探讨施工导流和围堰技术在水利水电施工中的运用

严瑞

摘  要：水利水电一直是我国利民利国的工程，但是在施工过程中常常会遇到与环境生态之间矛盾的问题，不仅影响着其施工，也影响着我国社会经济效益。在涨水期、枯水期，如果水利水电这个阶段不施工，就无法保证其正常供电。针对这一现象，导流和围堰技术开始应运而生，其通过分段式和全段式的导流，通过不过水围堰施工、混凝土围堰，以及钢板桩格型围堰等，有效地防止了水流对周围的强烈冲刷，保证了施工质量，也保证了施工顺利、正常地运行。基于此，来对施工导流技术和围堰技术在水利水电施工中的应用进行分析，以此来为水利水电项目施工提供参考。

关键词：导流技术  围堰技术  水利水电  生态环境

中图分类号：TV5            文献标识码：A          文章编号：1672-3791（2023）01（a）-0000-00

Discussion on the Application of Construction Diversion and Cofferdam Technology in Water Conservancy and Hydropower Construction

YAN Rui

（Dayu Reservoir Engineering Management Office in Dingyuan County， Chuzhou， Anhui Province， 233200 China）

Abstract：Water conservancy and hydropower have always been projects that benefit the people and the country in China. However， there are often contradictions between the environment and ecology during construction， which affect both their construction and China's social and economic benefits. If water conservancy and hydropower are not constructed during the periods of high water and low water， it is impossible to ensure their normal power supply. In response to this phenomenon， diversion and cofferdam technologies have emerged， which effectively prevent the strong scouring of the surroundings by water flow through segmented and full-section diversion and the construction of overflow cofferdams， concrete cofferdams and steel sheet pile cellular cofferdams， and ensure the quality and also the smooth and normal operation of construction. Based on this， this article analyzes the application of diversion technology and cofferdam technology in the construction of water conservancy and hydropower， in order to provide reference for the construction of water conservancy and hydropower projects.

Key Words：Diversion technology; Cofferdam technology; Water conservancy and hydropower; Ecological environment

水利水电属于民生工程，随着我国社会经济的发展，其在“疏通河流航道、防洪防涝、水力发电，以及提升城市面貌”等作用逐渐彰显出来。受生态环境的影响，其在施工过程中会遇到涨水、枯水等现象，既加大了施工难度，也影响着正常供电，因此，如何解决水利水电的施工与生态环境之间的矛盾也成为了相关部门日益关注的焦点。导流技术和围堰技术通过导流和围堰的方式，可以有效地应对水流对周围的强烈冲刷，将其应用在水利水电施工中不仅可以应对水利水电跟生态之间的矛盾，还能提高水利水電施工质量，进而提高社会经济效益。近几年，我国有一些重大的水利水电工程项目都在应用导流和围堰技术，并且取得了显著的应用效果。因此，本文对于施工导流和围堰技术在水利水电施工中应用的研究具有非常现实的指导意义。

1  施工导流技术和围堰技术的基本概述

1.1  导流技术基本概述

在水利水电施工过程中，导流技术的应用可以维护工程的基坑稳定性，以此来避免外加水流对项目施工的影响。在水利水电项目施工中，经常会有一些不必要的外加水流冲击着水坝、水闸等，加大了施工难度，也让工程产生了施工期滞后等现象。而导流技术就是应对这一难题的首选技术，其通过分段式导流、全段式导流等方式，可以有效地解决这一难题，保证项目的顺利施工，也保证了供电的安全性。

1.2  围堰技术基本概述

在水利水电项目施工中，围堰技术就是通过搭建临时性围挡的方式来应对河流的强烈冲刷，当水利水电项目竣工后，其还需要进行拆除处理。围堰技术有很多种，如木桩围堰、钢筋混凝土围堰、草土混合围堰以及锁扣管桩围堰等，通过搭建临时的围挡装置，配合施工导流技术来共同防止水、土等进入施工现场，以便在围堰内进行排水、开挖基坑等。由此可以看出，围堰技术的应用可以提高施工导流技术的效率，提高水利水电工程的安全指标。在应用围堰技术过程中，围堰施工材料、合理的围堰技术都是影响其应用效果的主要因素，因此，在应用过程中需要结合施工地点的水位和施工地点的地质结构来合理地选择围堰材料、技术、高度等，以此来满足施工要求，保证水利水电工程项目的顺利开展^[1]。

1.3  施工导流技术与围堰技术的应用现状

随着我国技术的不断进展，水利水电施工技术也逐渐趋于完善，包括导流技术和围堰技术，有效保障了水利水电工程的运行质量，提高了其建设效率。导流技术可以有效地避免河流、水流等对建筑物整体外观的不良影响，围堰技术可以有效地拦截和控制河流，因此，在應用过程中两者是密不可分的。很多大型的水利水电站的建设都是采用了两种技术相结合的方式，既保证了建设效率，也保证了建设质量。例如：黄山水利水电站的建设、玉曲河扎拉水电站的建设等。

生态环境的日益恶化使施工导流技术和围堰技术面临着巨大的挑战，还需要进一步优化其技术来克服施工中的环境恶劣问题，如调整室内水资源收集的位置、优化导流技术、围堰设备等，以此来保证施工质量，促进经济社会的发展。

2  施工导流技术的应用

在水利水电建设施工中，导流技术和围堰技术密不可分的，不管是在涨水期，还是在枯水期，都需要两种技术的配合才能有效保证施工的顺利进程。其中导流技术更像是一种功能方面的技术，而围堰技术更像是实际操作方面的技术，其贯穿整个项目建设，目的就是为了导流而服务。也可以说，导流技术是水利水电的施工要求，而围堰技术是操作手段，只有两者的相互配合和协调才能有效地解决水利水电施工中的环境生态困境。施工导流技术应用中，主要有如下两种应用方式^[2]。

2.1  分段式导流

分段式导流就是通过分段完成围堰的导流方式，其应用于大型水利工程中对所有主体建筑物的围堰。应用中会直接将大型水利工程的建设进行分段或者分期，并通过围堰的方式将大坝主体围起来，如围在窄河床左岸或者右岸等，以此来让所有的河流通过窄河床的左/右岸缓慢地向下流。其中分段是从空间上将河床围护成若干个干地施工的基坑段进行施工，分期则为从时间上将导流过程划分成若干阶段来进行施工。

2.2  全段式导流

全段式导流就是将水利工程中两侧主要的河道通过围堰的方式全部地截流，让水流直接流至河道两侧主要的构筑物、溢洪道。其常常用在排水量比较大、河道蓄水深度高的水利工程项目，会根据蓄水深度来进行不同程度的拦截，以此来保证项目建设的顺利开展。

2.3  应用策略

在应用导流技术过程需要根据项目的实际情况做好导流技术的选择和应用，这样才能有效地保证河道水流对施工项目的阻挡。在应用过程中需要考虑如下情况。

首先，需要考虑施工现场的水文条件，如河道枯水期的水位情况、河道内水位幅度等，以此来选择适当的导流技术。其次，需要考虑施工现场的地质条件，如河道的宽度、河运需求等。如果河道的宽度比较小可以通过明渠导流的方式，或者通过隧洞导流的方式来进行导流；相反，如果宽度较大可以选择分期导流的方式来进行导流。此外，需要考虑施工各个环节泄流的需求。在水利水电工程建设中，每一个环节的泄流需求是不同的，因此需要根据实际情况来确定导流技术。如果是施工初期可以通过围堰的方式进行泄流，即对河道水流进行阻挡；如果是施工中期可以通过水坝来进行泄流；如果是施工后期就可以通过泄水设施来对河道流水进行导流。

3  围堰技术在水利水电工程中的运用

围堰技术是水利水电工程中常用的技术，其有很多种类，常用的有土石围堰、混凝土围堰以及钢板桩格型围堰等。

3.1  土石堰技术

土石堰技术是围堰技术中最常用，也是应用最广泛的技术，其是通过土石堆积的方式来进行围堰。其中，水上部分采用分层填筑，碾压施工，并适时安排防渗墙施工；水下部分采用土料、石渣、堆石体进占法，也可采用各种驳船抛填水下材料。将其与岸坡的接头，即通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法，以延长塑性防渗体的接触范围，防止集中绕渗破坏。土石来源于航道的周边，或者外运过来的土石资源，施工工艺简单，也不需要过多的施工设备，成本比较低。但是该方式也存在着局限性，因为该方式会阻挡所有的水流，因此在防洪期是不适合采用这种技术来进行水流阻挡的。

3.2  混凝土围堰

混凝土围堰就是通过选择混凝土主体结构的材料来保证围堰质量。混凝土可以为常态混凝土，也可以是碾压混凝土，将其建在岩石的地基上，可以两面挡水，也可以与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分。该方式的特点就是抗冲能力大、挡水水头高、底宽小，以及堰顶可溢流等。

3.3  钢板桩格型围堰

钢板桩格型围堰经常会跟混凝土围堰一起综合使用，可以抵挡高度小于15～18 m的水，在应用过程中将其建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用，通过钢管主网架与弧形断面相结合的方式来进行围堰。或者也可以是将一块钢板卷成不同形式的筒形，然后打入水中进行围堰。不管是哪一种围堰方式，使用期的最后一个汛期过后，随上游水位的下降，都需要逐层拆除围堰背水坡和水上部分。

3.4  应用策略

在应用围堰技术中，首先，需要绘制围堰的路线。在绘制前需要测量人员做好测量的工作，测量时还要考虑河道的施工条件、环境的影响，以及施工周遭的用水需求等，以此来制定围堰路线，为后续水利水电项目的施工做好保障。其次，要对围堰进行加固处理。因为很多河道都存在着土质松软的情况，里面也含有大量的黏性土壤和碎石会影响着围堰的质量，当阻挡河流时也会因为抗击性能力不足进而出现围堰崩塌的现象，影响着施工进度。因此，就需要对围堰进行加固处理，可以通过打桩机、固定木桩等方式，来进行围堰加固处理，以此来提高围堰结构的稳固性。此外，加固处理完就需要进行围堰防水导流的测试，目的在于测试围堰主体结构是否具备防渗能力^[3]。可以通过在围堰主体结构内置入少量净水的方式来进行测试，施工单位也要给予测试高度的重视，对测试进行监管，以此来保证围堰环节的安全性和可靠性。最后，就是围堰的清淤工作。该工作属于项目的最后一道工序，通过工程机械来开展清淤工作，在清淤过程中需要人工来辅助机械完成，还需要考虑围堰的高度，如高度不要超过2.0 m，不要低于1.0 m等，以此来做好清淤的工作。如果在清淤过程中淤泥层的厚度比较大，可以通过分单元段的方式来进行清淤，从软件部位开始处理，处理完后向未处理区域来依次地推进。在推进过程中需要考虑到机械会陷入淤泥中的现象，因此，必须要保证分段的数量要少、适当地增大石料粒径、适当地放慢施工速度，以及在周围做好警戒标识，以此来保证清淤工作质量，避免机械和相关人员陷入淤泥中。

4  施工导流和围堰技术的应用保障

在应用施工導流技术和围堰技术中需要做好应用保障。

4.1  强化施工现场地质和水文的勘测

施工导流技术和围堰技术对于地质和水文条件都有着较高的要求，因此，为了保障应用质量必须要强化施工现场地质和水文的勘测。施工单位需要根据河道的实际情况安排相匹配的地质和水文条件的勘测仪器，以此来对地质和水文条件进行记录和储存。然后会根据勘测到的数据来进行全面、仔细的分析，以此来确定河道现场的水文条件和地质情况，以便其在后续开展过程中选择合适的材料和方法、安排合适的施工人员、选择适合的方法等来保证工程的稳固发展^[4]。

4.2  强化施工管理队伍的建设

很多水利水电项目其施工条件都非常苛刻，不同的水利水电工程还存着差异化的施工目标，如有的需要供电、供水，有的则是搭建运输网络，还有的需要供电供水以及运输网络，属于综合体，因此，其对施工管理队伍也有着较高的要求。建议施工单位定期对施工管理团队进行培训，培训其水利水电相关的理论知识和技能等。其中，理论知识包括混凝土的设计、过水断面、均质黏性土坡的滑动面形式、土的饱和度、传统的测量方法如何确定水平距离、高差，以及水平角等；技能相关知识包括围堰技术、导流技术、大体积混凝土施工技术、坝体填筑施工技术等；通过这些知识的培训来保障后续的工作效率。在培训过程中，可以通过开展学术交流的方式、知识讲座的方式，以及工作经验分享等方式来保证培训质量。而且，如果条件允许可以引入高素质、专业化的管理人才，在提升整个团队专业素养的同时，保障施工导流技术和围堰技术的应用效果。

4.3  强化施工队伍的安全质量意识

受地理条件、自然环境的影响，水利水电工程项目存在着较高的安全隐患，一旦发生疏忽不仅会影响项目的开展，还会影响施工人员的人身和经济安全，因此还需要强化施工队伍的安全质量意识。

首先，需要对施工人员进行安全质量培训，以此来强化其安全质量意识。例如：设计结构上的安全隐患、堤坝上的安全隐患、地质结构上的安全隐患、导流技术和围堰施工中的安全隐患、水文和地质的影响、清淤中的安全隐患等。其次，要制定安全质量管理机制。机制包括管理的内容、岗位意识、责任意识等，以此来将其强化管理人员的安全意识，进而让其主动参与到安全质量管理中来，对施工人员的施工和安全问题进行监督。如安排巡检人员，对施工现场实时地进行巡检，一旦发现安全问题，第一时间进行反馈和处理，以此来保证施工人员的安全。

4.4  应用信息化技术来对施工导流和围堰技术进行动态检测

随着我国信息化技术的发展，网络技术、大数据技术以及传感技术等也日渐完善，因此，可以将其应用到施工导流和围堰技术的动态检测中，利用信息化、数字化的工具和手段来保证施工质量。如可以利用智能监测设备对河道的水文条件进行数据的收集和存储，再利用无线传感技术来将搜集的数据进行传递，将其传递至中央数据处理平台来进行数据的分析，以便施工单位的动态管理^[5]。

4.5  建立和完善应急预案

完善的应急预案是施工导流技术和围堰技术的应用保障，其可以保证施工的安全性和稳定性。由于水利水电工程中蕴含着很多安全隐患问题，在施工导流技术和围堰技术应用过程中常常会有突发事件，尽管会提前做出预防措施，但是依然会有突发事件发生，如围堰截流失败、导流方向失控等，都会给工程以及人员带来极大的损失。因此，在应用过程中就需要建立和完善应急预案^[6]。

首先，需要参考国内外施工导流技术和围堰技术应用的成功案例，总结其成功的原因，并且结合施工单位过往的成功案例、失败案例等来对此次施工的风险点进行预判。在预判完后邀请相关专家，或者工程技术人员来对预判进行协商、分析、讨论等，以此来确定最终的应急预案。其次，邀请水利水电的管理部门来对预案进行演练，目的在于排查响应措施是否合理、到位，即一旦发生类似问题，所做的预判是否可以第一时间给予响应，这样通过多管齐下的方式来保证施工导流技术和围堰技术的有效应用。

5  结语

综上所述，随着水利水电工程项目的不断扩大和进展，施工导流技术和围堰技术的应用日益广泛，其逐渐成为了水利水电施工中非常重要的技术。该技术的应用不仅可以防洪、节流，还可以保护石灰土、基坑等，进而有效避免了一些安全事故的发生。在应用过程中，需要强化施工现场的地质和水文的勘测，需要强化施工管理队伍的建设、强化施工队伍的安全质量意识，以及应用信息化技术来对其进行动态检测、建立和完善应急预案等，以此来保证施工导流和围堰技术的应用效果，保证水利水电工程项目的安全、顺利地开展。

参考文献

[1]刘涛.探究施工导流及围堰技术在水利水电工程施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2023（10）：140-142.

[2]吕存龙.施工导流和围堰技术在水利水电施工中的运用[J].居业，2022（11）：28-30.

[3]赵鉴.关于施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用初探[J].工程与建设，2022，36（1）：124-125.

[4]吴玲.水利水电施工中施工导流和围堰技术[J].云南水力发电，2021，37（12）：214-217.

[5]杨荣. A小型水电站建设阶段的风险评价与应对策略研究[D].南宁：广西大学，2022.

[6]林金波. 水利枢纽分期导截流数值模拟方法及应用研究[D].大连：大连理工大学，2020.