全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)的水利施工應(yīng)用
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摘要：很多水利水電工程的興修地點(diǎn)在河床上，但是河床情況變化非常復(fù)雜，水流和水位變化頻繁，并且也經(jīng)常有水漫過(guò)，難以開(kāi)展施工。這就需要我們?cè)诤哟采辖⒏稍锏孛鎭?lái)開(kāi)展施工。在當(dāng)前的處理中，最為常用的方法就是在作業(yè)面進(jìn)行圍堰，之后使用水渠來(lái)完成導(dǎo)流，但是導(dǎo)流也是一項(xiàng)重要的施工內(nèi)容，所以也經(jīng)常由于當(dāng)?shù)刈匀粭l件以及施工要求的不同而采用了不同的圍堰導(dǎo)流技術(shù)。首先簡(jiǎn)要介紹了圍堰技術(shù)應(yīng)用原則，之后結(jié)合圍堰的具體類型介紹了其應(yīng)用要點(diǎn)，希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。
關(guān)鍵詞：全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)；水利施工；應(yīng)用
全段圍堰導(dǎo)流這種方法就是直接在工程的上游下游各建立一段圍堰來(lái)起到攔河的作用，工程建設(shè)臨近完成時(shí)再封堵臨時(shí)泄水道。但是者這種導(dǎo)流方法如果需要在大湖泊出口建設(shè)水壩，也只能采用上游圍堰的方法，將施工期間上游來(lái)水都攔蓄在湖泊之中；除此之外，如果河道處于山坡，較為陡峭，泄水道出口誰(shuí)為也會(huì)低于基坑河床高程，也就不用修剪下部圍堰了。采用全段圍堰來(lái)進(jìn)行導(dǎo)流，其主要有三種類型，分別是隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流、以及明渠導(dǎo)流。
1水利工程圍堰設(shè)計(jì)的原則
水利工程圍堰設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循三個(gè)方面的原則。1.1安全原則。堅(jiān)持安全原則是水利工程施工當(dāng)中最為重要的一個(gè)原則，圍堰技術(shù)的作用在于可以給水利工程的施工帶來(lái)一個(gè)安全的施工作業(yè)環(huán)境，起到臨時(shí)圍擋的作用，所以安全原則就成為圍堰設(shè)計(jì)中最為重要的一個(gè)原則，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注重經(jīng)濟(jì)、安全以及科學(xué)這三個(gè)方面內(nèi)容。1.2穩(wěn)定斷面。保證斷面的穩(wěn)定性也是圍堰設(shè)計(jì)中的重要原則。在進(jìn)行圍堰設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該從多個(gè)方面探討圍堰斷面設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)不斷分析和論證來(lái)保證結(jié)構(gòu)的安全，這樣才能讓挖掘和填筑等一系列施工順利進(jìn)行。1.3就近取材。在材料選擇上也應(yīng)當(dāng)盡量選擇可以在當(dāng)?shù)厝〔牡牟牧?，?jiān)持就近原則，這樣一來(lái)，不僅施工可以更加高效，還可以有效節(jié)約運(yùn)輸成本，起到節(jié)約的效果。
2圍堰類型的劃分
2.1按照施工材料劃分。如果按照施工材料來(lái)劃分，圍堰工程可以包括土石、草木和混凝土以及鋼板樁等形式。對(duì)于現(xiàn)階段的工程而言，最為常見(jiàn)的圍堰方法就是土石圍堰，其組成材料是各種建筑工程的廢棄物，優(yōu)勢(shì)在于圍堰材料價(jià)格低廉，易于獲取，往往具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，施工也較簡(jiǎn)便，所以是當(dāng)前圍堰施工中的首選材料來(lái)。同時(shí)土石圍堰施工具有非常寬廣的應(yīng)用范圍，在很多河流和深水地區(qū)都可以起到良好的應(yīng)用效果，但是往往由于其施工量大，容易出現(xiàn)沉陷和變形問(wèn)題。正常來(lái)說(shuō)，如果使用土石圍堰，其結(jié)構(gòu)方式也大多是橫向圍堰，這樣可以較好地保護(hù)其自身的安全性，可以有效保證結(jié)構(gòu)的安全?；炷羾咭彩悄壳皯?yīng)用較為廣泛的圍堰方式，其優(yōu)勢(shì)在于可以直接成為建筑工程的一部分，并且也具有較強(qiáng)的康沖刷能力。但是其由于造價(jià)高昂，施工難度高、拆除難度大的問(wèn)題限制了其進(jìn)一步推廣，還會(huì)產(chǎn)生數(shù)量很大的建筑垃圾?；炷羾叩慕Y(jié)構(gòu)類型可以分為拱形和重力兩個(gè)類型，其中重力式混凝土圍堰可以直接作為建筑工程一部分使用，而拱形混凝土圍堰具有較好的抗壓性能，可以大大縮短圍堰斷面。但是其缺陷在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度高。鋼板樁圍堰現(xiàn)在大多用于擋水圍堰，其結(jié)構(gòu)是多個(gè)鋼板互相連接但是也由于鋼板本身具有不同的形狀，所以在工程當(dāng)中的應(yīng)用情況也存在明顯的區(qū)別。使用鋼板樁來(lái)進(jìn)行擋水，首先需要保證在圍堰內(nèi)部填筑滲水材料，并確保材料的平整。鋼板樁圍堰的優(yōu)勢(shì)非常明顯，其堅(jiān)固性和抗沖刷性較好，但是其適用范圍較小，只能在大型工程中得到應(yīng)用。2.2基坑淹沒(méi)情況。隨著基坑淹沒(méi)程度的不同水利工程圍堰也可以分為過(guò)水圍堰和不過(guò)水圍堰兩個(gè)類型。過(guò)水圍堰當(dāng)中，最為常見(jiàn)的就是過(guò)水石圍堰，這種圍堰方式地可以大大減緩水流對(duì)圍堰的沖擊，現(xiàn)在混凝土板面和加筋技術(shù)都是過(guò)水石圍堰中的主要結(jié)構(gòu)類型。不過(guò)水石圍堰也是水利工程當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛的圍堰方法，這種結(jié)構(gòu)和大壩較為相似，優(yōu)勢(shì)在于取材簡(jiǎn)單，成本低廉，然而圍堰壩頂也不能過(guò)水，否則將失去效用。
3導(dǎo)流方法應(yīng)用要點(diǎn)
3.1隧道導(dǎo)流。在基坑作業(yè)的上游和下游修建圍堰，之后在河岸中進(jìn)行隧洞的開(kāi)挖，水流從隧洞中實(shí)現(xiàn)下泄，在不同的地質(zhì)環(huán)境以及水流條件來(lái)進(jìn)行隧洞的布置。這項(xiàng)施工的要求和水工隧洞有較大的相似程度。但我們也應(yīng)該注意到，為了進(jìn)一步提高隧洞單位泄流能力，也要保證隧洞內(nèi)的過(guò)流條件。同時(shí)隧洞進(jìn)出口應(yīng)該保證剛好可以銜接上下游水流。在隧洞內(nèi)最好以至西安分部，如果存在彎道，則要保證彎道大于轉(zhuǎn)彎半徑5倍，否則會(huì)由于離心力作用導(dǎo)致橫波的出現(xiàn)。如果流線這段導(dǎo)致局部區(qū)域的真空，會(huì)給隧洞的泄流造成影響。隧洞進(jìn)出口也要保證和圍堰之間保持一定的距離，大于5米為宜，避免隨到進(jìn)出水口水流直接對(duì)圍堰迎水面形成沖刷。如果當(dāng)?shù)赜休^好的地質(zhì)條件，也不需要進(jìn)行專門砌襯。爆破技術(shù)的選用也應(yīng)該盡量選擇光面爆破，降低隧洞加工成本。山區(qū)作業(yè)的過(guò)程中，由于當(dāng)?shù)睾庸葘挾容^小，河的兩岸又十分陡峭，這樣的情況下采用隧洞導(dǎo)流是比較適合的方法。但由于隧洞的泄水能力有限，汛期洪水宣泄常需要另找出路，通常永久隧洞的進(jìn)口高程較高，而導(dǎo)流隧洞的進(jìn)口高程比較低，此時(shí)可開(kāi)挖一段低高程的導(dǎo)流隧洞與永久隧洞低高程部分相連，導(dǎo)流任務(wù)完成后將導(dǎo)流隧洞進(jìn)口段堵塞，不影響永久隧洞運(yùn)行。3.2明渠導(dǎo)流。在該項(xiàng)圍堰施工活動(dòng)之中，可以選用的導(dǎo)流方法有很多，在不同的水利施工環(huán)境之中，選用的導(dǎo)流方法也有一定的差異。前文介紹的隧道導(dǎo)流方法在一些特殊的水利施工狀況下是無(wú)法發(fā)揮出導(dǎo)流應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的，而明渠導(dǎo)流技術(shù)具有更廣的適用范圍，施工者可以將渠道設(shè)立到河岸的合適位置，在基坑附近建設(shè)圍堰，河水也能順利傾瀉。在應(yīng)用明渠導(dǎo)流施工方案時(shí)，首先要確保渠道挖設(shè)工作的便捷度，將軸線縮短，縮減實(shí)際的工程量。施工者要盡量將水流受到的阻力因素消除，以便提升明渠導(dǎo)流工作的安全度，始終使水流保持高度暢通，明渠的出口與入口的位置設(shè)置必須要合適，與下游以及上游的水保持連接。渠道轉(zhuǎn)彎半徑數(shù)值要符合標(biāo)準(zhǔn)。明渠轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍渠底寬度，與河道主流的交角以左右為宜，為防明渠進(jìn)出口水流沖刷圍堰的迎水面，明渠進(jìn)出口與上下游圍堰之間要有適當(dāng)?shù)木嚯x，一般以50~100米為宜，此外，為減少渠中水流向基坑內(nèi)入滲，明渠水面到基坑水面之間的最短距離以大于2.5~3.0H為宜，其中H為明渠水面與基坑水面的高度差，以米計(jì)。在給明渠尋找開(kāi)設(shè)位置時(shí)，一般會(huì)將其設(shè)計(jì)在坡度比較小的河道附近，如果原有的河道存在應(yīng)用價(jià)值，可以充分利用將圍堰工程設(shè)計(jì)到彎道位置，直接經(jīng)明渠挖設(shè)出來(lái)，這種導(dǎo)流方式可以讓圍堰施工工程與附近的建筑物有效結(jié)合，這是一種比較經(jīng)濟(jì)化的導(dǎo)流方式。3.3涵管導(dǎo)流。涵管導(dǎo)流同樣是可選的導(dǎo)流方法，涵管的制作材料一般是堅(jiān)固的鋼筋混凝土，這種導(dǎo)流系統(tǒng)之中的涵管可以被長(zhǎng)期應(yīng)用，充分節(jié)省再建工作的需要消耗的資金，涵管的布設(shè)位置對(duì)于導(dǎo)流效果也存在影響，一般會(huì)將其設(shè)計(jì)在枯水位我附近，在完成圍堰的修筑工作之前，先開(kāi)展涵管施工工作，通過(guò)涵管來(lái)導(dǎo)流河水，如果需要導(dǎo)流的河水量比較小，可以通過(guò)使用該種方法來(lái)導(dǎo)流，但是如果河水流量相對(duì)較大，該方法就難以發(fā)揮出應(yīng)有的導(dǎo)流效果，應(yīng)用該方法時(shí)，防滲處理工作需要被優(yōu)先處理，該方法需要被以相對(duì)靈活的方式應(yīng)用，在后期導(dǎo)流施工中會(huì)被經(jīng)常性地使用。必須指出，為了防止涵管外壁與壩身防滲體之間的接觸滲流，為延長(zhǎng)滲徑，降低滲降坡岸，減少滲流的破壞作用，可在涵管外壁每隔一段距離設(shè)置截流環(huán)。結(jié)束語(yǔ)總結(jié)起來(lái)，我國(guó)國(guó)土面積非常廣闊，蘊(yùn)含的水力資源非常豐富，所以近年來(lái)水資源開(kāi)發(fā)力度也會(huì)不斷擴(kuò)大，水利工程的數(shù)量也會(huì)越來(lái)越多。在水利工程施工過(guò)程中，圍堰技術(shù)屬于非?；A(chǔ)的一項(xiàng)工程內(nèi)容，可以起到截?cái)嗪蛯?dǎo)流作用，給整個(gè)施工都帶來(lái)了很大幫助。但是目前來(lái)看，圍堰技術(shù)和導(dǎo)流技術(shù)都有待于進(jìn)一步完善和提高，才能給水利工程施工提供幫助。本文首先簡(jiǎn)要介紹了圍堰技術(shù)應(yīng)用原則，之后結(jié)合圍堰的具體類型介紹了其應(yīng)用要點(diǎn)，希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。
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作者:高廣亮 單位:黑龍江藍(lán)波工程管理有限公司