全段圍堰導流技術在水利施工中的應用

摘要：在河流修建水利水電工程時，有些工程項目要在河床中施工，由于河床的水流及水位變化，加之水漫河床，無法施工，這就要求在河床上建立干地以便于施工，需要在基坑作業面周圍建立圍堰，并將水流引到泄水渠下游去，這就涉及到導流的問題，在實際水利工程建設中，由于施工的自然條件、所建筑的水利工程項目不盡相同，所以決定了采用的圍堰種類也不盡相同，導流的方法有全段圍堰導流法和分段圍堰導流法等。本文主要就全段圍堰導流法進行分析。

關鍵詞：全段圍堰導流技術；水利施工；應用

中圖分類號：TV551文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-41-1

全段圍堰導流法，就是在河床主體工程的上下游各建一道攔河圍堰，使河水經河床以外的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時，再將臨時泄水道封堵。采用這種導流方式，當在大湖泊出口處修建閘壩時，有可能只筑上游圍堰，將施工期間的全部來水攔蓄于湖泊中；另外，在坡降很陡的山區河道上，若泄水道出口的水位低于基坑處河床高程時，也無須修筑下部圍堰。全段圍堰法導流，其泄水道類型有以下幾種。

1隧洞導流

在基坑的作業面上下游修筑圍堰，然后在河岸中開挖隧洞，水流經由隧洞下泄。根據不同的地質地形，以及水流等條件來布置導流隧洞。具體要求和水工隧洞類似，但必須指出，為了提高隧洞單位面積的泄流能力，減少洞徑，應注意改善隧洞的過流條件。隧洞進出口應與上下游水流相銜接，與河道主流的交角以左右為宜；隧洞最好布置成直線，若有彎道，其轉彎半徑以大于5倍洞寬為宜，否則，因離心力作用會產生橫波。或因流線折斷而產生局部真空，影響隧洞泄流。隧洞進出口與上下游圍堰之間要有適當距離，一般宜大于5米，以防隧洞進出口水流沖刷圍堰的迎水面。如河北省官廳水庫洞口商截流圍堰太近，堰體防滲層受進洞主流沖刷，致使兩次截流閉氣末獲成功。一般導流臨時隧洞，若地質條件良好，多不做專門襯砌。為降低糙率，應推廣光面爆破，以提高泄量，降低隧洞造價。在山區作業時，由于河谷較窄且都是山石，質地堅實，河的兩岸又十分陡峭，這樣的情況下采用隧洞導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，通常永久隧洞的進口高程較高，而導流隧洞的進口高程比較低，此時可開挖一段低高程的導流隧洞與永久隧洞低高程部分相連，導流任務完成后將導流隧洞進口段堵塞，不影響永久隧洞運行。只有當條件不允許時才專為導流開挖隧洞，導流任務完成后，還需將它堵塞。

2明渠導流

明渠導流是在河岸上開挖渠道，在基坑上下部修筑圍堰，河水經渠道下泄。

導流明渠在選址時，一定要本著以下幾個原則進行，一是要施工方便，軸線盡量短，以最小的工程量施工；二是要保證水流無阻，安全施工，不能因布置明渠而帶來安全隱患，為保證水流暢通，明渠進出口應與上下游水流相接，明渠轉彎半徑應大于5倍渠底寬度，與河道主流的交角以左右為宜，為防明渠進出口水流沖刷圍堰的迎水面，明渠進出口與上下游圍堰之間要有適當的距離，一般以50～100米為宜，此外，為減少渠中水流向基坑內入滲，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。

明渠導流一般適用于岸坡平緩的河道上，如果當地有老河道可資利用，或工程修建在河流的彎道上，可裁彎取直，開挖明渠，若能與永久建筑物相結合，例如埃及的阿斯旺壩就是利用了水電站的引水渠和尾水渠進行施工導流，此時，采用明渠導流，常比較經濟合理。

3涵管導流

涵管一般是鋼筋混凝土結構。當有永久涵管可資利用時，采用涵管導流是合理的。涵管通常布置在河岸巖灘上，其位置應在枯水位以上，這樣可在枯水期只修小圍堰或不修圍堰的情況下，而先將涵管筑好，然后再修上下游全段圍堰，將河水引經涵管下泄。

在某些情況下，可在建筑物巖基中開挖溝槽，必要時加以襯砌，然后封上混凝土或鋼筋混凝土頂蓋，形成涵管。利用這種涵管導流往往可以獲得經濟可靠的效果。當導流量較小時，可用此種方法。

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置截流環。此外，還要嚴格控制涵管外壁防滲體填料的壓實質量，涵管管身的溫度縫中的止水也必須認真修筑。在實際工作中由于樞紐布置和建筑物型式的不同，以及施工條件的影響，必須靈活應用，進行恰當的組合，才能比較合理的解決一個工程在整個施工期間的施工導流問題。

底孔和壩體缺口泄流，并不只適用于分段圍堰法導流，在全段圍堰法后期導流時，常有應用；隧洞和明渠泄流同樣并不止適用于全段圍堰法導流，在分段圍堰法后期導流時也常有應用。因此，選擇一個工程的導流方法，必須因時因地制宜，決不能機械的套用。

另外，實際工程中所采用的導流方法，和泄水建筑物的型式，除了上面提到的以外，還有很多型式。例如，當選定的泄水建筑物的過水能力，遠遠小于洪水的容量，不能完全宣泄時，也可以允許水流漫過圍堰，采用水流沒過基坑的導流方法，特別是山區河道，由于經常水位起落較大且不定時，這種方法是可行的；在平原河道河床式電站樞紐中，利用電站廠房導流；在有船閘的樞紐中，利用船閘閘室導流；在小型工程中，如果導流設計流量較小，可以穿過基坑架設渡槽來宣泄施工流量。

作者簡介：何麗榮，長春市雙陽區水利工程管理中心，工程師，研究方向：水利工程。