魯 軍 劉 城 嚴 彬
(南京市水務建設工程有限公司,南京 210000)
導流和截流技術的利用主要是為了改變施工區域的水文環境以及水流狀態,以此提供良好的施工環境。在利用導流和截流施工基礎的過程中,主要是為了將水流設置在施工區域以外的范圍。具體要點如下:第一,必須確保施工區域不存在水流;第二,要避免截流后水體對農田以及周邊生態環境造成不利影響,比如在截流過程中可能出現水流外溢情況,所以需要高度重視;第三,要避免造成環境污染問題,在水利工程建設過程中使用大量建筑材料和機械設備,會造成一定環境污染問題,這就要求施工單位切實做好管理措施,合理利用河流內部的水源,做好入水口和排水口設計,以此為截流墻建設提供保障,減少環境污染。
當前我國水利工程建設過程中截流和導流施工問題主要體現在如下方面:其一,前期勘察工作存在問題。在截流和導流施工之前必須全面分析地質環境、水文情況,進而為施工方案制定和技術利用打下基礎,不過一些施工單位未能做好前期勘察工作,由此造成設計方案缺乏合理性。比如出現水流沖回截流面情況;其二,施工技術操作不規范。一般情況下,導流截流施工必須考慮到工程量,施工所涉及的環節偏多,要求在施工期間明確分工,合理利用施工方法。然而一些技術人員未能加強技術把控,或者施工單位未能明確施工標準,由此導致水利工程建設后期出現滲漏甚至坍塌情況,嚴重威脅群眾的生命財產安全。
當前我國水利工程建設規模普遍較大,而一些水利工程施工環境較為復雜,由此造成水利工程施工工期偏長,要求在施工前期對河流水源合理導流,以此避免受到截流面影響導致水位上升威脅農業發展以及城市建設,這就要求施工單位科學制定導流施工措施,切實做好施工安全管理以及防止施工污染問題。具體說來包括以下兩個方面。
在水利工程項目建設期間,導流技術的利用十分關鍵,其主要作用在于通過引流降低截流面壓力,并且還能提升水利工程的安全性。在實際施工過程中需要注意以下問題:首先,要求技術人員具有專業能力。由于水利工程建設前期需要勘察地質和水文條件,然而地下水環境隨時變化,要求技術人員具有豐富的經驗,合理利用相關儀器和設備勘察水文環境,以此避免出現突發事件;其次,要保證前期勘察工作質量。這一環節主要是加強數據的采集和分析,并圍繞相關數據制定施工方案,合理選擇施工材料,最終保證水利工程建設的順利開展;最后,根據實際情況選擇導流方法,比如一次性導流施工工期較短,而分期導流由于需要分階段導流施工工期更長。從施工費用角度講,一次性導流施工所需費用較低,而分期導流由于施工階段較多,導致成本費用支出偏高,所以多數中小型水利工程會利用施工工期短、費用更低、維護周期較短的一次性導流技術,由此減少管理成本。相比之下,分流導流技術主要用于水壓較大的大型水利工程項目當中,可以確保整個項目建設的安全性。此外,如果水流較為湍急,一般會優先選擇分流導流技術,要求施工單位結合實際情況進行技術選擇,如圖1所示。

圖1 某水利工程導流施工
在導流工程施工期間需要合理選擇導流時段,盡管前期施工單位和技術人員對水文地質和氣候進行全面勘察,不過在施工期間依然可能受到外界因素的影響。比如施工期間突降大雨導致水位升高,施工流域流量加大,而導流施工難度隨之增加,甚至對施工人員安全構成威脅,這就要求在水利工程施工期間密切關注施工區域以及流域周邊的天氣情況,進而確定河流上游水量,選擇更加保險的導流施工技術。需要說明的是,在導流施工的整個過程中都需要開展好排水工作,不僅要考慮到自然因素,還要綜合考慮人為、經濟等相關因素,將各項因素綜合考慮,確保方案的可行性。因此,通常施工單位需要模擬施工情況,在導流項目整體設計過程中確定擋水時間。從該角度講一般劃分為全年擋水以及枯水期擋水,在選擇導流方式的過程中主要分析河流水位高低、河流流量大小等因素,如果水位變化幅度較大需要采取圍堰的方法解決,而枯水期施工單位可適當降低擋水高度。
該技術在水利工程中有著明顯優勢也存在著不足。具體說來:爆破截流技術的主要優點在于截流速度快、時效性高。在交通環境不佳、巖層堅硬等條件下施工效果明顯,并且在施工期間該技術可對周邊巖層和土體造成巨大沖擊,以此達到快速合龍的目標和渠道擋水的效果,等水位下降后再讓塊體投向水中并將龍口封閉。整體看來,該技術所投入人力以及機械設備較少,之后對滲漏區域以及承壓能力交叉區域修復即可,如圖2所示。

圖2 爆破截流技術圖示
不過爆破截流技術依舊存在其缺陷,主要表現為在爆破期間可能會對地質結構穩定性造成影響,還可能破壞周邊生態環境,而爆破之后的殘留物也會對水體造成污染。通常爆破后的截流面會導致滾石頻繁滑落,難以掌握截流方向,所以一般在施工結束后現場恢復難度較大。整體看來,爆破截流技術的利用需要注意以下方面:第一,是充分考慮周邊生態環境,避免出現環境污染問題;第二,要求在河流下游采取爆破截流技術,以此達到良好的截流效果;第三,要求施工單位密切關注天氣和施工區域降水情況,避免導致滲水強度增大。
下閘截流技術是瞬時截流技術的一種,在人工修建的泄水道使用較多,在沖擊壓力較大的河段中利用下閘截流技術可臨時性截斷水流,進而釋放河流壓力,確保在高壓環境下順利施工。施工期間可以把閘墩修在泄水道中,之后可以起到下閘截流作用。
盡管該技術在水利工程截流施工中利用較少,不過在地形復雜以及水流較深區域該技術作用十分顯著。在施工期間可利用大型石塊填充料,在科學計算后對截流區域拋投,所以說關鍵在于施工單位分析拋投區域實際情況,然后根據合同位置確定拋投范圍,該技術利用所需資金較少,不過使用大量填充料也會污染水源,甚至對生態鏈造成破壞。因此該技術普遍用于小型水利工程或者周邊環境已經受到污染的區域。
一方面,把截流戧堤建立在和床的一端或者兩側,以此促進河床逐漸變窄。當河床某個時間段出現過水斷面需要在龍口位置停止填筑,然后采取加固措施。并且對戧堤進行防沖保護;另一方面,科學選擇堵截時刻,保證戧堤合龍同時要對戧堤進行防護,避免出現滲漏問題。在截流操作過程中主要施工工序為近占、護底、合龍,在此基礎上對戧堤進行墊高和墊厚施工,也就是開展圍堰施工。截流操作過程中由于無需進行浮橋搭建,所以施工流程得到簡化,由此減少了人力物力的投入,可以帶來良好的建設效益,目前立堵截流技術在諸多水利工程中得到利用,如圖3所示。

圖3 立堵截流施工技術
該施工技術就是根據龍口寬度進行全線拋投施工,拋投的材料向上移動直到在水體中浮出,需要讓浮橋安裝到龍口上部,之后進行合龍操作。這種截流技術可沿著龍口寬面均勻拋頭,不管是單寬流量還是流速較小情況,單拋少量材料即可,不過對拋頭的強度、速度有著較高要求,在操作期間還要求河道兩側不可通行的船舶,以此確保水域的平穩性,避免河道水運受到干擾。在利用平堵法截流施工的過程中不可操之過急,必須根據工程實際特征把握施工流程。
綜上所述,在社會經濟發展的過程中,水利工程建設起到了保障群眾安全,促進地區農業經濟發展作用,為了真正發揮水利工程防洪、灌溉、發電等作用,需要在水利工程建設前期合理利用截流和導流技術,進而全面提升水利工程的穩定性。在施工過程中也需要施工單位制定完善的管理制度,合理進行技術選擇,進而延長水利工程的使用年限。