水利建設項目中施工導流方案的決策分析

徐樟陽

(嵊州市甘霖城鎮建設投資有限公司，浙江嵊州312400)

1 施工導流概述

水利工程中的大部分建筑物都是需要在河床中間進行施工，而為了創造無水環境施工的條件，則需要在湖泊或河床中進行圍堰以維護基坑的安全，還得進行施工導流的工作。

施工導流工作首先需要進行的就是修建泄水建筑，然后需要修筑圍堰結構對河道進行截流并迫使河水由導流泄水建筑物而排到下游。

完成了圍堰的修筑后，就需要對為圍堰中的基坑進行排水，這個過程需要注意保證基坑內正在施工修建的水工建筑和基坑本身的安全度汛問題。

壩體高度施工至相當高度后，達到相關規范的技術要求的強度后，就可以將流水建筑的底孔進行封堵，而采用壩體預留的泄水口排水。

所以，施工導流從水利工程的整個周期性中屬于臨時性的工程，但從上文的施工程序中可以發現，施工導流在整個水利工程施工中卻是十分重要的一個關鍵工程，對整個工程施工的進度和質量以及工程安全都是具有相當重大的影響[1]。

要使得這個水利工程項目的主體水工建筑的修建順利完成，施工導流工作的作用不能忽視，施工導流的相關細節的設計、方案的選定以及施工方案的組織計劃都十分重要。

該施工導流方案的主要設計內容就是:根據當地的氣象條件、自然條件、工程特點以及當地用水的需求進行分析，來確定導流方案，科學而合理地劃分導流時段，根據相關技術標準選擇導流建筑的形式和規格，確定設計導流量，擬定導流建筑物的施工方案，擬定導流工作完成后對導流建筑物的封堵、拆除施工方法，根據現場的環境和技術條件確定河道截流、攔洪度汛和基坑排水的相關的技術方法。

在多個技術方案中對每個方案進行造價預算，最終根據各個方案的造價和適用條件是否合理的比選結果，確定最終的施工導流方法。

2 施工導流方案設計要素

2.1 導流時段

一般最為常見的是采取分段圍堰進行施工導流，其中后期的導流時段通常被工程人員分成3段:

1)第一時段就是正在修建基坑內的相關工程時，采取圍堰外的河道將河流水導出。

2)第二時段的導流方案一般采取將河流經導流底孔排至下游，還可結合壩體缺口的導流加大導流能力。

3)第三時段時水工建筑物(壩體)的高度已經達到一定標準后，可以將導流底孔封堵，并將河流經永久泄水構筑物排至下游。

2.2 導流設計流量

1)由河流的水文特點，得到相應的流量值，確定泄水建筑物的上、下游水位高度。

2)由水位高度值確定泄水建筑的結構尺寸，并對建筑物的造價進行估算。

3)估算基坑遭遇淹沒的風險損失。

4)計算基每年基坑淹沒次數。

5)繪制導流費用與流量的相關性曲線。

6)確定方法施工進度，根據有效施工時間確定合理的設計導流流量[2]。

3 導流修建方式

3.1 導流施工步驟

3.1.1 第一階段

第一階段主要目標就是保證基坑施工是在干地上進行的，所以修筑圍堰和導流建筑以使得河流全部繞過基坑工程往下游泄出。

3.1.1.1 一次斷流

有一次斷流和分期導流兩種方法:一次斷流指的是圍堰結構將河流全部截斷，而河流則全部通過泄水建筑泄出，其好處就是基坑工程的工作平臺更大，方便施工，不足的地方就是臨時的泄水建筑加大了造價，延長了水利工程項目的總體施工周期，并影響了主體水利工程的進度，且影響河運的航道正常通行。

3.1.1.2 分期導流

分期導流是分期用圍堰將河床分段圍護，使河道水流通過被圍堰束窄的部分河床或導流泄水建筑物下泄的施工導流方式。分期導流多用于河谷開闊，河道有分岔，河中有島礁、河心洲等有利于修建縱向圍堰的地形條件。

采用兩期三段時，第一期先圍兩岸，河水從河道中部宣泄。第二期再圍中部。對于第一期圍堰布置要根據河床的寬度，水文、地質和地形條件，樞紐布置，施工總進度，一、二期內工程量的均衡性，場內外交通，施工期通航、放筏、漂木以及盡早發揮發電效益等因素綜合分析確定。

3.1.2 第二階段

第二階段就是利用壩體預留有泄水底孔的永久建筑物進行擋水，水流可以避免對主體結構的施工造成影響而被宣泄至下游。

3.2 圍堰設計要點

設計圍堰的主要形式時，一般采取因地制宜、就地取材、施工簡便的原則，如土石圍堰。作為臨時建筑，圍堰要滿足工程的需要，其設計及施工的要求就是:要達到相關的防滲漏、抗沖擊和抗剪強度，且穩定性要滿足規范要求，修筑時以施工工藝簡單、方便拆除為宜。

對于圍堰的布置方式，就是盡量保證水流能平順，不會對圍堰造成較大的沖刷。圍堰的銜接處要修建可靠，防止因集中滲漏導致圍堰失效而對基坑內的施工作業安全引起破壞。

4 施工導流方案設計

4.1 施工導流設計標準選擇

施工導流建筑物級別的選定:根據《水利水電工程施工組織設計規范》[3]，結合本工程的工程特性和圍堰工程規模，選擇合適的的施工導流建筑物。

施工導流設計洪水標準的選擇:根據《水利水電工程施工組織設計規范》，結合導流建筑物的級別，選定導流建筑物20 a一遇的技術標準(即P=5%)。

4.2 施工導流時段選擇

由于本工程的相關特定條件限制，采用分段圍堰導流是更合理的導流方案，施工導流中后期可以采用臨時底孔泄流來完成混凝土壩體的修建施工。劃分的3個導流時段為:

1)第一時段，河流由圍堰側面的窄河床通過，進行一期基坑施工。

2)第二時段，河水可以通過導流底孔宣泄而出，進行二期基坑的施工。

3)第三時段，壩體已經修建至一定高度，可以將底孔封堵，使得河水改由永久泄水建筑宣泄，也可想選擇將其攔蓄于水庫中，直至工程竣工。

4.3 導流流量設計、壩址處水位的確定

參照有關的技術規范，結合本項目的圍堰施工方案，將施工導流的設計流量確定為Q=242 m3/s。根據壩址處河床水位——流量(h～Q)關系曲線，在該曲線中應用線性內插法確定得Q=242 m3/s時的水位為91.07 m，由于監測觀測點距離壩址有300 m遠，考慮到坡降的影響因素，最終確定壩址處河床水位為92.65 m。

4.4 施工導流方案的選擇

施工導流設計方案選擇決策時，需要結合水利項目的自然特性和工程特性，并參照相關的施工導流規范和技術標準，將該工程項目的施工道路方案選擇為分段圍堰施工方案，并將其分為兩段，分兩期予以施工:

1)一期采取先由左邊岸坡進行圍堰，工程范圍包括左邊岸坡的溢流和非溢流區段，而后完成基坑內的工程施工作業。

2)二期則進行右邊岸坡的圍堰施工，這時得涵蓋右邊岸坡的非溢流壩體區段，施行二期的基坑內工程作業。

5 結語

為使得某水利工程基坑工程可以在干地進行施工，保障汛期基坑工程能夠安全進行，并且滿足工程進度和工程質量的要求，保證施工安全的目標，該工程對施工導流工作進行了綜合而科學化的組織設計。

工程人員根據該水利工程的相關特性，結合當地水文、地質條件，確定圍堰的形式和施工方案，計算導流設計流量和壩身河床水位，最終根據相關技術標準和經濟效益選擇施工導流設計方案。

[1]梁峰，艾合買提·熱合曼．新疆某水電站施工導流設計[J].廣西水利水電，2010(12):38－40.

[2]劉思華.高州水庫灌區續建配套與節水改造首期工程——施工導流設計與應用[J].黑龍江水利科技，2011(08):35－37.

[3]中水東北勘測設計研究有限責任公司.SL303—2004水利水電工程施工組織設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2004.