探究水利工程施工中导流施工技术的应用

王凯生 新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院

在落实水利工程施工建设工作的环节中，出于有效提升其施工建设质量与经济效益的考虑，绝大部分的施工单位都会借助施工导流技术将整体水流引到下游部分。施工导流围堰技术在水利工程施工建设阶段的应用，一般都是在河道内部修建临时挡水建筑物，以此来发挥良好的围堰效果。本文通过研究影响水利工程导流施工环节的具体因素及其分类，探讨了该项技术在施工阶段的施工建设要点，对于今后水利工程施工导流施工技术应用、发展有一定的借鉴和参考意义。

1.影响水利工程施工导流施工环节的因素

1.1 工程区域水文不确定因素

水利工程施工中施工导流技术的应用困难程度，本质上是水流的阻挡和导引水流下泄的难易程度，应用的风险便是能否按照既定的施工组织方案设计以及导流标准，有效实现水流阻挡和导引水流下泄这一工作目标。由于水利工程施工导流区域的地形、气候等方面条件都存在着一定的不确定性，将会直接影响到该技术应用过程中河道的洪峰流量、洪水总量以及洪水过程线三个因素的不确定性，这也是水文不确定性的重要组成部分。一旦使水文不确定性远远超过了施工导流既定的工程设计标准，会直接阻碍该项工程的顺利进行。河道内出现的洪水现象，本质上是一个带有显著不确定性的过程，其中所囊括的洪峰流量、总量以及过程线都具有较为显著的随机性质。就目前的情况来看，导流技术应用的过程中通常都会采用频率分析法针对洪峰流量可能会出现的概率进行计算。通常而言，经过计算所做出的最大化洪峰数值并不会成为水利施工导流设计标准的首选，而是会将某一个重现期的洪水量值当作其设计标准，这种方式的使用也就意味着水利工程施工导流建设期间往往会出现大于设计标准洪水的现象，但由于施工导流工程的泄流量是遵循既存建筑物等级使用重现期内的洪水值而设计的，一旦超过这一设计标准便会出现建筑物失效的情况。

1.2 工程区域水力不确定因素

这里所提到的水力不确定性变是因为河道水流流态差异和渗透形态转变导致施工导流建筑物出现危险的一种不确定性因素。一般而言，水力学中所采用的绝大部分参数都是借助实体的工程测算并建立水力模型，通过数据的输入及模拟实验而得到的。但在实际施工过程中，天然性质的河床具备较为显著的差异，糙率、流速系数等水力参数一般都是依据施工技术人员的主观经验选取的，具备着较为显著的随机不确定性，这就导致实际的导流量和设计的导流量将会出现显著差异。导流建筑物在施工过程中会因为各种人为、机械因素的共同影响，出现实际尺寸和原本设计尺寸偏差，同样会影响到导流量的实际和设计数值之间的偏差。

2.水利工程中导流施工技术的分类应用

2.1 分段性围堰导流施工

这种性质的施工导流技术是将整个水利工程划分为多个阶段，并在每个阶段内都设置围堰负责导流工作，并且每一段工程分别进行施工，直至整个工程完成为止。在工程分段的时候，可以将现存的阻流障碍物或者是水工建筑物作为基础进行合理划分，以此来实现河流方向的引导。分段围堰在正式施工过程中更加适用于工程量较大、水流较多、建设时间较长，并且河道宽度相对较为宽阔的水利工程。一般而言，这一技术在使用的过程中需要进一步加固河道、边坡，以此有效避免施工滑坡现象，施工技术人员需要从当地的河流汛期、水流量以及降雨情况等出发，制定合理的导流施工技术，确保能够将河床上现有的建筑物分为多个阶段进行施工，最小化降低施工对于河流及周边生态环境产生的影响。

2.2 全段性围堰导流施工

这种性质的施工导流技术是针对水电工程所处的河流区域进行一次性的整体导流，以河床的水闸和大坝等工程轴线作为基础建立拦河围堰，将水流引导到临时设施内排放到下游河道中。由于全段围堰本身覆盖面积广阔，导致需要导流的水流量较大，面临着较大的施工困难，更加适用于那些工程量较小、流量较小、施工周期需求相对较短的水利工程。该项技术所用的导流设施往往可以一次性完成河流的截断，并且无需后期进行拆迁工作。如果河流位于砂石较多的山区地段，则可以使用隧洞导流的方式，而河流位于平原或者其两岸较为平缓，具备良好滩涂的情况下，则可以选择明渠导流的方式。

3.水利工程中导流施工的技术要点分析

3.1 正式施工前的准备工作

导流施工技术在水利工程应用的过程中，相关人员需要在进入正式施工建设阶段之前，制定出完善的工期计划。同时，将施工环节中的注水量以大坝的具体高度和汛期水流进行合理的控制，并从导流的活水流量出发对大坝高度进行有效控制。

位于H省的X水资源配置工程，在应用导流施工技术之前，根据实际的工程等级以及内部建筑级别设计出合理的建筑洪水标准，其中一段跨越当地H河段和L沟段的工程，因其工程规模不大，故选择了在当地河流的11月到次年3月的枯水期内进行施工。在围堰的宽度和高程确定环节，施工人员从当地的河流的汛期、流量等数据出发，分别针对为H河和L沟的上下游围堰宽度和高程数据做出了合理的设计。

3.2 选择合理的施工导流方案

一个合理的施工导流建设方案，对于水利工程的合理顺利施工价值非凡，要求施工技术人员需要在全面考量施工区域地理特点、水文环境等因素的前提下，做出合理的选择。同时，技术人员需要将现行的导流施工技术标准、规范作为出发点，综合性考虑包括施工建设成本投入、工作强度等方面信息的，选择合理的施工技术、工艺。X水资源配置工程，其中跨越当地H河段和L沟的工程部分，因为河面宽度维持在13～14米之间，长度介于20～26米之间，再加之为粘土基础，河道一侧或者两侧都具备性质良好的滩地，技术人员在综合考量各种因素之后，选择了单侧的明渠导流施工方式，在确定导流施工技术之后，结合工程建设要求，确定了完善的施工流程及其方案。同时，技术人员在考虑到当地河宽较窄以及截流流量较小的情况下，直接实施围堰的全断面填筑，截流材料则是实施就地取材，对土质的渗透系数进行筛选。

3.3 围堰导流施工技术要点

在正式进入水利工程导流施工阶段之后，则需要严格遵循之前设计的导流围堰水利建筑物方案，在全面检测施工区域各项环节指标参数的前提下，将岩土结构和工程范围做出明确的规定，以此保障围堰的施工建设质量得以符合水利工程的实际要求。X水资源配置工程中，位于H河道内部围堰，从河流的洪峰流量、相应水位等数据出发，选择的是明渠导流技术方案，高程为71m，围堰顶部和底部宽度为3m和3.55m，全长为439m。位于L沟河道内的围堰，其高称为85.46m，围堰顶部和底部宽度为3m和4m，全长199m。在该部分工程正式进入施工之后，施工人员以既定的施工图纸、基槽开挖放坡程度等信息作为出发点进行测量放样，以此来有效控制围堰工程的砌筑方向，且测量员也需要定期进行测量，确保砌筑方向误差控制在合理范围内。在围堰的砌筑工程中，施工人员需要将其底部工程部分存在的强风化岩、鹅卵石等全面进行清理。在维护围堰工程质量的前提下，妥善准备好各类施工建设材料，并以最快的速度填筑到既定的设计高程范围内。由于本次工程选择的是全段的明渠围堰导流方式，需要提前确定好粘土料和石料，使用工程分段流水作业的方式，实现各个工序之间的紧密结合。同时，需要注意的是，围堰的填筑料和心墙的粘土料填筑工作需要维持一种交错上升的状态，使用土工布作为心墙内外侧的反滤层，同时在外围填筑一定厚度的粘土，用以防护围堰主体的土石填筑环节中对其产生的损害。在围堰部分施工完成之后，则需要根据河流的汛期等数据进行一次性和经常性的基坑排水工作。在工程两区段的主体管道施工完成之后的，便可将围堰结构拆除，回填导流建筑物和临时便道。

4.总结

导流施工技术的应用，对于水利水电工程的施工建设而言，能够在维护施工建设质量的前提下，保障施工人员的人身安全，最小化施工成本的建设投入。在具体的应用过程中，技术人员需要根据当地河道的汛期、洪峰流量等水文参数，选择合理导流施工方式并重视施工方案的合理制定，以及妥善的前期准备工作和施工阶段各项技术要点的有效控制，以此来全面发挥导流施工技术的价值。