全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

范軍

（重慶市開縣水務(wù)局 重慶市開縣 405400）

引言

水利水電工程的建設(shè)，不僅起到保護(hù)周邊水環(huán)境的作用，還可以在面臨自然災(zāi)害時(shí)，發(fā)揮調(diào)控能力，從而保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)的使用可以為水利水電工程的施工提供較為穩(wěn)定的環(huán)境，需要在具體的施工中，進(jìn)行合理運(yùn)用，從而促進(jìn)水利水電工程施工的有序進(jìn)行。

1 全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)的概述

全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)，主要是指在河床主體工程的上游和下游，分別建設(shè)一道攔河圍堰，保證河水能夠通過臨時(shí)水流路線，在主體工程完工時(shí)，再讓河水從原來的河床經(jīng)過。全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)包括多種，主要有隧洞導(dǎo)流法、明渠導(dǎo)流法、涵管導(dǎo)流法。采用這種導(dǎo)流方式，當(dāng)在大型水利工程的出口處修建閘壩時(shí)，有可能只筑上游圍堰，將施工期間的全部來水進(jìn)行攔蓄；另外，在坡降的山區(qū)河道上，若泄水道出口的水位低于基坑處河床高程時(shí)，也無需修筑下部圍堰。

全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，其工作面較大，建造河床內(nèi)的建筑物時(shí)，有一次性圍堰保護(hù)；如果導(dǎo)流方面，利用的是水利樞紐中的永久泄水建筑物，工程投資成本就可以得到大大的節(jié)約。

2 圍堰導(dǎo)流技術(shù)的使用原則

2.1 嚴(yán)格執(zhí)行水利工程改造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)際的水利工程建設(shè)中，及時(shí)更新相關(guān)設(shè)備以及相應(yīng)的施工技術(shù)能夠調(diào)高工程建設(shè)效率，保證工程質(zhì)量。在具體的施工技術(shù)變更時(shí)要做好以下幾點(diǎn)：

①在技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行變更之前，應(yīng)該先對(duì)施工方案進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，只有滿足了施工方案的要求，才能進(jìn)一步引進(jìn)新技術(shù)以及設(shè)備；②對(duì)于設(shè)計(jì)好的方案要具有明確的指導(dǎo)意義，能夠促進(jìn)施工順利進(jìn)行，這樣才能發(fā)揮出新技術(shù)以及新設(shè)備的作用。

2.2 將水利工程整體布局給予優(yōu)化

社會(huì)在發(fā)展，科技在不斷進(jìn)步，要使水利工程跟得上時(shí)代的步伐，就得根據(jù)施工現(xiàn)狀，著眼于全球的市場(chǎng)大環(huán)境，從中不斷的汲取有用成分，才能做到與時(shí)俱進(jìn)和施工思想、施工設(shè)備的更新。需要指出的是，優(yōu)化工程布局不是簡(jiǎn)單的設(shè)備引進(jìn)，而是在全面了解施工現(xiàn)場(chǎng)的前提下，根據(jù)施工企業(yè)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)及裝備，進(jìn)行全面的施工方案策劃。策劃中應(yīng)具有最新科學(xué)技術(shù)使用、施工過程監(jiān)控、施工質(zhì)量管理及施工過程自動(dòng)化及智能化等。

2.3 以全局觀念制定總的施工計(jì)劃

要提高施工效率，提高施工質(zhì)量，除了做好新技術(shù)引進(jìn)及更新，施工整體布局，還需制訂總體施工規(guī)劃，才能做到放眼于整個(gè)施工環(huán)境，做好全盤施工工作。規(guī)劃除了查找數(shù)篇文獻(xiàn)資料，還得對(duì)施工河段水質(zhì)環(huán)境、水流特點(diǎn)、地形特征及其它環(huán)境因素進(jìn)行全方位考察。另外，在進(jìn)行勘察結(jié)束以后，還多分析國(guó)內(nèi)外一些優(yōu)秀的水利工程建設(shè)，對(duì)它們成功案例進(jìn)行分析總結(jié)，吸收長(zhǎng)處，然后再進(jìn)行融合，這樣才能夠設(shè)計(jì)出完美的水利工程方案。

3 全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

3.1 隧洞導(dǎo)流的方法

隧洞導(dǎo)流適用于山區(qū)河流，因?yàn)榇祟惖貐^(qū)的河谷相對(duì)狹窄，兩岸呈現(xiàn)陡峻地形。由于每條隧道都有著十分有限的泄水能力，隧道需要較高的造價(jià)成本，因此，如果沒有較大的流量，就可以采用隧洞導(dǎo)流法。一般來說，每條隧洞的可宣泄流量嚴(yán)格控制2000～2500m3/s，為盡可能減少導(dǎo)流費(fèi)用，必要時(shí)可以結(jié)合導(dǎo)流漏和永久隧道共同作用。

布置導(dǎo)流隧洞時(shí)，需要在完整和新鮮的巖層中進(jìn)行，需要注意的具體要點(diǎn)如下：①為了避免隧洞沿線中的大規(guī)模塌方，需要避免平行于洞軸線、巖層和斷層和破碎帶，嚴(yán)格控制洞軸線和巖石層面之間的夾角，避免其小于45°，層面傾角控制在45°以上。②充分利用壩址附近的有利地形，保證有順直的隧洞線路，如果是彎曲的河岸，需要在凸岸布置隧洞，縮短隧洞長(zhǎng)度。轉(zhuǎn)彎是有壓隧洞和低流速無壓隧洞必備的，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該比5倍洞寬要大，轉(zhuǎn)折角控制在60°以內(nèi)，要將直線段過渡設(shè)置于彎道的上下游，直線段長(zhǎng)度需要比5倍洞寬更大。③嚴(yán)格控制進(jìn)出口和河床主流流向的交角，否則就會(huì)影響到上游進(jìn)水條件，會(huì)有有害的折沖水流與涌浪產(chǎn)生于下游河道，出口交角需要控制在30°以內(nèi)。④如果需要的導(dǎo)流隧洞為兩條以上，那么就可以在兩岸或者一岸布置。隧洞進(jìn)出口和上下游圍堰坡腳需要有50m以上的距離，近些年來，也出現(xiàn)了10～20m以內(nèi)的距離；如果只有較小的距離，就需要科學(xué)的防護(hù)堰坡。

3.2 明渠導(dǎo)流

明渠導(dǎo)流指的是，在河岸上進(jìn)行明渠水道的挖掘，在施工河床上下建筑圍堰，讓河水通過水渠進(jìn)行流通。

在進(jìn)行明渠導(dǎo)流建設(shè)地址選擇時(shí)，要遵循施工簡(jiǎn)潔方便，軸線短小，能夠有效減少施工量；還要保證水流過程中不會(huì)受到較大的阻力，確保施工安全，努力避免明渠所帶來的安全隱患。

在布置導(dǎo)流明渠時(shí)，對(duì)于不良地質(zhì)區(qū)段，盡量不要通過渠線，對(duì)滑坡崩坍體充分關(guān)注，促使邊坡的穩(wěn)定性得到保證；如果明渠是在河灘地上開挖的，通常需要對(duì)外側(cè)墻進(jìn)行設(shè)置，它有著和縱向圍堰類似的功能；要在可靠的基礎(chǔ)上布置外側(cè)墻，并且直接施工于干地上。要設(shè)置順直的明渠軸線，這樣方可以有平穩(wěn)順暢的水流，S型彎道是避免使用的。要結(jié)合導(dǎo)流明渠和永久明渠，如果采用岸邊式布置樞紐中的混凝土建筑物，導(dǎo)流明渠通常會(huì)結(jié)合尾水渠和電站引水渠，要銜接明渠進(jìn)出口和上下游水流，控制河道主流的交角，保持在30°以內(nèi)；為了不影響水流的通暢性，要嚴(yán)格控制明渠轉(zhuǎn)彎半徑。

3.3 涵管導(dǎo)流法

涵管導(dǎo)流法是利用混凝土在固定的地方進(jìn)行施工，一般都是在沙灘上進(jìn)行涵管導(dǎo)流法，在位置選好以后有，然后在進(jìn)行圍堰的建設(shè)，在圍堰建好以后，水就會(huì)從涵管流出。

涵管導(dǎo)流法的應(yīng)用要點(diǎn)有以下幾方面：①涵管材質(zhì)的選擇是根據(jù)地形條件來進(jìn)行的，例如在巖石地方，一般就采取在巖石上開挖溝槽，進(jìn)行封蓋，這樣就形成了涵管。②采用涵管導(dǎo)流時(shí)，最重要的就是防止水流外滲，這樣會(huì)對(duì)施工造成影響。對(duì)于這一種情況，可以采取在涵管外圍對(duì)滲水進(jìn)行攔截，有效減少滲水對(duì)施工的影響，提高工程效率以及質(zhì)量。隨著科技的發(fā)展，要達(dá)到良好防滲效果可以采取對(duì)防滲材料進(jìn)行壓緊，能夠起到了良好的防滲效果。

4 水利工程中全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

4.1 項(xiàng)目基本概況

某水利工程區(qū)域人口稠密，交通便利。該水利工程中，溢流壩總長(zhǎng)為80m，壩高（河床以上）5m，主要用以改善城市的水環(huán)境與防洪在水利工程施工中，其地質(zhì)為變余砂巖、炭質(zhì)板巖夾凝灰?guī)r，滲透性較大，滲流臨界坡降平均值為0.594，滲流破壞坡降平均值為0.727。工程中，采用全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)。本次選用的是涵洞導(dǎo)流。

4.2 導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)

在全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)中，選用嚴(yán)格的按設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行圍堰，設(shè)置其坡度為1：1，圍堰頂部需要高于流水面的50cm，并且還應(yīng)該保證草袋可以堆疊的整齊、密實(shí)，再到遇到滲水情況下，一定要及時(shí)的上報(bào)，并做好處理工作。

4.3 圍堰導(dǎo)流隧洞布置

全段圍堰導(dǎo)流施工中，可以根據(jù)大壩周圍附近地形，充分結(jié)合當(dāng)?shù)赜辛l件，以確保順直隧洞線路，縮短隧洞長(zhǎng)度，提升施工效益。目前水電站導(dǎo)流方式為斷流圍堰，隧洞導(dǎo)流，對(duì)此水利工程中，導(dǎo)流洞有壓狀態(tài)流的流量公式為：

導(dǎo)流洞出口高程為1476.00m，導(dǎo)流洞長(zhǎng)約1037.72m，導(dǎo)流洞襯砌后尺寸均為12.0m×14.5m，襯砌厚度約70cm。可以根據(jù)水利工程地形地質(zhì)條件，兩條導(dǎo)流隧洞均布置在左岸，導(dǎo)流洞孔口尺寸為12m、14m，進(jìn)口底板高程1560m，出口底板高程1476m。頭部隧洞為有壓隧洞，洞涇3.6m；無壓輸水，隧洞斷面為12.9m×3.4m（寬×高）。

4.4 圍堰導(dǎo)流施工要點(diǎn)

（1）填筑圍堰前，可以使用全站儀，將圍堰中心線與邊線放出，并插上彩旗，以便控制圍堰填筑方向，在填筑過程中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員要不斷的進(jìn)行控制測(cè)量，以便及時(shí)糾正圍堰的填筑方向。

（2）嚴(yán)格控制進(jìn)出口和河床主流的流向交角，并且可以避免影響上游的進(jìn)水條件，同時(shí)，也注意避免有害折沖水流以及涌浪在大壩水利工程施工中的下游河道；盡量的將段圍堰導(dǎo)流出口控制為30°，還可以在實(shí)際中結(jié)合具體的情況，適度放寬進(jìn)口處的施工要求。

（3）在全段圍堰導(dǎo)流施工中，對(duì)于隧洞進(jìn)出口以及上下游圍堰坡腳的位置，均需要具備50m以上安全距離，確保施工安全。

（4）上壩土料嚴(yán)格控制含水率，其上壩土料應(yīng)分層壓實(shí)，每層厚度不大于40cm，并用挖掘機(jī)或推土機(jī)壓實(shí)，確保壓實(shí)度不小于0.85。

（5）加強(qiáng)全段圍堰導(dǎo)流材料檢驗(yàn)，從源頭上杜絕不合格工程的產(chǎn)生；可以嚴(yán)格實(shí)行“三檢”制度，全段圍堰導(dǎo)流中上一道工序不驗(yàn)收，則不得進(jìn)行下一道工序。

（6）一定要嚴(yán)格的控制鋪料厚度及其壓實(shí)度，并且當(dāng)縱向圍堰封堵完后，可以對(duì)縱向的圍堰用水泥，進(jìn)行拌制，可以把剩余的砂礫料用來處理邊坡，并定期監(jiān)測(cè)圍堰的沉降量。等到圍堰沉降穩(wěn)定之后，可以用水泥砂漿，對(duì)其進(jìn)行縱向圍堰，有效防止圍堰滲水，提升圍堰安全施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，在水利工程管理施工中，運(yùn)用全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)，不僅可以達(dá)到施工需要，也可以提升水利工程質(zhì)量水平，降低導(dǎo)流施工難度，優(yōu)化水利工程施工導(dǎo)流模式，從而確保水利工程施工按期完成，發(fā)揮積極的應(yīng)用價(jià)值。

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