施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用分析

杨克珊

摘要：水利水电工程是一项复杂的工程，在前期对工程进行设计时，要对施工导流方案和围堰技术进行合理的选择，在施工过程中要加强施工的管理，提高施工的质量，对资源进行最优化的配置，最终提高施工的水平，发挥水利水电工程的最大效益，为社会和经济做出重要的贡献。文章中以案例的形式，对水利水电工程中施工导流和围堰技术的应用做了详细的分析和讨论，以期望能够给同行业工作者提供可靠的理论依据，为水利水电施工提供有价值的参考。

Abstract： The water conservancy and hydropower project is a complex project. When designing the project in the early stage， it is necessary to make a reasonable choice of the construction diversion scheme and cofferdam technology. In the construction process， it is necessary to strengthen the construction management， improve the quality of the construction， optimize the allocation of resources， ultimately improve the level of construction， give full play to the maximum benefits of water conservancy and hydropower projects， and make important contributions to society and the economy. In the form of case， the article makes a detailed analysis and discussion on the application of construction diversion and cofferdam technology in water conservancy and hydropower projects， in order to provide reliable theoretical basis for workers in the same industry， and provide valuable reference for water conservancy and hydropower construction.

关键词：水利水电工程;施工导流;围堰;效益

Key words： water conservancy and hydropower project;construction diversion;cofferdam;benefit

中图分类号：TV551                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）18-0153-03

0  引言

在水利水电施工的过程中，施工导流在其中起着重要的作用，它自始至终贯穿在施工过程中，可以将施工中的挡水和泄水问题进行很好的处理。而围堰技术在施工中，是临时的挡水建筑物，在水利水电施工中，由于建筑物的施工需要干地条件，所以在基坑排水时，围堰技术是将水挡在建筑物之外的，保护干地建筑物的正常施工，相对于施工导流而言，围堰技术更具有针对性和单一性。所以在水利水电施工过程中，要合理的应用施工导流和围堰技术，使施工能够正常、持续、顺利的进行，提高施工的质量，节约施工的成本，最终提高经济效益和社会效益。

1  水利水电工程中的施工导流和围堰技术的概述

施工导流是在施工的过程中由于河道的复杂性所致，要对所施工河道进行科学的引流，使水流能够绕过施工现场，以此来保证施工的正常和顺利进行，在河流大坝的修建工程中，施工的导流工程是重要的工程之一。一般情况而言，水利水电工程中导流有三个阶段组成，即前期导流、中期导流、后期导流。前期导流，是采用围堰技术，通过对水的阻拦，来确保水利水电施工的正常进行。中期导流，主要是提高大坝的抗洪能力，以河坝高度和汛期的水位高度为依据，对库存的注水量进行确定。后期导流，是在导流的基础之上，对水流进行设计，同时对大坝进行的相关施工。

水利水电施工过程中的围堰技术，指的是在施工中对干地施工进行围挡，防止水流的通过，以最大程度的保证施工的顺利有序进行。围堰技术是水利水电工程中的一项重要的技术，同时也是一项不可或缺的技术，重视围堰技术的使用对水利水电施工有着重要的意义。它可以降低水流对河道的冲击性，提高河道的泄水問题，降低了施工的成本，保证了施工的质量。

2  水利水电工程施工导流划分原则

目前，对于施工导流的设计和方案的确定，是根据施工现场基坑内的工程量大小来判断：如果基坑内的工程量大，对截流后一个枯水期内不能完工，则施工导流方案要按照全年的标准进行设计施工，在此期间，对没有完工的石坝部分要采取一定的措施，保证其在规定时间内保持干地状态，保证施工能够正常进行;如果基坑内的工程量小，对截流后一个枯水期内能完工，则可以根据河水的流量来进行设计，同时在设计的过程中要结合围堰技术。

3  施工导流技术在水利水电工程项目中的应用

水利水电施工过程中对施工导流方案的确认要能够进行全方位、综合性的选择，要结合工程的实际情况（地理位置、水文条件、工程量大小、施工用途等），盲目的采取已有的施工导流方案，会严重影响水利水电工程的施工质量，会减缓施工进度。除了要结合工程的实际情况外，还要对导流施工方案是否经济可行进行相关的分析和判断，与此同时施工现场的相关人员的专业性水平是否过硬，对施工导流同样起着重要的作用。施工导流技术的周期也很重要，要对其进行规范，要提前预测在施工周期中可能发生的不良影响，对于可以预防的，要提出预防方案，将影响降到最低，对于不可预防的，要想其它的替代方案，最大程度的降低不良影响的发生概率。在对施工导流技术方案确定之前，要精确的计算河流的水流情况，掌握水流的速度以及方向，由此能够更好的确定施工的尺寸和范围，做到科学施工。对于施工项目规模大和难度高的水利水电工程，要利用三维建模技术对其进行模拟化的分析和判断，不断的修改模型和参数，由此确定出切实可行的、科学的技术方案。

在对施工导流技术确定时，在考虑其经济性的同时，也要考虑其是否可行。导流的过程没有统一的标准，要能够根据不同的地域环境、自然环境、水文环境等进行不同时段的划分，与此同时在时段划分后，也可能出现一定的危险因素，对水利水电工程造成影响，如洪峰值增加、泄水情况异常等，这些都是不可抗拒的因素，这便对相关技术人员的专业性提出了更高的挑战。所以，施工设计的相关人员要保障导流方案的科学性和完善性，对于方案使用过程中遇到的问题，要有相关的解决对策，提前预测风险并提出方案，才能保证施工的正常顺利进行，提高施工的质量。

4  围堰技术在水利水电工程项目中的应用

对于水利水电工程项目中的围堰技术，通常情况下分为三种：过水土石围堰、不过水土石围堰、混凝土围堰。首先，过水土石围堰，这种围堰技术要充分考虑围堰结构，要特别重视水流对围堰结构的冲力，最大限度的做好围堰结构的防护工作，避免其在冲刷过程中造成的深层滑移，影响施工质量;其次，不过水土石围堰，这种围堰技术的应用广，使用方便，即使相关的工作人员没有较高的专业水平也能取得不错的效果，由于围堰结构的特征与土石坝的特征极为相似，所以可以充分利用现场的土石材料，同时对结构进行防渗处理即可，所以在一般的情况下都会使用这种围堰技术。最后，混凝土围堰，由于混凝土结构的强度之大，所以混凝土围堰的结构也相对稳固，一般用于风险系数较高、地理位置较为特殊的施工项目中，它的抗冲刷力较强，防渗性较好，对于现场技术人员的专业性也提出了更高的要求，与此同时，从施工成本而言，它相对于过水土石围堰和不过水土石围堰，这种围堰技术的成本很高。

5  工程案例

5.1 工程概况

XXX水电站大坝工程主要包括90m长溢流坝段、左岸土石连接坝、右岸混凝土坝、1孔冲砂闸、进水口及坝顶交通桥。据相关资料显示，1-4月和11-12月为枯水期，一年中其余月份为汛期，所以本项目在枯水期进行围堰，XXX大坝的10年一遇枯水季洪水可流量为86m3/s（参考赛德2水电站），导流方式选择上游围堰。

5.2 导流及围堰设计

5.2.1 水文资料

Xeset河是Xedon河最重要的支流之一，整个流域介于东经106°15'，北纬15°20′，属老挝南部Saravane和Champassak省。由于存在对河川径流有影响的山丘地形特征，Xeset流域陡坡面大大地减弱了东北季风的影响，因此，每年10月或11月份以后的河川径流显示了下降的趋势。

Xeset 3水电站是Xeset河流梯级规划中的第三个梯级电站，位于已建Xeset 1和Xeset 2水电站的上游。Xeset 3水电站工程是一跨流域引水发电工程，主要涉及到Xeset河及其支流Houay Sai溪和Houay Toy-Gnai溪。Xeset 3水电站流域面积为188km2，年平均降雨量为2587mm，年平均入库流量为8.73m3/s。

5.2.2 进度文件的要求

根据进度文件的要求，XXX水电站大坝工程溢流坝、进水闸、冲砂闸EL：1025m高程以下的结构施工在2014年5月31日前完成，EL：1025m高程以上及左岸土坝第二个旱季完成。

5.2.3 设计流量的选定

截流设计流量为30m3/s，一期围堰设计洪水标准为：10年一遇11月～次年4月枯水季洪水，流量86m3/s。

5.2.4 导流及围堰设计

5.2.4.1 导流明渠设计

导流明渠如图1所示，由于会出现冲刷，所以对明渠底及边坡1018.5m高程，进行抛石，依照相关的标准，抛石护面系数n取标准值。在明渠的流量为最高时，其水位是1018m，由此根据相关标准，得出以下公式：

过水面积A=（3+3+5+5）/2*4=32m2

湿周χ=b+2*（1+m2）0.5*h=15.81m

水力半径R=A/χ=2.02m

根据曼宁公式：C=（1/n）R1/6，求得C=24.99

根据谢才公式：V=C*（R*i）0.5=24.99*（2.02*0.7%）0.5=2.98m/s

可過流量Q=V*A=32*2.98=95.21m3/s>86m3/s

所以导流明渠符合10年一遇的枯水季洪水导流要求。

5.2.4.2 围堰设计

该设计只是对上游进行围堰设计，采用土石围堰，尺寸具体设计如图2所示。

■

5.2.5 施工方法

5.2.5.1 工艺流程

渠面平整压实→绑扎钢筋网→模板制作、安装→浇筑砼→人工修坡→洒水养护

5.2.5.2 模板制作、安装

模板的制作，采用槽钢，模板背面加焊钢筋和钢管，这样是便于钢筋桩对其的固定。模板制作完成加固以后，上报相关监理工程师进行仓内的验收，随后将内部的杂物进行清理。

5.2.5.3 砼浇筑

对仓内的摊铺采取人工摊铺，人工平整后用平板振动器对其进行振捣，待其振实后，采用滚筒碾压提浆，并用吸水器吸取水分，使砼内部完全的振实，在振捣和滚筒碾压的过程中要注意不能与木板进行接触，最大程度的保护模板的位置。当振捣，滚筒碾压完成后，再用木桩子和铁抹子压光成型，确保其达到相关标准。在砼成型后，要按照相关要求对其进行养护，周期为14天以上。当砼达在可以拆模时，拆除模板，对产生的蜂窝麻面进行相应的修补，以保证其符合设计要求。

5.3 导流明渠施工方案

对于导流明渠上层的土，用挖掘机挖，并将其填入左岸的围堰，对于坚硬的岩石，用浅孔进行爆破，之后再用挖掘机进行清理，所清理的渣土填在围堰的淤泥层。之后进行河床圍堰填筑，在上游的围堰区坡脚位置抛石，其与填土区之间用碎石来填筑。右侧上游是土料场，土料的装载采用挖掘机，卸料采用自卸车。对于迎水面而言，要结合人工抛石，进行抛石护面。对于背水面河床淤泥部分，要等基坑抽完水以后，再打木桩护脚。施工导流围堰工程量清单如表1所示，拟投入的人员及机械设备如表2、表3所示。

5.4 经济效益分析

此工程项目中采用的是土石钢筋混凝土围堰，项目施工周期是20天，电站中通过为期半年的运行，可以看出采用土石钢筋混凝土围堰技术，完全符合工程项目施工的要求，施工质量良好，同时运行效果也非常平稳。该围堰的经济可行性显而易见，在工期上比薄壁混凝土围堰减少了5天，在成本上节约了10万元左右。在运行的过程中，围堰的渗透量小，来水是横向的土石围堰产生的渗漏，而排水是在施工区外挖井，排水泵只需要1台6寸的即可。由此可见，其工程项目的经济效益显而易见。

5.5 安全保障措施

施工的安全性非常重要，所以在施工过程中要做好安全的防汛工作，只有做好防汛工作，才能确保各项工作能够顺利稳步的向前推进。以下从四个方面对安全防汛措施做了简单论述。第一，防汛工作离不开完善的防汛组织结构，同时防汛工作的相关人员也要有一定的专业知识，项目部的相关人员可以组建完善的防汛组织，以项目经理为主要负责人，定期的组织部门相关工作人员学习防汛的专业知识，同时制定相应的防汛管理制度，将责任落实到个人，通过学习认识防汛工作的重要性作用;第二，提前预测汛情，在汛期到来之前要及时汇报，以便掌握汛情的动态，于此同时汛期期间要时刻保持高度警惕，保证汛情信息的互通有无;第三，配备专业的防汛设备，任务布置要精细和明确，在实际的防汛工作中，要能够在各司其职的情况下，团结一心，积极的投入到防汛工作中;第四，防汛设备的准备要考虑全面，草袋、石块、木桩等都要配足，只有充足的防汛设备才能鼓舞士气，使防汛人员以更加饱满的热情投入到防汛工作中。

6  结束语

综上所述，在水利水电施工中，施工导流与围堰技术已经成为了水利水电工程的核心，在技术使用的过程中，要严格按照相关规范进行，科学合理的运用相关技术，根据施工的实际情况进行导流的阶段划分，有针对性的进行施工，合理的采用围堰技术，降低施工成本，提高经济效益，使资源得到最优化的利用，保证水利水电工程的正常持续进展。

参考文献：

[1]李军辉.浅析水利水电工程施工中施工导流及围堰技术的应用[J].门窗，2017（06）.

[2]程伟，张思远.某水利工程施工导流分析[J].黑龙江水利科技，2017（09）.

[3]李建光.水利工程施工导流探讨[J].现代装饰（理论），2011（05）.

[4]李燕.施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用[J].现代物业（中旬刊），2018（08）.

[5]石传军.水利水电项目施工建设中施工导流和围堰技术的运用研究[J].居舍，2019（04）.