导流施工技术在水利工程施工中的有效运用初探

2018-05-07李东文

建材与装饰 2018年17期

关键词：围堰导流隧洞

李东文

（广州市水电建设工程有限公司广东广州 510060）

前言

在导流施工技术支持下，我国水利工程建设规模、施工速度不断提升，但为了进一步满足我国水利工程建设需要，结合科学技术实现导流施工技术的更高质量运用必须得到关注，这也是本文围绕导流施工技术在水利工程施工中的有效运用开展具体研究的原因所在。

1 导流施工技术概述

导流施工技术属于保证流水能够绕过要求施工的地区，流向下游而采取的引导水利技术，科学引导、控制水流是该技术的优势所在，导流施工技术包括截留、基坑排水、下闸蓄水等子工程，而结合现阶段我国水利工程领域的导流施工技术发展现状不难发现，该施工技术可细分为全段围堰法、分段围堰法，两种施工方法的特点如下：①全段围堰法。通过在主体工程的上下游各建一道拦河围堰，同时配合河床外临时或永久建筑物下泄，即可满足水利工程施工需要，该施工技术较为适用于基坑工作量不大、河床狭窄、难以实现分期导流情况，隧洞导流、明渠导流、涵管导流、渡槽导流均属于全段围堰法范畴，如其中隧洞导流一般与永久隧洞相结合，且较为适合用于两岸地形陡峭、山岩坚实、河谷狭窄的山区河流。②分段围堰法。通过分段分期维护水工建筑物，即可实现导流施工技术应用拆分，底孔导流、缺口导流均属于分段围堰法范畴，其中底孔导流需在混凝土坝体内修建临时或永久底孔，由此可保证水工建筑物上部施工不受干扰，这使得较为适用于高坝建设，但导流期存在的堵塞风险必须得到关注[1]。

2 导流施工技术有效运用的策略建议

2.1 导流施工技术的合理选择

为合理选择导流施工技术用于水利工程施工，水文条件、地形条件、地质及水文地质条件等因素必须得到重点关注，这种关注应体现在如下几个方面：①水文条件。导流施工技术的选择必须充分考虑施工地河道流量大小、水位变化、全年流量变化、枯水期与汛期情况、冬季冰冻与融合时间等实际，以此合理选择导流施工技术。②地形条件。一般来说，分段围堰法导流较为适用于河床宽阔的河流，该导流施工技术特别适用于水利工程施工期间仍存在过水、通航要求情况，而存在基岩露头、浅滩、河心洲的河床同样较为适用于分段围堰法中的纵向围堰步骤；而明渠导流则较为适用于存在可以利用河湾、老河道的水利工程，平原河道、河流两岸较为平坦的水利工程也可以应用明渠导流技术。③地质及水文条件。导流施工技术的选择必须考虑河流两岸、河床地质条件，一般来说隧洞导流技术较为应用于河流两岸风化层浇薄、岩石坚硬且拥有足够抗压情况的水利工程，而明渠导流则较为适用于拥有较厚沉积滩地或岩石分化层厚且破碎情况。此外，能否利用当地材料、基坑是否允许被淹没、围堰形式同样会直接影响导流施工技术的选择[2]。

2.2 导流施工技术应用重点

为保证导流施工技术应用质量，如下导流施工技术应用重点也必须得到关注：①确定导流设计标准。导流设计标准的确定需结合《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）要求，同时还需要结合水利工程规模、失事后果、保护对象，表1为导流建筑物级别划分表，结合该表即可更为精准、科学确定导流设计标准。②结合导流施工技术特点。不同的导流施工技术具备不同特点，施工单位在应用中必须重点关注这类特点，如明渠导流需避开滑坡、崩塌体及高边坡开挖区，同时避免施工设施、下游沿岸遭受泄洪冲刷，施工单位可通过建立导流水工模型保证明渠导流的高质量开展；而导流隧洞则需要关注地质条件、地形条件确定洞线，并尽可能应用永久隧洞，如压流为高速水流需注意水流渗气，同时封堵体选型的合理性也直接影响其运用质量，这同样需要得到相关设计人员、施工单位的高度重视。

表1 导流建筑物级别划分表

3 水利工程施工中有效运用导流施工技术的实践探索

3.1 工程概况

为提升研究实践价值，选择了某地水利枢纽工程作为研究对象，该研究对象挡水建筑物为最大坝高156.0m的混凝土面板堆石坝，属于1级建筑物、根据Ⅷ度地震设防，为满足水利枢纽工程的顺利施工需要，设置了两个导流隧洞（右岸），导流隧洞间的距离为100m，两个导流隧洞的洞长分别为836.11m和770.5m，其中导流隧道的后半段与研究对象水利枢纽工程的永久泄洪排沙洞相结合，并采用了“龙抬头”形式（下方为导流隧洞封堵位置），由此即可为机械设备运用提供有力支持。

3.2 围岩分析

为保证隧洞导流技术的高质量应用，具体施工前开展了导流隧道围岩的深入分析，具体分析结果如下：①1#导流隧道围岩分析。该导流隧洞层面带有4组裂隙且充填泥膜和方解石脉，深入分析可发现1#导流隧道岩石的干燥度较大。②2#导流隧道围岩。该导流隧洞带有3组裂隙，结构面充填次生泥膜或具锈色，且隧洞轴线与岩层走向平行。结合导流隧洞围岩特点，施工单位开展了针对性方法处理[3]。

3.3 隧洞施工

导流隧道围岩分析结束后，需结合封堵体抗滑稳定的抗剪断强度公式计算导流洞封堵体长度，由此得出了1#导流隧道围岩、2#导流隧道围岩的封堵体长度分别为30m和38m，结合计算数据最终该工程最终选择了瓶塞型封堵体用于1#导流隧道围岩，且导流隧道混凝土内衬后的内径需与瓶塞型封堵体的小头一致，而2#导流隧道围岩则选择了柱体型封堵体。为满足工程需要，选择了C20、W8、F100的混凝土与“YEAH+Mg0”的双掺低热微膨胀混凝土，采用固结灌浆、灌浆孔排距、孔距、深度分别设置为2.5m、1.0～1.5m、8m（深入岩体）。为进一步提升导流隧道施工重量，采用了直径28mm、间距1.5m、排距1.5m、锚杆长3.5～4.7m的锚杆用于封堵体底部埋设，需保证锚杆在封堵体内留有1m、深入岩体1m。

3.4 浇筑施工

选择了分层浇筑方式沿封堵体高度方向开展施工，以此分为5层开展浇筑，施工前采用了埋设冷却水管控制温度应力的方式，具体施工中需持续冷却6h。回填灌浆环节需控制灌浆压力处于0.3～0.5MPa以上，且在浇筑15d后开展回填灌浆。为保证浇筑施工质量，施工单位采用了将温度计、渗压计、测缝计、无应力计埋设在封堵体中的监测方式，由此发现了地温高于混凝土内部温度的情况，因此通过立刻接缝灌浆（1.0MPa灌浆压力），保证了浇筑施工的整体质量。

3.5 特殊处理

上文提到了研究对象水利枢纽工程采用了导流隧洞与泄洪排沙洞结合的设计方式，因此施工单位在施工中重点开展了二者结合处与封堵体之间的工程处理，这一环节采用了混凝土充填、回填灌浆的处理方式。此外，受2#导流隧道需要在汛前下闸影响，为保证该导流隧洞顺利度汛，采用了添加临时封堵体的应对方式，经过计算确定了临时封堵体长度为27m，同时设置膨胀止水条、应用低微热膨胀混凝土、使用外加剂，保证了混凝土性能可较好满足临时封堵体需要，研究对象水利枢纽工程的导流隧洞施工质量也由此得到了更好保障。