水利工程施工中導流施工技術探究

張朋輝 路長順 劉樹森

（河北省保定市易縣水利局，河北 保定 074200）

現階段，農業灌溉、水力發電、防洪抗澇等基本民生保障工作中水利工程均發揮著重要作用，并對社會發展、經濟發展產生影響。因技術要求的提高，在擴張水利工程規模的同時更要重視其施工質量，而技術的應用則成為工程施工中不能忽略的重點，導流施工技術是水利工程建設中的常用技術，受到諸多客觀環境因素、人為因素等作用而對水利工程施工的整體質量、整體進度等產生影響，為此必須確保導流施工技術的科學合理應用，以及技術應用過程的管理，進而保證各施工環節的有序推進，避免對水利工程施工質量造成不良影響，也確保水利工程切實發揮其對民生的保障效用。

1 導流施工技術的概述及選擇原則

1.1 導流施工技術的概述

水利工程施工中，利用一定的引流手段將水流方向改變以為施工過程提供及時用水、減少水流滲透對施工區域影響的技術就是導流技術。該技術是水利工程施工中的常見技術、關鍵技術，通過設置圍堰將水源引流到不會影響整體施工的基坑中，并加以維護防止產生滲透問題，如此為水利工程的施工構建良好且穩定的環境，對施工質量提供有效保障。

1.2 水利工程施工中導流施工技術的選擇原則

導流施工技術按照具體操作方式和適用場景而被分為不同類型，水利工程施工中對于導流施工技術的選擇和應用需要把握好一定的原則。

首先，需從整體進行考慮，即考量施工區域自然環境、施工資金成本，管理人員與施工人員對施工場地進行實地勘察，了解其自然地理條件、水文條件等，結合水利工程施工要求，具體情況具體分析，合理選擇適當的導流施工技術進行施工。同時，要注意導流施工技術的經濟效益，制定預期規劃并評估預算成本，盡可能在施工要求內控制最低施工成本，保證水利工程的經濟效益。

其次，從更細節的方面進行考慮，施工之前技術人員需對水流的整個流域情況進行分析，了解其對水利工程的影響性，在規劃技術應用時盡量做好問題的預防，并且要注重施工周期，考慮到各種客觀因素影響的情況前提下盡量縮短工期，保證人力、物力與財力的節約。

最后，導流施工技術的選擇還要考慮到各部門、各人員的能力水平是否可以給予支持，是否能夠形成有效的配合與管理，盡量優化部門與人員來滿足導流施工技術的需要，提高導流施工與水利工程施工的整體效率。

2 水利工程施工中導流施工技術的應用

2.1 圍堰技術

圍堰法包括全段性圍堰導流施工和分段性圍堰導流施工兩種類型，全段性圍堰導流施工技術主要是將水利工程所處區域的河流視為整體而開展一次性的導流施工，一般是先建設攔住河流的圍堰，其通常以大壩、水閘作基礎，將河流水源引流入下游，這種技術的優勢在于將水流一次性導流完畢后，后續則避免了再次拆遷。因一次性導流所處理的水流量是比較大的，對施工技術的挑戰性也比較大，為確保導流施工的效果則更適用于規模較小或水流量較小的水利工程當中，其他較大型的水利工程則很難有條件采取此種導流技術方式。分段性圍堰導流施工通常以時間和空間兩個標準作為分段的依據，具體按照哪一標準則根據工程施工的實際情況來決定，一般適用于水利工程施工周期長且區域內水流量較大的情況中。在利用分段性圍堰進行導流時，于前期要先建設泄水建筑，將河道變窄，為下泄創造條件，之后在后期將水流引入而完成泄水。建設泄水建筑時為達到更好的泄水效果，缺口和底孔是必須合理設計的，若選擇缺口泄水則根據地勢、導流方向等規劃其大小、坡度等，若選擇底孔泄水則根據水流規模、導流需要等規劃其位置、大小等，從而確保導流施工的順利進行。[1]

2.2 隧洞導流技術

隧洞導流技術是一種應用難度較高的技術，適用范圍比較小，且所需成本也比較高，因而在具體應用過程中通常是在其他技術方案均不可行時才選擇此種技術，常用于復雜地理環境下的水利工程施工中，工程管理人員選擇時必須保持足夠的謹慎，做好可靠性的分析。該技術雖然難度較大，但是也能夠解決一些嚴重阻礙工程有序推進的問題。在應用該技術時，需先將水源引入河床區域范圍內，再進行引流，按照規范的順序施工操作才能保證施工的整體質量效果，避免產生不良問題。進行隧洞設計時，分流狀態的確定是關鍵，這需要以水利工程的實際建造需要為依據，設定合理的分流軸線，科學計算隧洞長度、方向后進行施工，同時也不能忽略隧洞內的巖石，還要根據實際施工要求合理計算確定巖石的間距、厚度等，確保其受力性能，以保證選裝與使用正常。隧道的彎道一般要求＞120°，這樣才能避免在彎角處形成過多沉積而影響導流效果。

2.3 涵洞導流技術

涵洞導流技術適用于農村、山區等規模較小的水利工程施工中，其優勢在于施工操作簡單、工期短、成本低，一般是根據水利工程情況在其基坑的上游位置、下游位置建設圍堰用于擋住水流，再通過涵洞將水源進行導流。對于涵洞的挖掘，主要考慮到水利工程和河流區域所處的地形位置，合理選擇涵洞點位，盡可能確保較小的工程量以及穩定性。當選擇的涵洞位置周圍巖石比較松散有塌落風險時，需先利用一定技術進行加固，保證結構穩定后再繼續導流。而當選擇的涵洞位置處于硬土層時則先對上層土體壓力進行評估計算，把握好其受力要求再對其進行加固，為避免受力情況下出現落石、落土等問題，防止對涵洞造成堵塞，還需使用水泥對內壁進行涂抹施工，進而確保導流施工順利進行。

2.4 明渠導流技術

明渠導流技術在水利工程施工中較為常見，其具體應用是將圍堰分別設置在河流區域的上游和下游位置，實現對水流的有效引導。此種技術的優勢不僅體現在施工便捷、引流效果好、安全性高，而且還能夠最大程度地減少對水利工程及其周圍生態環境的影響，可以獲得更好的經濟效益、生態效益。在具體應用此技術時，施工人員需充分考慮幾個關鍵要點：一是挖掘隧洞的設備設施以及施工人員是否足夠專業；二是挖掘隧洞的河床地質條件是否滿足工程要求及其支撐力是否能夠滿足最大導流量；三是施工河道以往是否進行過排冰、通航。在確保所使用設備設施、所安排施工人員專業的基礎上，明確河床地質的支撐能力，繼而合理規劃明渠的建設施工。同時，在明渠布置施工中也要對進出口的高程進行科學計算，保證導流需求。當所處地基土質比較軟時，先進行防滲加固，當明渠需設置彎道時需控制其彎道半徑，一般要求不小于河道寬度的三倍長，并盡量選擇地形、地勢較為平坦的區域，從而才能保證導流效果。[2]

2.5 壩體缺口導流技術

混凝土結構是水利工程施工中的重要組成部分，主要用于主體結構建設中，一方面是維穩整體結構，另一方面是減少成本投入。壩體缺口導流技術就是在此基礎上所設置的，于混凝土壩上設置缺口進行導流，根據施工要求需先按照導流需要確定土壩的高度、體積尺寸等，確保壩身間隙符合標準，以穩定狀態支撐導流施工，缺口的大小、方向則根據導流系統和水流量而定，一般是以汛期的水量為參照，保證較大水量時壩體缺口也能夠發揮出其排水、引水作用，實現有效導流的目的。過量的水流經缺口排出后，水利工程在其承受范圍內則可以繼續保持良好的運行狀態，可大大延長水利工程的使用壽命。而當汛期結束后，導流施工完成時，管理人員需及時安排施工人員對缺口進行修補，以保證其后續功能作用的發揮。

3 水利工程施工中導流施工技術應用案例

以某河段河道生態修復為例，其工程總長度約為1.7km，總面積約為20 萬m2，整體地勢較為平緩，西高東低從山區流出形成沖洪積扇進入平原地區，含水層主要由砂、礫石層和較薄的粘性土構成，隔水底板由泥巖和砂巖共同構成。由于施工范圍較大，對施工技術要求比較多，根據這一工程概況規劃導流施工方案。

首先，對于導流施工方案的確定，依據相關標準和規范為依據，設計可行、可靠以及經濟效益高的圍堰技術方案，采取草土圍堰方式，其中計算相關參數分別為：高為1m、頂寬為1m、底寬為2.8m，坡比為1：1，將所需材料和設備設施依次準備到施工場地內，之后開展人工為主的圍堰施工。由河底開挖，將所挖出的土作為圍堰土方進行使用，將土裝入草袋進行堆放，其中草袋中土不放置過滿，堆放時保持三分之一的搭接，整體高度為2m 左右。然后，在地下深度約為3m的位置置入槽鋼樁，使用無紡布對露出地面的槽鋼樁進行補填，將土填入，再使用機械將其壓實。填土時分三次進行，壓實也在每次填土后進行，獲得更加緊實的河道施工效果。圍堰施工前在其內側挖有縱向的圍堰平衡溝，借此將草土圍堰拆除后對土方進行平均補填，讓河道得以平整，滿足導流需要。[3]

4 水利工程施工中導流施工技術的管理要點

4.1 加快導流施工技術創新

當前水利事業發展十分迅速，各種新技術、新設備不斷涌現，為水利工程施工建設提供了更多思路，但與此同時也應該意識到導流施工技術應與水利事業保持同步發展，加快導流施工技術創新以滿足當下水利工程施工的多種需求，這在一定程度上還能夠促進水利事業的創新發展。導流技術的創新不僅在于設備設施，更強調科學發展的理念，對原有技術進行改良，依托新技術繼續開發新技術，同時也要學會汲取其他國家的優秀技術經驗，從而形成更適合我國水利工程建設的有效導流施工技術體系。[4]

4.2 制定科學合理導流施工技術方案

水利工程施工中導流施工技術的應用需要以方案為前提，對于方案的制定是否科學合理直接影響著施工效果，因而需重視方案的合理規劃，確定詳細的施工環節、施工進度與人員安排等，保證施工技術應用的有效性。

另外，導流施工技術方案的規劃應確保考慮的全面性，按照以往的經驗把握好可能會產生的問題，結合水利工程實際設計進一步優化的方案，從根本上保證水利工程導流施工的順利完成。

4.3 重視施工過程中的生態環境保護

在水利工程施工過程中以及導流技術運用過程中，對周圍環境必然會產生一定程度的影響，因而貫徹生態文明理念則需重視對生態環境的保護，不能忽視生態效益。為此，施工單位要全面關注施工周圍的環境，在施工規劃中考慮到對環境的影響，盡量將其控制到最小。另外，在完成施工后及時采取生態修復技術對生態環境進行修復、完善，如根據實際開展一些綠化、景觀等工程的建設，真正維護生態平衡，以獲得更大的環境效益。[5]

4.4 加強技術人才培養與利用

技術革新發展背景下，對水利工程相關人才需求增多且要求增高，施工單位需要更多新型技術人才的支撐，才能更好地開展水利工程建設工作，并運用好導流施工技術。為此，相關企業要加強技術人才的培養，定期開展培訓，強化人才對水利工程施工設備設施的操作能力、導流施工技術能力，并發展其創造能力。另外，還要積極組織技術人才到其他工程施工中觀摩學習，了解其他企業在水利工程施工中對于新興導流技術的運用，吸納其有利經驗，拓展其對先進技術的認識，提高專業技術水平，以滿足水利工程導流施工需要。

綜上所述，水利工程施工中導流施工技術起到關鍵作用，圍堰技術、明渠導流技術、隧洞導流技術、涵洞導流技術和壩體缺口導流技術等是較為常用的導流施工技術，具體工程建設中需根據實際情況與導流需要選擇合適的技術實施導流，提高技術水平，保障水利工程的安全質量。同時，還要加強對導流施工技術的管理，積極進行技術創新，在施工前制定科學合理的導流施工技術方案，規范各個技術應用環節，并且要重視施工過程中的生態保護，注重人才培養，從而讓導流施工技術價值充分發揮，促進水利工程的發展。