探討施工導流和圍堰技術在水利水電施工中的運用

嚴瑞

摘 ?要：水利水電一直是我國利民利國的工程，但是在施工過程中常常會遇到與環境生態之間矛盾的問題，不僅影響著其施工，也影響著我國社會經濟效益。在漲水期、枯水期，如果水利水電這個階段不施工，就無法保證其正常供電。針對這一現象，導流和圍堰技術開始應運而生，其通過分段式和全段式的導流，通過不過水圍堰施工、混凝土圍堰，以及鋼板樁格型圍堰等，有效地防止了水流對周圍的強烈沖刷，保證了施工質量，也保證了施工順利、正常地運行。基于此，來對施工導流技術和圍堰技術在水利水電施工中的應用進行分析，以此來為水利水電項目施工提供參考。

關鍵詞：導流技術? 圍堰技術? 水利水電? 生態環境

中圖分類號：TV5??????????? 文獻標識碼：A? ????????文章編號：1672-3791（2023）01（a）-0000-00

Discussion on the Application of Construction Diversion and Cofferdam Technology in Water Conservancy and Hydropower Construction

YAN Rui

（Dayu Reservoir Engineering Management Office in Dingyuan County， Chuzhou， Anhui Province， 233200 China）

Abstract：Water conservancy and hydropower have always been projects that benefit the people and the country in China. However， there are often contradictions between the environment and ecology during construction， which affect both their construction and China's social and economic benefits. If water conservancy and hydropower are not constructed during the periods of high water and low water， it is impossible to ensure their normal power supply. In response to this phenomenon， diversion and cofferdam technologies have emerged， which effectively prevent the strong scouring of the surroundings by water flow through segmented and full-section diversion and the construction of overflow cofferdams， concrete cofferdams and steel sheet pile cellular cofferdams， and ensure the quality and also the smooth and normal operation of construction. Based on this， this article analyzes the application of diversion technology and cofferdam technology in the construction of water conservancy and hydropower， in order to provide reference for the construction of water conservancy and hydropower projects.

Key Words：Diversion technology; Cofferdam technology; Water conservancy and hydropower; Ecological environment

水利水電屬于民生工程，隨著我國社會經濟的發展，其在“疏通河流航道、防洪防澇、水力發電，以及提升城市面貌”等作用逐漸彰顯出來。受生態環境的影響，其在施工過程中會遇到漲水、枯水等現象，既加大了施工難度，也影響著正常供電，因此，如何解決水利水電的施工與生態環境之間的矛盾也成為了相關部門日益關注的焦點。導流技術和圍堰技術通過導流和圍堰的方式，可以有效地應對水流對周圍的強烈沖刷，將其應用在水利水電施工中不僅可以應對水利水電跟生態之間的矛盾，還能提高水利水電施工質量，進而提高社會經濟效益。近幾年，我國有一些重大的水利水電工程項目都在應用導流和圍堰技術，并且取得了顯著的應用效果。因此，本文對于施工導流和圍堰技術在水利水電施工中應用的研究具有非常現實的指導意義。

1 ?施工導流技術和圍堰技術的基本概述

1.1 ?導流技術基本概述

在水利水電施工過程中，導流技術的應用可以維護工程的基坑穩定性，以此來避免外加水流對項目施工的影響。在水利水電項目施工中，經常會有一些不必要的外加水流沖擊著水壩、水閘等，加大了施工難度，也讓工程產生了施工期滯后等現象。而導流技術就是應對這一難題的首選技術，其通過分段式導流、全段式導流等方式，可以有效地解決這一難題，保證項目的順利施工，也保證了供電的安全性。

1.2 ?圍堰技術基本概述

在水利水電項目施工中，圍堰技術就是通過搭建臨時性圍擋的方式來應對河流的強烈沖刷，當水利水電項目竣工后，其還需要進行拆除處理。圍堰技術有很多種，如木樁圍堰、鋼筋混凝土圍堰、草土混合圍堰以及鎖扣管樁圍堰等，通過搭建臨時的圍擋裝置，配合施工導流技術來共同防止水、土等進入施工現場，以便在圍堰內進行排水、開挖基坑等。由此可以看出，圍堰技術的應用可以提高施工導流技術的效率，提高水利水電工程的安全指標。在應用圍堰技術過程中，圍堰施工材料、合理的圍堰技術都是影響其應用效果的主要因素，因此，在應用過程中需要結合施工地點的水位和施工地點的地質結構來合理地選擇圍堰材料、技術、高度等，以此來滿足施工要求，保證水利水電工程項目的順利開展^[1]。

1.3 ?施工導流技術與圍堰技術的應用現狀

隨著我國技術的不斷進展，水利水電施工技術也逐漸趨于完善，包括導流技術和圍堰技術，有效保障了水利水電工程的運行質量，提高了其建設效率。導流技術可以有效地避免河流、水流等對建筑物整體外觀的不良影響，圍堰技術可以有效地攔截和控制河流，因此，在應用過程中兩者是密不可分的。很多大型的水利水電站的建設都是采用了兩種技術相結合的方式，既保證了建設效率，也保證了建設質量。例如：黃山水利水電站的建設、玉曲河扎拉水電站的建設等。

生態環境的日益惡化使施工導流技術和圍堰技術面臨著巨大的挑戰，還需要進一步優化其技術來克服施工中的環境惡劣問題，如調整室內水資源收集的位置、優化導流技術、圍堰設備等，以此來保證施工質量，促進經濟社會的發展。

2 ?施工導流技術的應用

在水利水電建設施工中，導流技術和圍堰技術密不可分的，不管是在漲水期，還是在枯水期，都需要兩種技術的配合才能有效保證施工的順利進程。其中導流技術更像是一種功能方面的技術，而圍堰技術更像是實際操作方面的技術，其貫穿整個項目建設，目的就是為了導流而服務。也可以說，導流技術是水利水電的施工要求，而圍堰技術是操作手段，只有兩者的相互配合和協調才能有效地解決水利水電施工中的環境生態困境。施工導流技術應用中，主要有如下兩種應用方式^[2]。

2.1 ?分段式導流

分段式導流就是通過分段完成圍堰的導流方式，其應用于大型水利工程中對所有主體建筑物的圍堰。應用中會直接將大型水利工程的建設進行分段或者分期，并通過圍堰的方式將大壩主體圍起來，如圍在窄河床左岸或者右岸等，以此來讓所有的河流通過窄河床的左/右岸緩慢地向下流。其中分段是從空間上將河床圍護成若干個干地施工的基坑段進行施工，分期則為從時間上將導流過程劃分成若干階段來進行施工。

2.2 ?全段式導流

全段式導流就是將水利工程中兩側主要的河道通過圍堰的方式全部地截流，讓水流直接流至河道兩側主要的構筑物、溢洪道。其常常用在排水量比較大、河道蓄水深度高的水利工程項目，會根據蓄水深度來進行不同程度的攔截，以此來保證項目建設的順利開展。

2.3 ?應用策略

在應用導流技術過程需要根據項目的實際情況做好導流技術的選擇和應用，這樣才能有效地保證河道水流對施工項目的阻擋。在應用過程中需要考慮如下情況。

首先，需要考慮施工現場的水文條件，如河道枯水期的水位情況、河道內水位幅度等，以此來選擇適當的導流技術。其次，需要考慮施工現場的地質條件，如河道的寬度、河運需求等。如果河道的寬度比較小可以通過明渠導流的方式，或者通過隧洞導流的方式來進行導流；相反，如果寬度較大可以選擇分期導流的方式來進行導流。此外，需要考慮施工各個環節泄流的需求。在水利水電工程建設中，每一個環節的泄流需求是不同的，因此需要根據實際情況來確定導流技術。如果是施工初期可以通過圍堰的方式進行泄流，即對河道水流進行阻擋；如果是施工中期可以通過水壩來進行泄流；如果是施工后期就可以通過泄水設施來對河道流水進行導流。

3? 圍堰技術在水利水電工程中的運用

圍堰技術是水利水電工程中常用的技術，其有很多種類，常用的有土石圍堰、混凝土圍堰以及鋼板樁格型圍堰等。

3.1 ?土石堰技術

土石堰技術是圍堰技術中最常用，也是應用最廣泛的技術，其是通過土石堆積的方式來進行圍堰。其中，水上部分采用分層填筑，碾壓施工，并適時安排防滲墻施工；水下部分采用土料、石渣、堆石體進占法，也可采用各種駁船拋填水下材料。將其與岸坡的接頭，即通過擴大接觸面和嵌入岸坡的方法，以延長塑性防滲體的接觸范圍，防止集中繞滲破壞。土石來源于航道的周邊，或者外運過來的土石資源，施工工藝簡單，也不需要過多的施工設備，成本比較低。但是該方式也存在著局限性，因為該方式會阻擋所有的水流，因此在防洪期是不適合采用這種技術來進行水流阻擋的。

3.2 ?混凝土圍堰

混凝土圍堰就是通過選擇混凝土主體結構的材料來保證圍堰質量。混凝土可以為常態混凝土，也可以是碾壓混凝土，將其建在巖石的地基上，可以兩面擋水，也可以與永久建筑物相結合作為壩體或閘室體的一部分。該方式的特點就是抗沖能力大、擋水水頭高、底寬小，以及堰頂可溢流等。

3.3 ?鋼板樁格型圍堰

鋼板樁格型圍堰經常會跟混凝土圍堰一起綜合使用，可以抵擋高度小于15～18 m的水，在應用過程中將其建在巖基或非巖基上，也可作過水圍堰用，通過鋼管主網架與弧形斷面相結合的方式來進行圍堰。或者也可以是將一塊鋼板卷成不同形式的筒形，然后打入水中進行圍堰。不管是哪一種圍堰方式，使用期的最后一個汛期過后，隨上游水位的下降，都需要逐層拆除圍堰背水坡和水上部分。

3.4 ?應用策略

在應用圍堰技術中，首先，需要繪制圍堰的路線。在繪制前需要測量人員做好測量的工作，測量時還要考慮河道的施工條件、環境的影響，以及施工周遭的用水需求等，以此來制定圍堰路線，為后續水利水電項目的施工做好保障。其次，要對圍堰進行加固處理。因為很多河道都存在著土質松軟的情況，里面也含有大量的黏性土壤和碎石會影響著圍堰的質量，當阻擋河流時也會因為抗擊性能力不足進而出現圍堰崩塌的現象，影響著施工進度。因此，就需要對圍堰進行加固處理，可以通過打樁機、固定木樁等方式，來進行圍堰加固處理，以此來提高圍堰結構的穩固性。此外，加固處理完就需要進行圍堰防水導流的測試，目的在于測試圍堰主體結構是否具備防滲能力^[3]。可以通過在圍堰主體結構內置入少量凈水的方式來進行測試，施工單位也要給予測試高度的重視，對測試進行監管，以此來保證圍堰環節的安全性和可靠性。最后，就是圍堰的清淤工作。該工作屬于項目的最后一道工序，通過工程機械來開展清淤工作，在清淤過程中需要人工來輔助機械完成，還需要考慮圍堰的高度，如高度不要超過2.0 m，不要低于1.0 m等，以此來做好清淤的工作。如果在清淤過程中淤泥層的厚度比較大，可以通過分單元段的方式來進行清淤，從軟件部位開始處理，處理完后向未處理區域來依次地推進。在推進過程中需要考慮到機械會陷入淤泥中的現象，因此，必須要保證分段的數量要少、適當地增大石料粒徑、適當地放慢施工速度，以及在周圍做好警戒標識，以此來保證清淤工作質量，避免機械和相關人員陷入淤泥中。

4 ?施工導流和圍堰技術的應用保障

在應用施工導流技術和圍堰技術中需要做好應用保障。

4.1 ?強化施工現場地質和水文的勘測

施工導流技術和圍堰技術對于地質和水文條件都有著較高的要求，因此，為了保障應用質量必須要強化施工現場地質和水文的勘測。施工單位需要根據河道的實際情況安排相匹配的地質和水文條件的勘測儀器，以此來對地質和水文條件進行記錄和儲存。然后會根據勘測到的數據來進行全面、仔細的分析，以此來確定河道現場的水文條件和地質情況，以便其在后續開展過程中選擇合適的材料和方法、安排合適的施工人員、選擇適合的方法等來保證工程的穩固發展^[4]。

4.2 ?強化施工管理隊伍的建設

很多水利水電項目其施工條件都非常苛刻，不同的水利水電工程還存著差異化的施工目標，如有的需要供電、供水，有的則是搭建運輸網絡，還有的需要供電供水以及運輸網絡，屬于綜合體，因此，其對施工管理隊伍也有著較高的要求。建議施工單位定期對施工管理團隊進行培訓，培訓其水利水電相關的理論知識和技能等。其中，理論知識包括混凝土的設計、過水斷面、均質黏性土坡的滑動面形式、土的飽和度、傳統的測量方法如何確定水平距離、高差，以及水平角等；技能相關知識包括圍堰技術、導流技術、大體積混凝土施工技術、壩體填筑施工技術等；通過這些知識的培訓來保障后續的工作效率。在培訓過程中，可以通過開展學術交流的方式、知識講座的方式，以及工作經驗分享等方式來保證培訓質量。而且，如果條件允許可以引入高素質、專業化的管理人才，在提升整個團隊專業素養的同時，保障施工導流技術和圍堰技術的應用效果。

4.3 ?強化施工隊伍的安全質量意識

受地理條件、自然環境的影響，水利水電工程項目存在著較高的安全隱患，一旦發生疏忽不僅會影響項目的開展，還會影響施工人員的人身和經濟安全，因此還需要強化施工隊伍的安全質量意識。

首先，需要對施工人員進行安全質量培訓，以此來強化其安全質量意識。例如：設計結構上的安全隱患、堤壩上的安全隱患、地質結構上的安全隱患、導流技術和圍堰施工中的安全隱患、水文和地質的影響、清淤中的安全隱患等。其次，要制定安全質量管理機制。機制包括管理的內容、崗位意識、責任意識等，以此來將其強化管理人員的安全意識，進而讓其主動參與到安全質量管理中來，對施工人員的施工和安全問題進行監督。如安排巡檢人員，對施工現場實時地進行巡檢，一旦發現安全問題，第一時間進行反饋和處理，以此來保證施工人員的安全。

4.4 ?應用信息化技術來對施工導流和圍堰技術進行動態檢測

隨著我國信息化技術的發展，網絡技術、大數據技術以及傳感技術等也日漸完善，因此，可以將其應用到施工導流和圍堰技術的動態檢測中，利用信息化、數字化的工具和手段來保證施工質量。如可以利用智能監測設備對河道的水文條件進行數據的收集和存儲，再利用無線傳感技術來將搜集的數據進行傳遞，將其傳遞至中央數據處理平臺來進行數據的分析，以便施工單位的動態管理^[5]。

4.5 ?建立和完善應急預案

完善的應急預案是施工導流技術和圍堰技術的應用保障，其可以保證施工的安全性和穩定性。由于水利水電工程中蘊含著很多安全隱患問題，在施工導流技術和圍堰技術應用過程中常常會有突發事件，盡管會提前做出預防措施，但是依然會有突發事件發生，如圍堰截流失敗、導流方向失控等，都會給工程以及人員帶來極大的損失。因此，在應用過程中就需要建立和完善應急預案^[6]。

首先，需要參考國內外施工導流技術和圍堰技術應用的成功案例，總結其成功的原因，并且結合施工單位過往的成功案例、失敗案例等來對此次施工的風險點進行預判。在預判完后邀請相關專家，或者工程技術人員來對預判進行協商、分析、討論等，以此來確定最終的應急預案。其次，邀請水利水電的管理部門來對預案進行演練，目的在于排查響應措施是否合理、到位，即一旦發生類似問題，所做的預判是否可以第一時間給予響應，這樣通過多管齊下的方式來保證施工導流技術和圍堰技術的有效應用。

5 ?結語

綜上所述，隨著水利水電工程項目的不斷擴大和進展，施工導流技術和圍堰技術的應用日益廣泛，其逐漸成為了水利水電施工中非常重要的技術。該技術的應用不僅可以防洪、節流，還可以保護石灰土、基坑等，進而有效避免了一些安全事故的發生。在應用過程中，需要強化施工現場的地質和水文的勘測，需要強化施工管理隊伍的建設、強化施工隊伍的安全質量意識，以及應用信息化技術來對其進行動態檢測、建立和完善應急預案等，以此來保證施工導流和圍堰技術的應用效果，保證水利水電工程項目的安全、順利地開展。

參考文獻

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