施工導流和圍堰技術在水利施工中的應用

摘要：在進行水利工程施工過程中，為了保證施工質量，施工單位要針對現場實際情況，做好施工導流和圍堰技術的管理，提升施工效率，不斷縮短工期，掌握施工的關鍵技術，從根本上保證水利工程施工質量。因此，本文主要針對施工導流和圍堰技術在水利工程的應用展開論述，結合具體施工現狀，提出合理化建議。

Abstract： In the process of water conservancy construction， in order to ensure the construction quality， the construction unit should do a good job in the construction diversion and cofferdam technology management， improve the construction efficiency， shorten the construction period， and master the key technologies of construction， to fundamentally ensure the quality of construction of water conservancy projects. Therefore， this paper mainly discusses the application of construction diversion and cofferdam technology in water conservancy projects， and puts forward reasonable suggestions based on the specific construction status.

關鍵詞：施工導流;圍堰技術;水利工程;施工;應用

Key words： construction diversion;cofferdam technology;hydraulic engineering;construction;application

中圖分類號：TV551.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0168-04

1? 工程概況

本工程施工區分別位于徐州市豐縣、沛縣、睢寧縣、銅山區、開發區境內。本次治理工程內容包括：38.8km河道開挖和建筑物配套等;范樓站增容17m3/s;鄒莊站電氣設備更新改造等。

1.1 導截流標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》等相關規定，工程的臨時建筑物為5級。根據《水利水電工程施工組織設計規范》以及綜合考慮，選定導截流標準為非汛期5年一遇。按照工程施工組織設計要求及進度安排，施工期安排在非汛期，具體時段為12月～5月。

1.2 導截流方式

本工程施工期選在非汛期，河道施工、建筑物施工均需要導截流。由于項目區非汛期降雨較少，本次設計工程施工期利用施工區附近河道及溝渠進行導流。

施工期鄭集南支河孫寨閘站上游來水2.5m3/s，可通過孫寨中溝、二號溝導流至大沙河東截滲溝;梁后河流域區間匯水3.1m3/s，可通過梁后河及其支溝導流至鄭集北支河;范西河流域區間匯水6.2m3/s，可通過范西河導流至躍進河、鄭集北支河。鄭集南支河流域剩余59.0km2區間匯水無法導流，當發生非汛期5年一遇暴雨，利用豐銅界處臨時泵站抽排，一次暴雨抽排水量93.22萬m3，鄭集南支河施工期考慮4個月，按2個月發生一次非汛期5年一遇暴雨考慮，共抽排水量186.44萬m3。

施工期梁西河上游無來水，無需導流;梁西河右岸鄭集北支河流域區間匯水1.9m3/s，可通過毛樓中溝、二號溝導流至大沙河東截滲溝;梁西河左岸區間匯水可通過新莊大溝、豐新大溝、鄭集北支河導流至鄭集北支河下游。梁西河沿線非汛期5年一遇坡面徑流較小，臨時泵站抽排水量不予計列。

施工期王山站出水渠上游無來水，無需導流。王山站出水渠沿線非汛期5年一遇坡面徑流較小，臨時泵站抽排水量不予計列。

施工期魏工分洪道陳莊上游來水0.4m3/s，無法導流，可通過陳莊以上段河道、坑塘調蓄;魏工分洪道流域剩余14.6km2區間匯水無法導流，當發生非汛期5年一遇暴雨，利用入徐洪河河口處臨時泵站抽排，一次暴雨抽排水量16.35萬m3，魏工分洪道施工期考慮2個月，按2個月發生一次非汛期5年一遇暴雨考慮，共抽排水量16.35萬m3。

綜上所述，當發生非汛期5年一遇暴雨，臨時泵站共抽排水量202.8萬m3。

本工程考慮在鄭集南支河孫寨閘站處、豐銅界處，梁西河李口涵洞處，王山站出水渠入故黃河處，魏工分洪道魏工分洪閘處、陳莊處、入徐洪河處，共修筑7道施工圍堰，各支河口一并修筑施工圍堰封閉。

1.3 施工導截流

1.3.1 河道工程

圍堰型式為均質土圍堰，圍堰標準為：水上坡度為1：3，水下坡度為1：5，根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2004），施工圍堰安全超高取1.0m，考慮到施工期兩側交通需求，河道內主體圍堰兼做交通便道，堰頂高程和兩側地面高程相一致，堰頂寬5.0m，圍堰土方施工采用1m3挖掘機和74kW推土機在河道灘地取土填筑，拖拉機壓實;拆除圍堰施工方式同上。

1.3.2 建筑物工程

1.3.2.1 范樓南站

范樓南站施工時在河道上下游分別打筑土方圍堰，其中范樓南站站上圍堰斷面為：圍堰頂高程39.00m，頂寬5m，迎水側邊坡1：5，背水側邊坡1：4;樓南站站下圍堰斷面為：圍堰頂高程34.60m，頂寬5m，迎水側邊坡1：5，背水側邊坡1：4。范樓南站上游來水可通過范西河導入鄭集北支河，下游不需導流。

1.3.2.2 沿線小型涵閘、溝口防護及橋梁工程

沿線小型涵閘、溝口防護及橋梁工程為干河施工，與河道施工同步進行，工期較短，施工時，在涵閘、溝口防護的支河上打筑施工圍堰，在干河內筑小型圍堰防止施工期雨水進入基坑;橋梁工程施工時，在河道內修筑工作平臺，另外設臨時便道，圍堰及便道土方施工采用74kW推土機在附近取土填筑，拖拉機壓實。沿線小型涵閘、溝口防護及橋梁工程施工不需要導流。

1.3.2.3 官莊引河閘及周莊滾水壩

施工時在官莊引河閘的上下游打筑土方圍堰，頂寬4m，邊坡1：3，頂高程31.5m。施工期，澇水分別排向閘的南側、北側，因此不需進行導流。

周莊滾水壩施工時在壩的上下游打筑土方圍堰，頂寬4m，邊坡1：4，頂高程20.5m。上游有魏工分洪閘控制，澇時可架泵抽排入壩下徐洪河。

1.3.2.4 李口涵洞、洪大廟涵洞及魏工分洪閘

李口涵洞施工時在支溝及大沙河側打筑土方圍堰，圍堰頂寬4m，邊坡1：4，頂高程40.5m。支溝內澇水可通過大沙河東側截滲溝排除，大沙河側為月牙形圍堰，不影響大沙河行洪，不需要導流。

洪大廟涵洞施工時，在支溝及黃河故道側打筑土方圍堰，圍堰頂寬4m，邊坡1：4，頂高程30.5m。支溝內澇水可向外排除，黃河故道側為月牙形圍堰，不影響黃河故道行洪，不需要導流。

魏工分洪閘為上部結構維修，不需要導截流。

河道工程圍堰工程量見表1。

1.4? 施工期降排水

1.4.1 河道工程

1.4.1.1 初期排水

經初期排水后，鄭集南支河（豐銅界-范樓閘站）河道內剩余底水水深大概在1.5m左右，鄭集南支河（范樓閘站-梁寨閘站）河道內剩余底水水深大概在1.0m左右，鄭集南支河（梁寨閘站-孫寨閘站）河道內剩余底水水深大概在0.5m左右，梁西河河道內剩余底水水深大概在0.5m左右，王山站出水渠河道內剩余底水水深大概在2.0m左右，魏工分洪道河道內剩余底水水深大概在1.0m左右，河道底水總量53.4萬m3，填筑施工圍堰后，在施工圍堰處架設臨時泵站抽排至外河。考慮初期排水，河道兩側會有部分滲水，參照以往工程，本次按照1.2倍擴大系數概算初期排水總量為64.1萬m3。

1.4.1.2 經常性排水

根據地下水埋深情況，河道內滲水可通過開挖超深壟溝以及架設臨時泵站進行抽排。

①經常性排水量。

工程區位于南四湖平原地下水系統豐、沛平原區內，場地內地下水埋深1.0～3.0m，受季節性降水影響，地下水位年變幅2～3m。施工期內經常性排水主要是河道滲水，經概算，施工期鄭集南支河、梁西河河道滲水量為0.16m3/天/m、王山站出水渠河道滲水量為0.1m3/天/m、魏工分洪道河道滲水量為0.1m3/天/m，根據工程建設內容概算施工時間鄭集南支河120天、梁西河120天、王山站出水渠30天、魏工分洪道60天，由此概算經常性排水總量約61.3萬m3（不計入概算）。

②壟溝。

在河道中心處開挖壟溝，壟溝設設計為梯形斷面，底寬1m，溝底低于設計河底1.0m，邊坡1：1，壟溝土方開挖量8.1萬m3（不計入概算）。

1.4.2 建筑物工程

由于建筑物工程規模均不大，施工降排水問題不是特別突出，施工期根據各自具體情況做好降排水準備。建筑物基坑內初期排水選用離心泵抽排，初期排水應控制基坑內水位下降速度，以防止圍堰或基坑邊坡因排水速度過大而產生塌坡。建筑物施工經常性排水主要為基坑滲水、施工廢水和大氣降水等，為保證建筑物基面部產生積水，擬在各建筑物基坑底部四周布置排水溝，設集水井，通過潛水泵抽排至基坑外。

范樓南站基坑四周布設排水井16眼，井深20m;井間距20m，管徑0.5m。降水歷時90天，每天抽水24個小時。

以范樓南站為例進行降水設計根據地質報告，站室底換填高程26.60m，已至含砂礓壤土層，為確保基坑開挖旱地作業，施工時采取管井法降地下水。

基坑開挖最低標高：根據《建筑基坑支護技術規程》的“設計降水深度不宜小于基坑底面以下0.5m”的原則，將地下水疏干至基坑底板以下1.0m，即高程25.60m。

根據《巖土工程治理手冊》（林宗元主編），降深水力坡度i在井點封閉圈內一般取1/10～1/15，此處i取1/10。

井的埋設深度：

依據《水利水電工程地質手冊》，當降水井較深時，其影響半徑的計算結果一般較大，對于粉砂：其影響半徑一般為20m～50m。計算時取R=20m。

分析地質資料及地下水埋藏形式，設計降水井選用管井，為潛水完整井。因此：

而根據降水施工經驗，井點間距一般為10～20m，遠小于計算值。因此，結合基坑等級和地區經驗，取井間距20m，井點沿基坑周邊對稱布置，可布井16眼，井深20m，井間距20m，管徑0.5m。降水歷時90天，每天抽水24個小時。

2? 施工總進度及主要技術供應

工程建設工期為2018年1月～2018年12月全部結束，總工期為12個月。計劃2018年1月開工。大體上分四個階段：工程籌建期、工程準備期、主體工程施工期、工程完建期。

工程籌建期具體內容為：招標、評標、簽約等涉外及對外協作的籌建工作，為施工創造條件，由建設單位負責，計劃在2018年1月完成。

工程準備期具體內容為：定位放樣、施工場地布置，包括進場道路及場地清理、供電及通訊設備、臨時生活設施、施工導截流工程等由施工單位負責，要求于2018年2月完成。

主體工程施工期具體內容為：土方開挖、建筑物施工、土方回填及機電設備安裝等，由施工單位負責實施，從2018年2月開始，2018年12月完成，施工單位應抓住施工關鍵環節，采用平行流水作業或異節奏流水作業，做到均衡生產，合理安排工期，使工程盡早竣工投入使用，發揮效益。

3? 圍堰技術的內容

圍堰技術工程安全重點部位及環節：

①施工圍堰：施工期間，要密切關注施工期水位變化，要做好施工期水位時加固圍堰預防措施，加高、圍護等;需要度汛的施工圍堰，其防汛預案應報市防汛指揮部批準。

②拆除工程：原建筑物須拆除干凈、徹底。采用爆破、風鎬等施工時，要十分注意安全施工。拆除底板時，盡量減少對原狀土的擾動。

拆除的材料不得亂扔，需按指定地點堆放，作業下方應派人監護。

③防雷接地：澆筑底板前，須做好防雷掃地裝置，并將作為接地的鋼筋明顯標記，保證與防雷網有效連接。

4? 應用技術評價

通過導流施工技術的應用和圍堰技術在水利施工中的應用，施工單位整合多方面的資源，進一步優化施工導流與圍堰技術，最大限度減少對周圍環境產生的不利影響。施工導流和圍堰技術在提升水利工程施工效率和保證施工質量方面發揮了十分重要的作用，為了滿足水利工程建設施工質量標準，施工單位要制定完善的施工組織方案，論證施工的合理性和科學性，不斷整合內部施工資源，最大限度保證工程施工順利進行。

參考文獻：

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[3]牛志標，李芳蘭，朱幫安.分析水電站施工中施工導流和圍堰技術[J].數碼設計，2017（11）.

作者簡介：魏恒英（1981-），女，江蘇沛縣人，本科，研究方向為工程師工程管理。