水利工程施工导流探讨

水利工程施工导流探讨

张洋

张洋

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摘要：作为一项与经济和民生产生直接联系的重要工程，水利工程在社会发展中产生重要的作用。其中导流作为一项重要措施对水利工程施工效率的高低产生直接影响，关系到工程的施工质量，其重要性则不可忽视。在施工导流中主要分为两种基本方法：分段围堰法和全段围堰法。本文则简要阐述了水利工程导流技术的施工工艺。

关键词：水利工程；导流技术；施工工艺

1.水利施工导流技术的含义及特点

施工导流是指在水利工程修建时，为了向建筑施工提供干地施工条件而进行的围堰修筑，使河流水从围堰基坑绕过并流向下游而运用的引导水流的施工技术。简单来说则是，在水利工程建设过程中，为了使水流得到控制和疏导而运用的技术措施，主要包括以下几个环节：截留、基坑排水以及下闸蓄水等，作为水利工程建设的重要技术措施，对水利工程建设的布置设计方案的实施、工程质量的好坏、用时长短以及成本高低产生直接联系。

1.1坝址的选择

作为堤坝选择中应考虑的主要因素之一，在设计过程中，选坝作为设计工作开展的第一步。对于几个坝址存在较大地形和地质条件差异的项目而言，水能指标的差异、工程量的大小、施工导流方案的简单与否以及发电工程的长短都是需重点关注的内容。

1.2水电枢纽工程的布置方案

当确定坝址之后，为了确保工程布局处于最佳状态，通常应将导流明渠的基本布置进行解决，然后解决厂房的布置问题。

1.3编制施工计划

在对施工总进度计划进行编制时，除了应对合适的主体工程施工方案进行选择以外，还应对导流时段划分的合理与否实施研究。

2.影响导流技术的因素

水利工程施工应与实际情况相结合，对导流技术运用中所面临的阻碍进行判断，将大坝施工作为实例，通常情况下，对于混凝土坝而言，应运用分期导流进行辅助施工，但分期导流只能在混凝土坝中得到适用，若在普通土坝中进行运用则会有不理想的导流效果。在高水头水利大坝的后期导流中应运用不同形式的组合进行操作。与施工经验相结合，在对两岸高程进行多层导流隧洞布置时，其影响因素主要来源于水文环境，施工区间的河流水文特性作为影响导流方式的关键因素，因此在水利工程中对导流技术进行运用时会出现适用性范围限制的现象。一般施工方应与水文条件中水流力度、流量特性、河流中混合液以及回旋流量相结合，有效调整施工中的导流技术，包括水流中的含泥沙状态，若该项因素得到忽略，则会引发导流技术的开展受到不利影响。

3.水利工程施工中导流技术的应用

3.1围堰法

作为施工导流中的一种常见方法，围堰法结合不同的工程具体情况，又可将其划分为全段围堰和分段围堰法两种。全段围堰法是通过在河流上对围堰进行建设的方式使河道进行一次性截断，在该状况下，河水被围堰建筑向旁边的泄水建筑物中进行分流，并向下改为倾泻。在对该种围堰方法进行运用时，应与泄水建筑物的具体情况相结合，根据水量等因素将拦段的水流进行有效地导流划分，例如：涵洞、明渠以及隧洞等导流方式。对于较大水量或河床及较窄河槽的河流，则应在一次拦截后运用明渠的方式进行二次导流处理，从而实现导流技术的应用。而分段围堰是与河流的具体情况相结合，使河流上的水工建筑物通过围堰进行多段的划分，当各段分期完成之后即可对整个工程结束操作。应与河流、河床及河槽等特点相结合，选择性的对河床某岸或两岸封堵等进行完成，实现河水能够从变窄的河道内流过，然后运用其他段的施工将河流的全部截断进行实现，促使河流能够完全从修建完成的围堰建筑物上通过。分段围堰的方法在河流河床较宽、工程施工期限较长以及河水流量较大的水利工程中得到适用。

3.2涵洞导流法的应用

涵洞导流法是在水利工程施工下游对围堰挡水进行修筑，使原来的河水通过涵洞后向下游进行导向的一种施工导流方法。该方法通常在水闸及中小型土石坝等工程中得到适用。分期导流的后期导流也有运用涵洞导流的方式，通常情况下，与隧洞导流相比，涵洞导流有较大的施工工作面、施工速度快、施工灵活方便以及造价低等特点存在。涵洞导流可进行依山设置，或在滩层的表层进行设置。其次，应将涵洞设置为直线状，使进出口有良好的形式存在，确保水利顺畅，且不会有冲淤泥产生，避免有渗漏等问题出现。

3.3隧洞导流法的运用

隧洞主要是指复杂的地形条件下对隧道进行设置。隧洞开挖的目的则是将工程施工过程中的导流问题得以实现，具体操作方式是在工程基坑的上下游对围堰进行修建，使河水通过隧洞倾泻导流，所以，该方法的运用一般与固定建筑相结合。由于隧洞施工存在较大的施工难度，导致工程施工成本相对较高。所以，在地质条件相对复杂且无法开挖明渠的地段上得到适用。

4.选择导流方法时应考虑的因素

4.1地质和水文条件

施工导流方案的选择与导流建筑物的布置直接受到河流两岸及河床的地质条件的直接影响。若河流一岸或两岸存在风化层薄、岩石坚硬以及抗压强度足够时，则对隧洞导流的选用最为适宜。若存在较厚的岩石风化层且容易破碎，或存在较厚的沉积滩地时，则应采用明渠导流的方式进行施工。在对分段围堰导流法进行运用时，由于存在河床束窄，使过水断面的面积减小，迅速增大了水流流速。为了确保河床不会受到较大冲刷，避免围堰基础掏空现象，应与河床地质条件相结合，对河床可能束窄的程度得以确定。对于岩石河床而言，存在较强的抗冲刷能力，河床有较大的束窄程度，可能超过88%，流速提升至7.5m/s。而对于较厚覆盖的河床而言，存在较差的抗冲刷能力，束窄程度小于30%，允许流速控制在3.0m/s即可。

4.2地形条件

坝区周围的地形条件对导流方案的选择产生较大影响。对于宽阔的河床河流而言，特别是在施工过程中存在过筏和通航要求的河流，应对分段围堰法导流进行运用。当河床存在天然石岛或沙洲时，应对分段围堰法导流进行操作，对导流围堰的布置提供便利，特别是纵向围堰的布置。当存在两岸陡峻、河段下窄以及山岩坚实的地区，且坝体无法实施分期建设的，应对隧道导流进行施工。而平原河道，河流的两岸或一岸较为平坦，或能够对河湾及老河道进行利用时，应运用明渠导流最为适合。

4.3水文条件

施工导流方案的选择还受到河流流量大小、全年流量的变化、水文变化的幅度、汛期洪水的延续时间、枯水期的长短等因素的影响。通常情况下，对于流量大且河床宽的河流而言，应对分段围堰法导流进行使用。山区河流存在较大水位变化幅度时，可运用允许基坑淹没的导流方法，在一定时期内通过过水围堰和基坑淹没的方式将洪峰流量得以宣泄。对于存在较长枯水期的河流，可对枯水期进行充分利用进行安全化施工，对于流冰的河流，应对流冰的宣泄问题实施充分考虑，避免有流冰奎塞问题发生，从而对泄流产生影响，引发导流建筑物破坏现象产生。

结语：

总之，在水利工程施工中，导流工程是最重要，也是最关键的一部分，在整个水利工程项目中不可缺少。为了保证施工的顺利完成，保证导流的成功，需要相关设计和施工人员遵守相关的原则，在科学的设计和施工方法指引下，进行有效的施工。

参考文献：

[1]张立.煤层综采面底板岩石深孔松动爆破技术研究[D].安徽理工大学，2008年.

[2]赵芹.紫坪铺水利枢纽导流洞堵头及围岩稳定性三维有限元计算分析[D].四川大学，2002年.