探究水利工程施工中導流施工技術的應用

王凱生 新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院

在落實水利工程施工建設工作的環節中，出于有效提升其施工建設質量與經濟效益的考慮，絕大部分的施工單位都會借助施工導流技術將整體水流引到下游部分。施工導流圍堰技術在水利工程施工建設階段的應用，一般都是在河道內部修建臨時擋水建筑物，以此來發揮良好的圍堰效果。本文通過研究影響水利工程導流施工環節的具體因素及其分類，探討了該項技術在施工階段的施工建設要點，對于今后水利工程施工導流施工技術應用、發展有一定的借鑒和參考意義。

1.影響水利工程施工導流施工環節的因素

1.1 工程區域水文不確定因素

水利工程施工中施工導流技術的應用困難程度，本質上是水流的阻擋和導引水流下泄的難易程度，應用的風險便是能否按照既定的施工組織方案設計以及導流標準，有效實現水流阻擋和導引水流下泄這一工作目標。由于水利工程施工導流區域的地形、氣候等方面條件都存在著一定的不確定性，將會直接影響到該技術應用過程中河道的洪峰流量、洪水總量以及洪水過程線三個因素的不確定性，這也是水文不確定性的重要組成部分。一旦使水文不確定性遠遠超過了施工導流既定的工程設計標準，會直接阻礙該項工程的順利進行。河道內出現的洪水現象，本質上是一個帶有顯著不確定性的過程，其中所囊括的洪峰流量、總量以及過程線都具有較為顯著的隨機性質。就目前的情況來看，導流技術應用的過程中通常都會采用頻率分析法針對洪峰流量可能會出現的概率進行計算。通常而言，經過計算所做出的最大化洪峰數值并不會成為水利施工導流設計標準的首選，而是會將某一個重現期的洪水量值當作其設計標準，這種方式的使用也就意味著水利工程施工導流建設期間往往會出現大于設計標準洪水的現象，但由于施工導流工程的泄流量是遵循既存建筑物等級使用重現期內的洪水值而設計的，一旦超過這一設計標準便會出現建筑物失效的情況。

1.2 工程區域水力不確定因素

這里所提到的水力不確定性變是因為河道水流流態差異和滲透形態轉變導致施工導流建筑物出現危險的一種不確定性因素。一般而言，水力學中所采用的絕大部分參數都是借助實體的工程測算并建立水力模型，通過數據的輸入及模擬實驗而得到的。但在實際施工過程中，天然性質的河床具備較為顯著的差異，糙率、流速系數等水力參數一般都是依據施工技術人員的主觀經驗選取的，具備著較為顯著的隨機不確定性，這就導致實際的導流量和設計的導流量將會出現顯著差異。導流建筑物在施工過程中會因為各種人為、機械因素的共同影響，出現實際尺寸和原本設計尺寸偏差，同樣會影響到導流量的實際和設計數值之間的偏差。

2.水利工程中導流施工技術的分類應用

2.1 分段性圍堰導流施工

這種性質的施工導流技術是將整個水利工程劃分為多個階段，并在每個階段內都設置圍堰負責導流工作，并且每一段工程分別進行施工，直至整個工程完成為止。在工程分段的時候，可以將現存的阻流障礙物或者是水工建筑物作為基礎進行合理劃分，以此來實現河流方向的引導。分段圍堰在正式施工過程中更加適用于工程量較大、水流較多、建設時間較長，并且河道寬度相對較為寬闊的水利工程。一般而言，這一技術在使用的過程中需要進一步加固河道、邊坡，以此有效避免施工滑坡現象，施工技術人員需要從當地的河流汛期、水流量以及降雨情況等出發，制定合理的導流施工技術，確保能夠將河床上現有的建筑物分為多個階段進行施工，最小化降低施工對于河流及周邊生態環境產生的影響。

2.2 全段性圍堰導流施工

這種性質的施工導流技術是針對水電工程所處的河流區域進行一次性的整體導流，以河床的水閘和大壩等工程軸線作為基礎建立攔河圍堰，將水流引導到臨時設施內排放到下游河道中。由于全段圍堰本身覆蓋面積廣闊，導致需要導流的水流量較大，面臨著較大的施工困難，更加適用于那些工程量較小、流量較小、施工周期需求相對較短的水利工程。該項技術所用的導流設施往往可以一次性完成河流的截斷，并且無需后期進行拆遷工作。如果河流位于砂石較多的山區地段，則可以使用隧洞導流的方式，而河流位于平原或者其兩岸較為平緩，具備良好灘涂的情況下，則可以選擇明渠導流的方式。

3.水利工程中導流施工的技術要點分析

3.1 正式施工前的準備工作

導流施工技術在水利工程應用的過程中，相關人員需要在進入正式施工建設階段之前，制定出完善的工期計劃。同時，將施工環節中的注水量以大壩的具體高度和汛期水流進行合理的控制，并從導流的活水流量出發對大壩高度進行有效控制。

位于H省的X水資源配置工程，在應用導流施工技術之前，根據實際的工程等級以及內部建筑級別設計出合理的建筑洪水標準，其中一段跨越當地H河段和L溝段的工程，因其工程規模不大，故選擇了在當地河流的11月到次年3月的枯水期內進行施工。在圍堰的寬度和高程確定環節，施工人員從當地的河流的汛期、流量等數據出發，分別針對為H河和L溝的上下游圍堰寬度和高程數據做出了合理的設計。

3.2 選擇合理的施工導流方案

一個合理的施工導流建設方案，對于水利工程的合理順利施工價值非凡，要求施工技術人員需要在全面考量施工區域地理特點、水文環境等因素的前提下，做出合理的選擇。同時，技術人員需要將現行的導流施工技術標準、規范作為出發點，綜合性考慮包括施工建設成本投入、工作強度等方面信息的，選擇合理的施工技術、工藝。X水資源配置工程，其中跨越當地H河段和L溝的工程部分，因為河面寬度維持在13～14米之間，長度介于20～26米之間，再加之為粘土基礎，河道一側或者兩側都具備性質良好的灘地，技術人員在綜合考量各種因素之后，選擇了單側的明渠導流施工方式，在確定導流施工技術之后，結合工程建設要求，確定了完善的施工流程及其方案。同時，技術人員在考慮到當地河寬較窄以及截流流量較小的情況下，直接實施圍堰的全斷面填筑，截流材料則是實施就地取材，對土質的滲透系數進行篩選。

3.3 圍堰導流施工技術要點

在正式進入水利工程導流施工階段之后，則需要嚴格遵循之前設計的導流圍堰水利建筑物方案，在全面檢測施工區域各項環節指標參數的前提下，將巖土結構和工程范圍做出明確的規定，以此保障圍堰的施工建設質量得以符合水利工程的實際要求。X水資源配置工程中，位于H河道內部圍堰，從河流的洪峰流量、相應水位等數據出發，選擇的是明渠導流技術方案，高程為71m，圍堰頂部和底部寬度為3m和3.55m，全長為439m。位于L溝河道內的圍堰，其高稱為85.46m，圍堰頂部和底部寬度為3m和4m，全長199m。在該部分工程正式進入施工之后，施工人員以既定的施工圖紙、基槽開挖放坡程度等信息作為出發點進行測量放樣，以此來有效控制圍堰工程的砌筑方向，且測量員也需要定期進行測量，確保砌筑方向誤差控制在合理范圍內。在圍堰的砌筑工程中，施工人員需要將其底部工程部分存在的強風化巖、鵝卵石等全面進行清理。在維護圍堰工程質量的前提下，妥善準備好各類施工建設材料，并以最快的速度填筑到既定的設計高程范圍內。由于本次工程選擇的是全段的明渠圍堰導流方式，需要提前確定好粘土料和石料，使用工程分段流水作業的方式，實現各個工序之間的緊密結合。同時，需要注意的是，圍堰的填筑料和心墻的粘土料填筑工作需要維持一種交錯上升的狀態，使用土工布作為心墻內外側的反濾層，同時在外圍填筑一定厚度的粘土，用以防護圍堰主體的土石填筑環節中對其產生的損害。在圍堰部分施工完成之后，則需要根據河流的汛期等數據進行一次性和經常性的基坑排水工作。在工程兩區段的主體管道施工完成之后的，便可將圍堰結構拆除，回填導流建筑物和臨時便道。

4.總結

導流施工技術的應用，對于水利水電工程的施工建設而言，能夠在維護施工建設質量的前提下，保障施工人員的人身安全，最小化施工成本的建設投入。在具體的應用過程中，技術人員需要根據當地河道的汛期、洪峰流量等水文參數，選擇合理導流施工方式并重視施工方案的合理制定，以及妥善的前期準備工作和施工階段各項技術要點的有效控制，以此來全面發揮導流施工技術的價值。