浅谈水利水电施工中施工导流和围堰技术的运用

李 桢，李 红，柳树摇，娄忠秋

(1.四川水利职业技术学院， 四川 成都 610000；2.四川省内江水利电力建筑勘察设计研究院，四川 内江 641000)

0 前 言

水利水电工程在河流通航、排涝、发电、改善城市水环境以及流域生态环境等方面都发挥着重要作用，但是很多水利水电施工过程中都会面临截流难题。2019年3月26日上午10时45分，湖北省副省长万勇在钟祥市宣布碾盘山水利水电枢纽工程汉江一期围堰截流成功，这是超过40台满载块石的车辆以及多次测量策划工作共同努力的成果，汉江一期围堰截流成功也为碾盘山水利水电枢纽工程的施工提供了有力支持。重视水利水电施工中的施工导流和围堰技术运用，对于提升水利水电工程施工质量和时效性具有重要作用。

1 施工导流技术概述

施工导流技术是水利水电工程施工中必不可少的工程技术之一，其分为河床内导流和河床外导流两种方式。施工导流技术是利用围堰来维护基坑，将河道内的水流导向预定的泄水建筑物，避免水流对水利水电工程中水闸水坝修建造成不良影响。施工导流技术的应用对于提升水利水电工程质量和安全，合理控制工程工期等具有重要应用价值，能够保证水利水电工程在枯水期也能够正常施工。

2 围堰技术概述

围堰技术是用于水利水电工程施工中的临时性围护结构，分为土石围堰、草土围堰、木板桩围堰、锁扣管桩围堰、钢筋混凝土围堰等类型，除了作为正式建筑物一部分的围堰，大多数的围堰都会在水利水电工程施工完成后拆除，其在河流截流中发挥着重要的作用。围堰的高度通常是根据施工时期的最高水位来确定的，其采用何种材质的建筑材料也取决于河道施工地的地质和水文情况。围堰技术的应用能够有效促进水利水电施工导流技术的应用，与导流技术形成技术配合，保障水利水电施工过程中的安全性和施工质量。

3 水利水电施工导流和围堰技术运用方案

3.1 根据工程实际需要选择施工导流技术和围堰技术

水利水电工程施工中对于施工导流技术和围堰技术的选择，需要根据工程实际需要，不能采用“放之四海而皆准”的统一施工方案，需要结合不同施工段的水流情况以及地质情况等来加以选择。只有这样，才能够有效发挥围堰技术和施工导流技术在水利水电施工中的作用。

1)施工导流技术的选择。

(1)根据水文情况选择施工导流技术，针对水位变化幅度较大的河流可以采用过水围堰，在设计围堰高度的时候只需要考虑枯水期的水位。

(2)根据地形情况选择施工导流技术，在河道较宽且有通航需求的情况下选择分期导流方式，例如长江部分河段的水利水电工程建设施工；在河道较窄的情况下，就可以采用明渠或者隧洞的方式导流。

(3)根据不同施工阶段的泄水条件选择施工导流技术，在初期可以采用围堰挡水，在中期可以选择水坝挡水，在后期可以选择泄水建筑物以实现导流目的。

2)围堰技术的选择。围堰技术的选择同样需要根据工程建设需要以及河床的土质情况和地质情况等，下面简单介绍几种比较常用的围堰技术：

(1)土石围堰。土石围堰适用于水深低于2 m，且水流速度较慢的河道。在应用过程中是充分利用河道及周边的土石材料，设立不过水围堰，做好防渗防护工作以及溢流面设置工作。

(2)草土围堰。草土围堰是通过草和土的层层间隔叠加来实现的，利用草土结构的下沉，在河道建设起相应的拦截作用。草土围堰通常适用于水深3.5 m左右的河道，在施工中也需要用到机械进行围堰施工。

(3)钢板桩围堰。钢板桩围堰是在当前水利水电施工中最为常见的一类围堰方式，也是现代施工的标志，其对于施工环境的要求相对较小，拥有良好的防水性能。我国南京长江大桥的建设就应用到了钢板桩围堰，其能够根据工程建设需要调整形状等，具有很强的灵活性。

(4)木笼围堰。木笼围堰适用于河道流速较大且难以打桩的河道当中，河道中黏性土较多，其他类型的围堰的稳定性很难保证，所以，可以利用装着石头的木质笼子构建围堰，在围堰外侧设置混凝土砂袋等起到巩固作用，保证围堰能够承受水流的冲击，起到一定的防护作用。

3.2 测量划线，划定围堰施工范围

水利水电施工中应用围堰技术，需要做好测量划线工作，相关技术人员需要深入施工现场，根据河道枯水期和丰水期水位的记录来计算围堰的高度，根据河道下游的生产生活用水需求以及生态移民难度等设计施工导流路线。测量划线的准确性和科学性对于水利水电工程建设具有重要影响。

3.3 固定围堰，保证围堰的稳定性

受河流特点以及不同地区的河道特点影响，很多河道土质都比较松软，内有大量淤泥或者是降水携带的泥砂等。如果只是简单地设置围堰却不予以加固和保护，就很容易出现河水冲垮围堰的情况，严重影响水利水电工程施工建设。因此，在运用围堰技术时，需要对堰体结构进行加固，尤其是在淤泥层较深的区域，利用打桩机或者木桩固定的方式，固定围堰，提升围堰的稳定性。

3.4 围堰堆砌以及防水导流测试

围堰堆砌是水利水电施工中的核心工程，需要强化工程施工监督和管理，借助吊车等大型机械设备，辅助围堰的堆砌，保障最终围堰施工质量。在围堰堆砌完成后还需要进行相应的防水导流测试，即先在围堰内放入少量水检查其防渗情况，确保其施工的安全性和稳定性。

3.5 清淤工作

围堰和施工导流建设的最后一步是对河道的清淤工作，通常是采用机械为主、人工为辅的方式进行操作。在清淤工作中需要合理控制围堰的高度，检查围堰的防渗情况。一旦发现特殊情况需要及时上报并解决，保证围堰建设质量和施工导流技术应用的有效性。

4 提升施工导流和围堰技术运用有效性的措施

4.1 强化对施工地水流速度等地质水文要素的勘测和数据统计

施工导流以及围堰技术在水利水电施工中的运用对于河道水流以及地质情况客观影响因素等有着较高的要求，为此，提升这两类技术在水利水电工程施工中运用的有效性，需要强化对施工地水流速度等地质水文要素的勘测和数据统计。具体实施过程中，需要在河道不同施工段设置相应的测量设备，实时记录水流情况，为施工导流技术和围堰技术的应用提供更为准确的数据支持；切实落实地质勘测工作，帮助施工人员更好地了解河道情况，确定选择何种围堰材质，提升最终围堰的稳定性和防渗能力。不同河道受周边地质环境、气候和降水条件影响，呈现出不同的特点，同是北方的河流也有着不同的地质水文特点，同一条河流的上下游河段也存在河道土质的差别，例如长江。因此，在设计围堰施工方案或者是施工导流方案的时候需要具体问题具体分析，实事求是，因地制宜，这样才能够有效提升水利水电施工的稳定性和安全性。

4.2 加强施工管理团队建设，提升施工管理人员技能水平和专业性

水利水电工程的施工通常是在地形相对复杂的区域，不同区域的水利水电工程建设目的也存在差异，有的工程建设目的在于利用水的势能发电，有的工程建设目的在于拓宽河道方便通航，有的则是集多种施工需求于一体，这对施工管理团队人员的专业能力提出了更高的要求。因此，水利水电施工中施工导流和围堰技术运用需要加强施工管理团队建设，提升施工管理人员的技能水平和专业性。一方面，水利水电工程需要引进高素质专业人才，提升施工管理团队的整体质量；另一方面，也需要强化现有人才的培养，促进其知识更新和建设，保证其施工管理理念和能力能够做到与时俱进。通过定期的知识分享和经验论坛建设，能够让新老施工管理人员共同探讨施工管理方案，也能够互相取长补短，提升施工管理团队整体能力。这样一来，施工管理团队建设能够更好地深化施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用。

4.3 强化施工工人的安全意识和质量意识

水利水电工程施工有其特殊性，河道水流很急的情况下存在施工人员被水流冲走的风险，清淤工作中如果缺乏一定的安全意识也会发生下陷风险等，施工现场大量大型机械设备的应用也增加了水利水电工程施工现场的地面承重压力等。除此之外，水利水电工程施工成本相对较高，且工程周期相对较长，推倒重建的投资成本和时间成本都是可想而知的。所以，在水利水电施工中要求施工工人强化安全意识和质量意识，保障施工导流和围堰技术在其中的良好运用。

在水利水电施工前，施工管理人员需要合理划分管理责任，明确每个人所需要负责的人员数量和小组等，将施工安全管理和质量管理落实到个人。这样一来，不仅能够有效明确施工责任，更是能够增强施工管理人员的责任意识和危机意识，对于提升水利水电工程现场施工管理质量和有效性具有重要作用。在此基础上，施工管理人员可以对自己所负责的施工工人展开针对性的安全教育，帮助其明确在施工中常见的安全问题，以及自己所负责的施工环节可能存在的安全隐患等，给施工人员敲响安全的警钟。这样的安全教育开展方式不仅具有针对性，还能够在无形中拉近施工管理人员与施工人员之间的距离，增强施工人员的集体意识。与此同时，施工管理人员还需要给施工工人强调施工质量的重要性，并制定一定的奖惩措施，强化其施工质量意识。现场检查工作在施工管理中同样不容忽视，及时发现施工安全隐患或者质量问题，及时予以补救和上报，这样能够避免出现更为严重的质量问题。

4.4 利用无线传感技术和大数据技术对施工过程进行动态监测和管理

当前，无线传感技术和大数据技术已经被广泛应用于工程建设当中，对于提升技术应用质量和有效性具有重要价值。在水利水电工程施工过程中，可以利用设置在河道中的无线监测装置收集各类工程所需的信息，例如水深的变化以及水流速度的变化等，然后利用无线传感技术传输到中央控制中心。利用大数据技术构建统一的中央控制中心，对所收集的信息进行数据分析和整理，能够为水利水电工程指挥和决策提供相应参考和数据支持。在大数据一体化中央控制中心的支持下，水利水电工程各部分参与方能够在统一平台上展开协作，能够最大限度地提升决策效率，增强各部门的协作性和机动性，避免中间环节浪费时间。通过对施工过程的动态监测以及相应的动态管理，能够保证施工方案与现实情况的契合度，提升水利水电施工中施工导流和围堰技术的运用有效性和运用效率。

4.5 制定应急预案，提升施工安全管理效率

应急预案的制定是有效保证水利水电施工安全性的关键，在水利水电施工过程中可能出现围堰被冲垮、截流失败以及施工导流方向失去控制等工程问题，相应的应急预案能够缩短反应时间，最大限度地降低工程损失和人员伤亡。在水利水电施工中运用施工导流和围堰技术之前，就应该根据以往施工经验以及国内外施工案例，预测其中可能存在的施工风险，并邀请施工导流技术人员和围堰技术人员一同讨论相应的应急预案。在施工之前，水利水电工程综合管理部门还应该组织有关部门进行相应的预案演练，确保各部门能够在工程问题发生的第一时间做出反应。水利水电工程施工在运用施工导流技术和围堰技术时根据工程实况制定相应的应急预案，对于提升施工安全管理效率具有重要价值和现实意义。

5 结 语

综上所述，水利水电工程建设是一项利国利民的工程，其不仅包括水电站的建设，还包括相应的水坝建设以及河道建设等，是一项系统性的工程。在具体施工过程中，也需要根据水利水电工程建设的具体需求进行相应的施工导流和围堰技术运用。施工导流技术和围堰技术在水利水电施工中的运用能够为其建设提供一个安全稳定的施工环境，具有重要的运用价值。针对施工导流技术和围堰技术方案的设计，需要具体问题具体分析，根据施工河道以及周边环境的地质水文问题选择合适的技术类型，例如木笼围堰以及草土围堰等。除此之外，还需要加强施工管理队伍建设以及施工工人的安全意识建设，在施工之前就根据以往经验做好相应的安全应急预案，最大限度地保证施工过程中的人员安全和财产安全。通过强有力的施工管理和技术管理，能够让施工导流技术和围堰技术在水利水电工程中发挥最大效用。

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