水利水电工程施工中导流问题及技术分析

鲍立华

导流可避免水流破坏水利水电工程，营造安全、适宜的施工环境，是水利水电工程施工需要解决的重要问题。本文分析水利水电工程导流施工中的影响因素，对相关导流技术进行分析，为其应用提供参考。

水利水电工程是我国的基础工程，在调配水资源，促进农业发展上扮演着重要角色，因此，国家职能部门在水利水电工程建设上的投入不断增加。水利水电工程建设涉及较多施工环节，其中导流是水利水电工程施工的基础环节，应结合水利水电工程具体实际，应用合理的导流技术。

一、导流问题研究

水利水电工程施工中，影响导流效果的因素较多，包括地形条件、水文条件、地质条件等。众所周知，地形高低影响水流方向，导流过程中应借助原有地形条件，应用合理导流技术，减少导流施工量的同时，保证导流效果。

水利水电工程导流时，水文因素应重点考虑。如导流时盲目作业，对工程所处的水文条件了解不深入、不全面，会影响导流工作的顺利开展，例如，水位突然增加，如围堰高度不足，会减弱导流效果，甚至引发危险。如水位长时间处于低水位状态，围堰过高会增加施工量及施工成本。

水利水电工程导流时，地质条件不仅影响导流效果，而且影响导流技术的选择。导流作业前认真勘查水利水电工程地质条件，充分掌握水利水电地质构造，选择合理的导流技术，确定最佳的导流方案，不仅降低导流施工难度，而且能获得较好的导流效果。

二、导流技术分析

从大的方面看，水利水电工程导流方法分为全围堰法导流、分段围堰法导流，其中全围堰法导流进一步细分为：隧洞导流、明渠导流、涵管导流，不同的导流方法，施工要求不同。

1.全围堰法导流

（1）隧洞导流

隧洞导流指在河岸中开挖隧洞，在基坑的上下游位置修建围堰，河水经隧洞下泄。该导流技术适合应用在两岸地形陡峭、山岩条件良好、河床狭窄、流量小的河流施工中。为保证导流效果，一方面，布置隧洞时应保证洞轴线沿线具有较好的地质条件，且洞线为直线。另一方面，综合考虑施工条件、地质条件设计合理的断面形式，包括方圆形、马蹄形、圆形，如地质条件差，可设计成马蹄形。另外，确定合理的槽率。一般爆破不衬砌时槽率范围为0.035～0.044；光面爆破不衬砌时，槽率范围为0.025～0.032；混凝土衬砌时的槽率范围为0.014～0.017。

（2）明渠导流

明渠导流指在河岸中开挖渠道，在基坑上下游修建围堰，河水通过明渠下泄。该导流方法适合应用在工期紧、施工期有过木、通航要求、地质条件差无法采用隧洞导流、流量大的工程中。应用该导流方法时，首先，应将明渠布设在台地较宽位置，渠身轴线应伸出上下游围堰外坡脚，并且水平距离应满足围堰防冲要求，尤其防止深开挖，适当将轴线长度缩短。其次，确定合理的进出口位置与高程，即，进出口位置应不回流、不淤、不冲，高程符合截流设计要求。另外，为减少水下开挖量，应适当增加进出口高程。最后，设计断面时应根据水流量，确定合理的断面尺寸及断面形式（复合梯形、矩形、梯形）。确定槽率应作水工试验、查阅手册，保证槽率设计的合理性。

（3）涵管导流

涵管导流指在岩基中进行沟槽的开挖，而后使用钢筋混凝土进行密封形成涵管，水流经过涵管下泄。该种技术在堆石坝、土坝水利工程中应用广泛。为保证施工质量，一方面，为避免坝身和涵管外壁形成接触渗流，应在涵管外壁每隔一段距离设置截流环，将渗径半径延长，将渗透坡降低，减轻渗流破坏。另一方面，认真修筑涵管管身沉陷缝、温度缝止水。

2.分段围堰法导流

分段围堰法导流指使用围堰将水工建筑物分段分期围护进行导流，分为底孔导流、坝体缺口导流、明槽导流。

（1）底孔导流

底孔导流指在土坝中修建永久或临时底孔，使水流通过底孔下泄到下游，避免水位过高影响水利水电工程施工工作的顺利进行。应用该方法时应通过计算水力，确定底孔的布置位置、布置数目、布置尺寸。另外，为保证枯水期正常泄水，地坎高程应设置在库水位以下。底孔断面可设置为圆角矩形或矩形，尺寸应尽量小。

（2）坝体缺口导流

如为混凝土坝且河流汛期较短，可考虑采用坝体缺口方式导流，即，汛期河水涨落较严重，采用其他导流构筑物无法满足导流要求时，为降低给水利水电工程施工造成的影响，应在坝体上预留缺口，与其他导流构筑物一起导流洪峰，当上游水位回落后再进行缺口的修筑。

（3）明槽导流

当河水覆盖层较厚，河水深度较深时，修筑纵向围堰难度较大，河床一侧岸坡稳定性好，河滩基岩较高时，可考虑采用明槽导流方式。采用明槽方式导流时，完成第一期围堰后进行明槽的修筑，河水通过束窄的河床下泄。第二期工程施工时，河水便可通过导流明槽完成下泄。

另外，分段围堰法导流时，保证导流时段的合理划分尤为关键。划分导流时段时应综合分析施工进度、导流方案、河流水文特征等。划分导流时段时应注意考虑以下内容：当水利水电工程施工工期长、不允许过水，洪水来临前无法完成建设任务时，应考虑以全年作为划分导流时段的标准；当洪水来临前施工内容可发挥拦洪作用，则将洪水来临前的施工时段作为导流时段；当使用分段围堰法施工，中后期的导流借助底孔进行导流时，应划分成三个导流时段。将河水经束窄河流下泄，第一期基坑工程施工划分成第一时段。将河水从导流底孔下泄，第二期基坑工程施工作为第二时段；坝体全部上升，河水由导流底孔下泄。封堵底孔后，河水下泄通过永久泄水建筑物，完全或部分拦蓄在水库中，直到水利水电工程施工完成，作为第三时段。

三、导流流量设计

水利水电工程施工中，设计合理的导流流量，有助于实现预期的导流目标。导流流量设计应重点考虑导流标准、洪水重现期与风险度。

1.导流标准

导流标准的确定需严格按照规范要求进行，在明确导流构筑物划分级别的基础上，参考下表内容，确定洪水标准。

导流构筑物洪水标准表

2.洪水重现期与风险度

为保证导流构筑物安全性，充分发挥导流作用，导流施工中应注重考虑洪水重现期以及风险度。其中洪水重现期指洪水在任何一年发生的机率。风险度指洪水在导流年限中发生的机率，计算公式为：

R=1-（1-1/T）L

其中T、L分别表示洪水重现期，年、导流构筑物使用年限，年。

T数值越大，R值越小，导流构筑物的造价越高，反之，导流构筑物造价越小；导流构筑物使用时间越长久，风险度越大。最佳的洪水重现期应保证风险损失费用和导流构筑物造价越小。

四、结语

水利水电工程施工时，做好导流工作尤为重要，可为水利水电工程施工工作的顺利完成奠定坚实基础。本文通过研究得出以下结论：

1.水利水电工程导流施工的专业性强，需综合考虑诸多内容，要求施工单位做好施工前的地质勘查，充分掌握地形条件、水文条件、地质条件等。

2.当前水利水电工程导流施工技术较多，包括全围堰法导流、分段围堰法导流，应结合水利水电工程实际情况，做好充分的论证分析，以应用合理的导流技术。

3.水利水电工程导流施工时，应从导流标准、洪水重现期与风险度方面入手，确定合理的导流流量。