探讨水利水电施工过程中的导流问题及技术
2020-04-11张开俊
张开俊
(桐梓县水务局 贵州桐梓 563200)
0 引言
在水利水电工程建设过程中,施工导流工作发挥着至关重要的作用,在实际施工过程中,为了提高水利水电工程的整体质量,提升工程项目的社会与经济效益,需要有效应用导流技术,确定科学合理的施工导流方案,最大程度地保障水利水电工程施工的安全性。
1 水利水电施工中的导流问题
一般而言,大规模水利水电工程的施工条件具备一定的复杂性,施工导流作业的水平关乎整个工程的质量。对于施工导流工作而言,基于其动态特点以及内部元素的特性,可以将系统进一步划分为三个子系统,包括导流子系统、支流子系统以及主要建筑物管理系统,三者之间保持着相互影响且相互抑制的关系。首先,各时期都具备一定的分流标准,对主要建筑物以及施工工艺转移做出了明确规定;其次,施工工艺的建筑物会对导流建筑物相关施工计划以及分流危机的具体时期造成影响。保持上述两层关系的协调性具备一定的必要性与重要性,一旦上述关系被破坏,则会增加工程建设的安全风险,导致施工导流失败,从而在施工过程中出现导流问题。
2 水利水电施工中的导流技术
2.1 全段围堰法
现阶段,全段围堰法采取的是一次阻拦的运作方式,实现了对河道的全面拦阻。该方法将水流进行改向,将其引至预定方向并泄流,可以有效改善河道导流问题。全段围堰法广泛应用于水利水电工程,对于具备流速快、截面宽度小以及水流集中等特征的河道有着较强的适用性,在满足导流需求以及增强导流效果等方面占据着不可取代的地位。且就围堰的建筑形式而言,全段围堰法在解决快速导流问题等方面具备一定的优势,实现了导流速度的大幅度提升。
2.2 分段围堰法
分段围堰法又可称为分期围堰法,分段指的是先将河床进行围割,得到数个干地施工基坑后再分段施工;分期则是将导流工程划分成多个施工阶段,其中,两段两期的导流方法是应用最为普遍的方法。对于分段围堰法而言,在实际的导流施工过程中,首先需要将河床两岸或者左岸围住,使河水完全流经河床,并在预定位置处将其截断,然后通过建筑物流出。分段围堰法适用于河床宽、流量大以及工期长的水利工程,同时可以满足对于河道通航、排冰以及过木等方面的需求。相较于全段围堰法而言,分段围堰法是对单个围堰分别进行单独施工,因此施工压力较小,且导流工作更具针对性,施工效率有了显著提升,此外,该方式还在很大程度上保障了施工的安全性。
2.3 明渠导流
对于明渠导流法而言,首先需要在基坑上下游修筑围堰,然后将河道水流引至下游,河流流经明渠,且流向与位置较为集中,因此易于对其进行控制,有利于改善河水导流与流向问题。明渠导流技术适用于两岸滩地面积较大的地形,可以取得其他导流技术很难达到的导流效果,如图1所示。且就目前而言,明渠导流适用于绝大多数的水利水电工程,是应用最广泛的导流技术。
图1 明渠导流
在图1中,(a)为在岸坡上开挖的明渠;(b)为在滩地上开挖并设有导墙的明渠;1、2、3、4、5 分别代表了导流明渠、上游围堰、下游围堰、坝轴线及明渠外导墙。
2.4 隧洞导流
对于隧洞导流而言,需要借助隧洞并将其作为引流主体,即将河道水流引至隧洞后流入下游。该导流方式实现了水流的有效集中,因此可以克服在地形复杂以及穿越山体等形势下面临的困难,在山区河道中有着广泛的应用,可以满足特殊地形下的导流需求,操作难度相对较小,但对施工资金与成本提出了较高的要求。
2.5 涵洞导流
在河水导流过程中,如果存在导流工作量大以及不确定河水流向等问题时,借助涵洞导流技术可以得到有效解决。具体而言,在涵洞导流的过程中,需要提前在围堰上修建一定数量的涵洞,然后以水闸、涵洞以及分段导流等方式完成后续的河水导流。此时,河水流速得到了有效控制,且涵洞导流工作的工作量较小,在综合考虑山体走势的情况下,可以大幅提升涵洞导流的效果。此外,涵洞导流还可以设置在滩岩表层,但需要将涵洞设置成直线,以充分保障流水的畅通性,避免冲击淤泥以及渗漏问题。
2.6 底孔导流
底孔导流技术在分期修建的混凝土闸坝工程中有着广泛的应用,同时,在一次拦断导流的后期工作中,通常也会采取该方法。在对混凝土坝进行施工的过程中,需要提前在坝体内部的合适位置设置泄水孔洞,并根据实际情况确定该孔洞的属性,即为临时性或者永久性,然后即可引导水流经该孔洞流至下游。此外,如果河道流量较大,则需要启用底孔导流与坝体预留缺口共同作业的方式。
2.7 缺口导流
缺口导流可以有效应对洪水泄洪过程的流量集中以及冲击大等问题,在解决导流问题的同时,大幅度提升了导流效果。其中,在开展相关工作的过程中,需要立足于水流的集中程度,科学合理完成缺口的设置,以切实达到满足引流需求以及提高导流效果的目的。一般而言,导流建筑物的具体流量视枯水期的标准要求而定,部分坝体也会在汛期暂停施工作业,预留出足够数量的满足需求的缺口,以辅助其他导流建筑物顺利完成洪峰泄流。此外,缺口导流也在一定程度上实现了导流建筑尺寸的有效减小,有利于节省施工成本。
2.8 厂房导流
对于导流工作而言,厂房导流方式开辟了一条新的道路,在利用厂房特殊性的基础上,实现了其与河道导流的有机融合。在开展导流工作的过程中,需要充分发挥厂房导流的优势,在厂房周围的合适位置设置导流孔,以实现对水流的流向与速度进行合理控制,满足导流需求。厂房导流主要包括了三种运作方式:①水流经过蜗壳与尾水管;②水流经过污水管上部的泄水底孔;③水流进入泄水底孔,通过临时孔进入尾水管。
3 结语
综上所述,水利水电工程是一项重要的基础性设施建设,可以有效促进国民经济全面发展。随着社会的进步与发展,相关要求与标准也在不断提升。在具体的施工过程中,导流工作对于水利水电施工的质量与水平有着直接影响,因此,为了保障施工导流工作的顺利进行,相关单位与部门需要对其引起足够的重视,在对各方面影响因素进行综合考虑的基础上,确定出科学合理的导流方案,最大程度地保障水利水电工程的安全与质量。