施工導流及圍堰技術在水利水電工程施工中的應用

姜剛耀

（貴州省納雍縣水務局，貴州 畢節 553300）

0 引言

如今，隨著國內社會經濟水平的持續發展，帶動國內水利水電工程迅速崛起。施工導流屬于一項較為特殊防護工程，并且針對水利水電工程整體施工質量起到直接影響。水利水電工程在施工當中應用施工導流技術，首先需要開展圍堰修筑，通過創建圍堰，能夠使整體工程質量以及效率均得到顯著提升[1]。在進行水利水電工程施工過程中，圍堰其核心特點分別包括是河道面積能夠顯著減少、具有大流量以及高流速等優勢，所以在建立圍堰過程當中首先需要確保整體施工技術水平顯著提升，以此來確保其抗沖性以及穩定性，唯有這樣才可予以施工導流技術實施提供有效參考保障和基礎。在水利水電建筑工程施工過程當中，應用施工導流技術能夠有效控制河床，科學且合理應用施工導流技術以及圍堰技術可在一定程度上保障水利水電工程在施工過程中安全性以及施工進度。其中需要注意，在應用施工導流技術過程當中，首先需要確保所有工作之間相互配合，充分考慮不同地形以及不同環境造成影響，強化調控力度。做到以上一系列要求以后，可促使水利水電工程整體質量顯著提高，并且還能在一定程度上確保工程造價顯著減少[2]。

1 水利水電工程中應用施工導流和圍堰技術的重要性

在水利水電工程開展過程當中，施工導流貫穿整個過程屬于重要核心部分其一。對于水利水電施工過程當中存在泄水問題以及擋水問題，通過開展施工導流技術能夠有效解決。在水利水電工程施工過程當中，施工圍堰能夠起到臨時擋水建筑物作用，對于永久水工建筑物進行維護，當基坑排水以后產生干地施工條件，以此確保永久水工建筑物施工能夠有序進行。由此可見，圍堰技術以及施工導流技術的合理使用，能夠顯著提升水利水電工程施工過程中安全性以及質量，同時還能夠節約工程成本，使整體施工進度加快。

據大部分相關研究人員指出，圍堰技術以及施工導流技術是水利水電工程項目建設當中不可或缺環節，尤其是針對修建甲壩工程，存在一定特殊性。整個施工過程工程造價、工程工期、工程安全以及工程質量等，與圍堰施工質量以及施工導流質量好壞之間存在直接聯系。在開展為業技術以及施工導流技術過程中，必須結合水利水電工程項目當前實際狀況，隨后通過系統分析以及全面規劃等，充分應用風險分析方式，對施工矛盾以及洪枯季節過水等情況妥善處理。本文章針對圍堰技術以及施工導流技術在水電水利施工過程中具體應用狀況做出詳細分析，望對后期關工作者有所啟示[3]。

2 施工導流和圍堰技術具體含義分析

2.1 施工導流具體含義分析

根據導流程序可將施工導流劃分為一次性攔斷導流以及分期導流，其中次性攔斷導流主要是指采用圍堰技術對整個河床進行一次性攔斷，確保河水經過河床以外導流排泄建筑物導向下游；分期導流則主要是束窄河床修建圍堰，保護主體建筑物進行干地施工的導流方式稱為分期導流。分期導流適用面較廣，主要包括以下3 方面：①河床覆蓋層厚，在河床狹窄方面主要采用一次攔斷導流，整體基坑工作面相對較小，覆蓋層偏厚以及水深流急，無法修建縱向圍堰，無法充分實現分期導流相關工程。②河床當中永久性建筑物有利于布置導流泄水建筑物。③河床較寬以及導流流量偏大，有序不亂布置縱向圍堰[4]。針對長工期工程，能夠有效滿足排冰、過水或通航的條件需求。

施工導流根據泄水建筑物類型實施分類，具體包括以下6 類導流方式：涵管導流方式、梳齒以及缺口過流方式、明渠導流方式、壩體底孔方式、隧洞導流方式、涵洞方式等。梳齒以及缺口過流方式：當開展混凝土大施工過程當中，需要提前留出梳齒狀缺口進行過水，跟隨壩體上升，分級輪換封堵缺口；涵洞方式：該方式主要應用在土石壩工程或者是中小型水閘工程當中；底孔導流方式主要被應用在混凝土壩施工過程中，水流出現部分或者是全部經壩體當中設置永久性泄水孔或者是臨時泄水孔導向下游；涵管導流方式則主要借助涵管實施導流完成施工，常被應用于承受枯水時期導流或者是小流量河流導流，正常情況下堆石壩工程或者是修筑土壩等工程需要采用。涵管自身存在較多影響壩身不良因素，并且會嚴重影響大壩整個施工進度，所以需要嚴格把控壩下埋管數量，不可過多或過少，嚴格控制單管尺寸。在干地施工過程中應用涵管，需要將其放置在河灘之上，灘地高程需保持大于枯水位。

在選擇導流技術過程中當中，必要提前考慮以下4個問題。

（1）條件許可下，需要充分使用永久水工建筑物泄水建筑物。同時巧妙融合并開展施工導流，將泄洪洞結合導流洞，土石壩壩體結合圍堰。

（2）水文條件。流冰、洪水以及枯水狀況、河流流量較大或較小、水位變幅以及過程線特征等均會對最終方案選擇造成直接影響。例如，對于水位幅度變化較大河流，需要挑選過水圍堰，而導流泄水建筑物以及圍堰擋水高度等則只需單獨參考枯水期具體流量即可。

（3）滿足施工階段灌溉要求、過木要求、通航要求以及給水要求等。

（4）地形條件。例如，較窄河道需要結合實際地形以及地質特征選擇隧洞導流或者是明渠導流；對于較寬河床，同時在施工階段存在通行需求，則可選擇分期導流。

2.2 圍堰技術含義分析

在水利水電工程施工過程當中圍堰的作用主要是為了臨床擋水的一種建筑物，將水工建筑物施工等永久性保護，當基坑完成排水以后，將會產生遷地施工條件，從而確保水工建筑物能夠長時間處于穩定狀態。

施工偉業行程包含竹籠圍堰、混凝土圍堰、草土圍堰、土石圍堰、木（竹）籠圍堰以及鋼板樁格圍堰等。

（1）竹籠圍堰：主要利用當地現有材料填料一種圍堰，不僅能夠起到就地取材便捷，同時還能夠對開挖棄料等合適采用，從而形成圍堰填料。其主要優勢在于工程造價便宜、施工便捷、構造簡單以及易拆除等，因此土石圍堰被廣泛應用。

（2）混凝土圍堰：其主要優勢包括斷面尺寸較小、抗沖擊能力較大、能夠很好的與建筑物永久性相結合、防滲性能較好，同時允許過水。所以，在造價方面頗為突出，并且據相關研究報道顯示，在國外廣泛采用混凝土圍堰。正常狀況下，混凝土圍堰主要修建于巖基之上，與基巖之間相互連接。潘家口、丹家口以及三門峽等一系列工程均選擇混凝土圍堰。

（3）草土圍堰：屬于草土混合結構，整體施工相對便捷，最大優勢在于造價低以及就地取材，同時極易拆除。常被用于施工水深在6cm 以下，流速為每秒3m 以下的狀況當中。

（4）木（竹）籠圍堰：由竹子或者是框格木等結構而成，內部充填石塊從而構成圍堰形式，主要突出優勢表面抗沖擊能力強以及斷面較小等，然而其中需要注意，由于竹或木材料在消耗方面存在一定高要求，例如造價高、精度高以及施工要求高等，因此在使用過程中受到一定限制，當前已將其排除。

（5）鋼板樁格圍堰：其主要優勢在于能夠建立于非基巖或者是基巖之上，抗沖擊力較強，斷面尺寸偏小。在巖頂處澆筑混凝土蓋板以后，能夠形成過水圍堰。在進行修建過程當中，可實施不下施工或者是干地施工，回收鋼板裝。據調查發現，葛洲壩工程以往主要選擇圓筒型鋼板樁格型圍堰，將其定義為縱向圍堰的其中一部分。

3 水利水電工程項目中應用施工導流技術的功能

在實施施工導流技術過程中，必須綜合考慮以及慎重選擇。不可按照常規水利水電工程項目施工經驗而盲目挑選后期施工導流計劃。作為設計工作者，必須明確當前水利水電工程項目建設施工相關區域內水文條件、地理環境以及氣候條件等相關因素，對于相關施工技術工作人員自身綜合素養水平進行判定，明確與施工導流技術運用所需是否相符。并且必須嚴格規范施工導流技術運用周期，提前預估施工技術在應用過程中存在不良影響狀況以及具體因素等。對于河流通道水流具體狀況作出科學性統計以后，才開始實施施工導流技術，能夠及時明確水體流程狀況以及流動速度等信息，合理把控建筑施工尺寸。倘若水利水電工程項目存在大規模，那么在施工方面則會增加難度，此時需要充分結合工程項目建設參數完成三維模型塑造，模擬化分析技術應用結果，對技術應用方案進行最終確定[5]。

通過合理應用施工導流技術，能夠使整體經濟性還能強化可行性。針對導流時段進行合理劃分，若發生水流呈現上游至下游泄水等一系列不良情況發生，隨著自然因素嚴重影響之下洪峰會發生巨大波動，倘若洪峰值顯著上升，那么水利水電工程則會遭受嚴重損壞，此過程同樣需要自然力量與人力量之間進行抗衡。作為相關工作者，對于施工導流技術的選擇以及應用必須保障其完善性與合理性。倘若在技術使用過程當中發生突發狀況，則必須提前擬定有效應對方案，確保不良事件發生以后能夠及時獲取有效方式實施處理。

4 水利水電工程項目中應用圍堰技術的功能

總體而言，圍堰技術可分為不同三類別：第一類別為不過水土石圍堰，此方式被廣泛應用，其主要突出優勢在于具有良好經濟性。與此同時，該技術在操作方面相對便捷，對于現場施工技術工作者自身綜合素養水平而言相對較低。可充分結合現場現有土石材料等，圍堰結構特征和土石壩之間存在極大相似性，在施工階段過程中以及施工以后拆除方面較為容易。其中，圍堰技術在施工量當中應用較大，并且其結構須做好防滲處理；此外，對于過水土石圍堰，必須強化圍堰結構表面沖刷力以及抵抗過水流沖刷力，在建設偉業結構過程當中，必須提前做好有效防護干預，防止因圍堰結構從而引起過水流深層滑移狀況出現；對于混凝土圍堰，其主要優勢在于結構強度性能好，然而和以上其他兩種技術相對比，混凝土圍堰在成本投入方面相對偏高。但是不可否認，混凝土圍堰技術其結構防水性能強、抗沖刷性能強。但是，在其中需要注意提前做好上部結構防水處理措施，預防發生因結構問題從而引起滑移或者是下沉等不良情況出現。

在實施圍堰技術過程中，必須從多方面開展綜合性考慮多項問題，維持土石方平衡。據調查顯示，導流通道截面大小水壩樞紐設備等均會影響圍堰結構橫斷面設計，不僅需要滿足結構安全性以及穩定性，同時還需要確保基坑開挖后續施工階段針對大壩結構硬性要求完全相符。例如，在排水蓄水設計方面以及施工區域道路設計方面等，必須與水利水電工程項目前期設計具體需求完全滿足。

圍堰關鍵控制內容之一還包括圍堰結果高程設計，經由水利水電工程項目建設施工現場實際狀況以及導流設計流量而定。倘若其結構必須攔截個別水流，則在設計結構方面需要對高程作出適當調節，防止影響調洪功能。尤其是縱向方向結構高程在進行設置過程中需強化重視力度，將荷載束狹段暴露導流設計流量時出現的水面曲線進行設計，把圍堰堰頂形狀設計成階梯形，其目的也是為了保證上游圍堰高度與下游圍堰高度保持一致。

5 結語

總之，水利水電工程主要特點包括建設周期長、設備難度大，整個安全度汛、質量、工期以及造價等存在密切聯系，在選擇以及應用過程中必須按照工程實際狀況以及結果挑選。水利水電工程主要核心構成部分包括導流工程建筑以及圍堰技術，將決定工程是否能夠順利完成。換言之，可作為整個工程實現資源優化以及經濟效益最大利益化關鍵所在。所以，對于導流方案設計相關工作人員必須加強重視力度，將實際狀況相結合，從而挑選合適導流方式，讓整個工程質量能夠顯著提高。