布置上下游橫向圍堰。在圍堰砌筑施工時，須先進行測量放線，明確好堰體的軸線并劃分施工范圍，測量圍堰體斷面尺寸和整體砌筑的高度并合理設置護坡木樁。在砌筑時要求整齊擺放，在圍堰體結構砌筑結束后應敷設布條以起到防滲水的作用。在支護時從圍堰體內部開始打樁，在圍堰體和鋼板間填充好土袋，清除淤泥，在全部工作結束后要求做好人工排水檢查，以確保該結構防滲性能良好。

2.5 木板樁圍堰

木板樁圍堰只適用于深度較淺、基坑面積較小的水利水電工程施工中，利用該技術可有效避免圍堰結構出現漏水問題。采用木板樁圍堰施工可實現榫槽和全部木板樁的連接，具有較好的防滲水效果。當施工只有較淺的水流時，應確保單層木板樁施工中內部結構的支撐木板樁木板樁圍堰受力均衡，以確保圍堰結構的安全穩定性。

3 提高水利水電施工導流技術和圍堰技術應用水平的措施

3.1 提高施工人員應用能力

施工導流技術與圍堰技術應用水平將直接影響水利水電工程的質量，作為兩種技術的實際操作人員，施工技術人員須充分掌握兩種技術的施工原則、施工內容和流程要點，可在實際作業中利用兩種技術確保工程順利完成。導流技術與圍堰技術對技術的要求較高，施工人員須提前到現場進行勘察，再結合勘察的結果制定科學合理的施工方案和施工計劃，按照施工流程完成作業。其次，應加強對施工計劃的管理，對工藝復雜的水利水電工程，應加強對計劃的審查監督，按照工程現場實際要求合理安排工期，確保發揮施工導流技術與圍堰技術的應用效果。由于水利水電工程施工量較大，需要運輸各種類型的材料，施工計劃不到位會引起現場混亂，應降低施工故障發生概率。

3.2 做好技術施工

水利水電工程包含的技術很多，其中最關鍵的是施工導流與圍堰技術，在水利水電工程施工時施工導流技術的應用，應先采用圍堰技術在河道制造干地，再進行導流。導流技術在應用時分成三步，首先，利用河道干地對河道水流進行初步引導，在河床上截斷河水修筑大壩，再利用該堤壩進行導流，導流的建筑體應預留疏通孔，到汛期大壩需水量不斷上升后，將孔道封住可起到良好的防洪作用。最后，封堵導流的建筑物，確保整體水利水電工程施工順利開展。

對于圍堰技術的應用，土石圍堰施工技術操作簡單、取材方便、適應能力較強，木板樁圍堰主要被應用于面積較小、深度較淺的基坑施工中。具體施工時，按照設計圖要求開挖邊線并測量放線，再利用挖掘機清理圍堰基礎，最后將大量來自堤壩主體廢渣的填筑材料，采用推土機分層攤鋪碾壓。

4 結語

綜上所述，水利水電工程建設的質量將直接關系到人們的生活質量，為滿足人們生活生產對供水供電的需求，須確保工程的安全穩定。從安全的角度來看，采用施工導流與圍堰技術均需要嚴格按照規范標準開展，需要遵循客觀規律，采用相應的預防控制措施，以確保水利水電工程施工的安全可靠性。在實際應用施工時，應積極利用周邊的水環境和水資源，提升操作人員的現場應用能力，做好施工規劃，按照施工技術要求和流程開展施工。做好全程施工檢查與維護，尤其應加強對邊坡穩定性、結構防滲部分的監督控制，做好安全防護工作，以確保工程施工順利進行。