張雪瑞 張春光
導流施工是水庫建設運行的重要環節,關乎水利工程的全局建設,需要根據施工現場環境,綜合考慮導流截流的落差和下游水位的關系,采用適當有效的導流施工技術。
水利工程施工過程中,為保證水工建設在干燥地面施工,避免水流對施工質量帶來不良影響,需要在基坑周圍設置圍堰,把水流導向泄水建筑物,即導流施工。常用的導流施工技術有全段圍堰、分段圍堰兩種。不同的導流方案,會對水利工程的施工質量、施工成本、施工周期和施工安全產生不同程度的影響。要根據施工實際情況確定導流施工技術:一要考慮水文條件,主要包括流量、過程線的特點、河水洪水與枯水水位;二要考慮河床寬度,對于比較寬闊的河床,為滿足施工期間的通航需要,可采用分期導流的方式,對于較窄的河床則可以采用隧洞導流、明渠導流等方式;三是導流方式,需要同時滿足給水、灌溉、通航的需求。
圍堰是水利工程施工中臨時修建的圍護基坑的設施,主要作用是把水、土等隔離在施工區域之外。施工人員在圍堰圍護的區域內進行基坑開挖、排水等施工操作,施工結束后,再把圍堰拆除。圍堰施工技術需要考慮四個方面:(1)結構穩定,強度足以起到防滲、防沖刷作用;(2)結構簡單,便于建設和拆除;(3)讓水流更加平順,避免局部受到沖刷;(4)圍堰接頭和岸坡相連的位置應該穩固可靠,以免出現滲漏,造成圍堰崩塌事故。
明渠導流施工技術適用于河床較窄、河岸較寬的地區,如果導流流量較大,也可以采用該技術處理,充分保障水利工程施工安全。若水利工程施工區域內原本就有河道時,也可將河道直接作為明渠進行導流施工,但需根據實際情況進行修復改造。施工人員需了解水利工程導流需求,利用現有條件修筑明渠,重點考慮明渠的導流軸線,明渠的進出口和高程優化相關指標。比如明渠的進口與工程所處河道的上游相連,明渠出口則要與下游水流相連,以滿足疏導水流的需求;明渠與河道交角不得超過30°,若現場條件允許,應盡量縮短明渠長度,減少施工量。
隧洞導流適合山區施工的水利工程,山區地形陡峭,通常處于河谷狹窄的地區,為了更好地完成導流任務,可以在施工區域修筑隧洞。施工人員可充分利用永久隧洞的客觀條件降低施工難度,但隧洞本身也具有導流量有限、對地質條件要求較高等特點,要根據河流、地質特點進行設置,保證隧洞的穩定性與施工安全,地理環境比較惡劣、存在坍塌風險等施工地段切不可修筑隧洞。為保證隧道導流施工效果,隧道需修筑在轉彎區域時,轉彎角度應控制在60°以內,要與施工區域內的建筑物、生活設施等保持合適的距離,避免干擾周圍居民的正常生活。
如果水利工程施工區域的河床較寬、河流量較大,而且施工周期較長,則可采用分段圍堰法施工。施工中應密切結合水工建筑物的特點,進行分期分段,充分發揮導流效果,消除水工建筑物給河流帶來的負面影響。分段圍堰導流施工過程中,要綜合考慮水位狀況、灌溉需求、河流水量等因素,結合施工條件靈活選擇缺口導流與孔底導流方式,還需要合理應用構筑物,減少施工量,為水工建筑物建設的有序進行提供保障。
施工人員應詳細調查施工區域內的水文條件、地理環境、地質結構以及周圍建筑物,在此基礎上確定導流施工技術。以標準化、規范化施工為出發點,綜合考慮施工成本、施工強度、施工工藝。以某水資源配置工程為例,工程跨越了一部分河段和溝段,河面寬度為13~14 米,長度20~26 米,粘土基礎,河道兩側的灘地性質良好,在綜合考慮多種因素的情況下,可選擇單側明渠導流施工技術。如果河床較窄、節流流量較小,則可以直接對圍堰進行全斷面填筑,截留材料可以就地取材,篩選土質的滲透系數。
嚴格按照導流圍堰水利建筑物的設計方案,綜合檢測施工區域內的各項參數指標,明確巖土結構與施工范圍,保證圍堰施工質量滿足水利工程要求。施工人員要嚴格參考施工圖紙、基槽開挖放坡等信息進行測量放樣,控制圍堰的砌筑方向,保證砌筑誤差在允許范圍內。
綜上所述,導流施工技術的應用,能夠全面提高水利工程的建設效率與施工質量,施工過程中應結合實際情況選擇機械設備輔助施工作業,消除影響施工質量的不利因素,充分體現導流施工技術的價值和優勢,以促進我國水利工程事業的長遠發展■