關(guān)于水利水電施工中施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)研究

肖思滔 深圳市龍華區(qū)龍華街道建設(shè)工程事務(wù)中心

1.引言

水利水電施工過程中，施工導(dǎo)流是保障施工過程穩(wěn)定性、保持干地施工條件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，圍堰工程的施工質(zhì)量也會(huì)影響水流攔截與疏導(dǎo)效果。下文以某省水電承建工程（以下簡稱為A工程）為例分別闡釋施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的概念、應(yīng)用方式及應(yīng)用效果，對圍堰施工中測量放線、設(shè)護(hù)坡木樁、人工堆碼裝袋黏土等技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行闡釋，旨在為水利水電工程建設(shè)提供思路與方法。

2.施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)

2.1 施工導(dǎo)流技術(shù)

施工導(dǎo)流技術(shù)主要分為以下幾種，明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵洞導(dǎo)流、渡槽導(dǎo)流、底孔導(dǎo)流、缺口導(dǎo)流、疏齒導(dǎo)流等（見表1）。而明渠導(dǎo)流和隧洞導(dǎo)流是最常用的方式。

表1 施工導(dǎo)流類型及不同施工導(dǎo)流技術(shù)的適用范圍

2.1.1 明渠導(dǎo)流

明渠導(dǎo)流一般適用于地勢較為平緩的河道以及相對寬廣的平原地區(qū)的灘地。其主要布渠的方式為，在基坑的上下游修建圍堰，引導(dǎo)河水經(jīng)過渠道流淌，以使河水下泄。明渠導(dǎo)流擁有顯著的優(yōu)勢，施工成本和工程量均是最低的，同時(shí)，導(dǎo)水量也相對較大，更容易滿足排水以及通航的功能。明渠導(dǎo)流在實(shí)際的應(yīng)用中，首先應(yīng)該規(guī)劃相對明確的導(dǎo)流線路，同時(shí)應(yīng)該注意滿足防洪的要求，尤其是有彎道時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該至少是渠道最底處寬度的5倍，這樣才能不至于轉(zhuǎn)彎處成為引流的瓶頸。

2.1.2 隧洞導(dǎo)流

隧洞導(dǎo)流，通常在水流量較小，以及地形地勢相對狹窄的區(qū)域采用，尤其是在河床既狹窄又陡峭的區(qū)域，特別適合采用隧洞導(dǎo)流的施工方式。但是，隧道導(dǎo)流也有顯著的缺點(diǎn)，即隧道導(dǎo)流的泄洪排流效果相對較差，引水排水量相對較小。但是，隧道導(dǎo)流施工效率很高，并且能夠有效地保障施工質(zhì)量。隧道施工的主要程序在于，施工前需要確定導(dǎo)流的施工軸線，在有彎道的區(qū)域，也應(yīng)該注意彎道的長度以及轉(zhuǎn)彎角度。

2.2 圍堰技術(shù)

圍堰是指水利水電導(dǎo)流工程中用以擋水的建筑物，主要用來維護(hù)水利水電主體建筑基坑。圍堰技術(shù)主要分為全段式圍堰技術(shù)和分段式圍堰技術(shù)，不同類型圍堰的施工難度、安全防護(hù)性能等也相差較大。

2.2.1 全段式圍堰技術(shù)

全段式圍堰技術(shù)是通過建筑進(jìn)行圍堰，以將河床全部截?cái)?，使得水流按照預(yù)定的流向流淌到固定位置，這種方式可以一次性施工。只要施工環(huán)境能夠滿足這種作業(yè)方式，則可以采用全段式圍堰導(dǎo)流技術(shù)。同時(shí)，在流速較快的水域，以及基坑較小的水利水電施工中，也可以采用全段式圍堰技術(shù)。

表2 下游圍堰堰頂高程計(jì)算公式說明

2.2.2 分段式圍堰技術(shù)

分段式圍堰導(dǎo)流技術(shù)，簡而言之，就是需要分多次進(jìn)行圍堰，并非一次性就能實(shí)現(xiàn)全部工程施工的一種技術(shù)。這種圍堰技術(shù)，施工人員需在河床以及大壩或者一些具有建筑工程進(jìn)行制約的條件下而使用的一種導(dǎo)流方式。分段導(dǎo)流能夠有效降低水利水電施工中的建設(shè)壓力，但是，這樣的施工技術(shù)具有非常高的要求，施工人員必須對工程項(xiàng)目進(jìn)行非常全面的數(shù)據(jù)采集工作。

3.水利水電施工中施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的具體應(yīng)用

本文以A工程項(xiàng)目為例。

3.1 A工程概況（表3）

表3 A工程基本概況

3.2 A工程施工中施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）圍堰方案。圍堰可采用木板樁圍堰和土石圍堰的技術(shù)，A項(xiàng)目水深0.6-1.0m；淤泥深1.2-1.5m，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)以及A工程基坑開挖施工的需求，擬采用人工編織袋裝土分層疊加堆碼的圍堰施工技術(shù)，圍堰外邊坡1:1，外側(cè)采用彩條布防滲措施、木樁護(hù)坡措施，內(nèi)側(cè)采用鋼板樁支護(hù)措施，并導(dǎo)流排水，排水面寬10m。圍堰方案如下圖1所示。

圖1 A工程圍堰方案

（2）測量放線。圍堰施工前需要明確堰體砌筑位置，要做好測量放線工作，在施工現(xiàn)場清晰設(shè)立施工標(biāo)志、科學(xué)確定測量控制點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)上文所述的共識(shí)準(zhǔn)確計(jì)算出上游圍堰堰頂高程，并以相應(yīng)的公式及模型計(jì)算圍堰堰體砌筑斷面尺寸，施工中對高程與斷面尺寸進(jìn)行隨時(shí)測量。

（3）設(shè)護(hù)坡木樁。A工程施工地點(diǎn)淤泥較深，可能出現(xiàn)堰體滑移的情況，因此該工程采取了木樁護(hù)坡措施，在堰體兩側(cè)坡腳處設(shè)長為6米、直徑為20厘米、間距為50厘米的護(hù)腳木樁，并采用人工方式將木樁深深打入到淤泥層中。

（4）人工堆碼裝袋黏土。A工程施工現(xiàn)場周邊沒有可裝填進(jìn)人工編織袋作為堰體的材料，因此需要從外采購黃土，并保證每袋黃土大約為編織袋容積的二分之一或三分之二，在堰體砌筑前，需要將裝填黃土的編織袋放平，采用上下左右互錯(cuò)的方式堆碼整齊，上部位置則采用木桿鉤送，直至堆疊高度達(dá)到標(biāo)高。

（5）鋼板樁支護(hù)。通過測量發(fā)現(xiàn)，A工程施工現(xiàn)場淤泥較深、淤泥量較大，所設(shè)置的圍堰極有可能出現(xiàn)不均勻沉陷的情形，并且有坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，為此，除在堰體旁設(shè)置木樁支護(hù)措施外還增設(shè)了鋼板樁支護(hù)，主要的施工技術(shù)為：精確測量鋼板樁的距離以及布設(shè)方式。同時(shí)，清除淤泥，采用機(jī)械方式將鋼板樁打入淤泥下5米，并在鋼板樁之間填充土袋，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（6）淤泥清除。圍堰施工完成后，需清除圍堰內(nèi)的淤泥。采用機(jī)械方式對圍堰內(nèi)污泥進(jìn)行深度處理，此過程中施工人員及機(jī)械需要遠(yuǎn)離淤泥清理區(qū)，防止機(jī)械設(shè)備陷入淤泥中。

4.結(jié)語

水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)的主要目標(biāo)在于對區(qū)域內(nèi)電力資源以及水資源進(jìn)行合理分配，避免電力資源浪費(fèi)并有效控制水資源的流向，能夠保證區(qū)域內(nèi)電力資源供應(yīng)的充足性、防止區(qū)域遭受洪澇等災(zāi)害。施工導(dǎo)流是水利水電工程施工中常用的關(guān)鍵核心技術(shù)，通過對周邊水流的有效攔截、引流、疏導(dǎo)等措施為水利水電中干地工程提供更為安全、可靠的施工環(huán)境。圍堰技術(shù)是指綜合運(yùn)用多種施工材料形成圍堰效應(yīng)，分隔施工現(xiàn)場與活水水源，保證施工過程的安全性與穩(wěn)定性。從兩者的應(yīng)用目標(biāo)來看，均為避免水源對水利水電施工過程造成負(fù)面影響，隨著水利水電工程的發(fā)展以及技術(shù)的革新，在實(shí)際施工中也可聯(lián)合運(yùn)用施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)。