截流技術在水利施工技術中的應用探討

史志奇

(平涼市惠民房地產開發有限責任公司，甘肅 平涼 744000)

當今社會時代下，清潔與可再生能源的應用成了可持續發展理念實踐過程中的一部分重要內容，并且此問題被各界普遍關注。然而由于截流技術的開發及利用時間比較長的緣故，在技術開發和應用方面也都相對較為成熟，開發速度自然同樣較快。基于此，開始有越來越多的水利及水電工程出現在大眾視野中。水閘施工是水利水電工程中的一個重要環節，且此環節的施工恰恰直接與整體的施工質量關聯在一起，因此，對于此環節的施工要求一定要在相關監管部門的監督下進行施工。

1 截流概述

截流是通過堵截河水使河水流向預定通道的一項工程，而往水中拋投物料填筑戧堤的環節稱為進占。此外龍口是兩岸進占之后預留的河道泄流口門。為進一步避免龍口河床或戧堤端部經河水沖刷摧毀，通常都需要防沖和加固龍口范圍。將龍口閉合之后，將水流攔斷的流程又稱為合龍，而閉氣則是在合龍之后戧堤迎著水面采取必要的防滲措施對滲漏通道進行封堵。

截流屬于水利工程施工過程中的一項重要且極具風險性的項目，施工中必須保證計劃周密且要做足準備工作，此外還必須要有一定的拋投強度，對施工現場進行統一指揮。傳統人們往往會使用桔料、土石、柳枝等一些材料來堤防堵口和截流，且經長期嘗試之后經驗比較豐富。但是現代截流工程中大部分都使用的是混凝土異形體或大塊石等材料，且施工過程中會應用大型的自卸汽車或者推土機來完成。

2 水利施工中的截流施工工藝

2.1 爆破截流技術

爆破截流技術在實際應用中優勢比較明顯，但卻又存在很多問題。它的主要優點在于速度快、實效性佳，但在遇到部分環境惡劣且質地堅硬的情況時，則又會體現出很明顯的交通環境不佳等水利施工效果。爆破在施工中能夠強烈沖擊周圍巖石層及土層，并使其快速合攏，排除水流在外，工作人員在這種情況下根本不需要大量的人力勞作，僅需修正滲漏區巖石堆積層或承壓能力較低區域即可，這樣能在減少人力資源消耗的同時，有效降低機械設備的耗費程度。但爆破技術實踐過程中也容易遇到各種問題，比如破壞周圍的地質環境，爆炸殘余物質污染水環境；爆破截流面上層部分穩定性一般比較差，且可能頻繁出現滾石和落石，難以合理控制截流方向。最后，施工結束后，又很難拆除。因此，實際爆破截流技術施工過程中應該注意，施工應在不受周圍環境影響的情況下開展實施。選擇爆破點時應選在河流下游，反之截流效果往往不盡如人意。再者為使爆破截流穩定性得到保證，應密切關注施工水域或周圍天氣狀況，防止因大范圍降水而使滲水問題更加嚴重。

2.2 閘截流技術與具體施工方法

分析實際施工效果，閘截流當屬常見且高效地截流方式中的一個，特別在遇到沖擊壓力比較大的河流截流時，閘截流技術的應用恰恰能臨時截斷水流，繼而有效釋放河流壓力，保證水利工程在高壓環境下展開施工，保障工程順利實施。

2.3 投拋塊料法

截流技術中，投拋塊料技術并不常見，此技術多被應用在一些地形復雜且水流流域較深的區域，實際施工可應用的材料有:大石塊、填充料或石料等。借助施工前設計的方案拋投至需要截流的區域。所以，設計施工方案時都要結合拋投區域的實況或設計截流合攏位置最終確定拋投范圍。針對實操狀況來看，投拋塊料技術對操作的要求不高，且資金耗費也比較少。然而，考慮到大量拋投填充料會嚴重污染水源，破壞施工水域或周遭生態水域。因此，利用此方式截流時，基本都是在環境污染程度較嚴重的水域展開，或部分小型水利工程中因其使用填充料比較少，同樣能使用[1]。

2.4 下閘截流施工法

水利工程泄水截流施工過程中往往要往泄水道中建設閘墩，此時就要應用到下閘截流技術。如遇渾然天成的河流，則需要結合實況來使用截流閘，然后再進行下閘截流，采用此方法的工程比較少，其中著名的三峽工程就是一個典例[2]。

3 水利工程中截流技術

一般情況下，截流拋投的方式可以分為平堵、平立堵、立堵等。

3.1 平堵截流

平堵是在龍口處架設浮橋或棧橋以及其它的跨河設施，順著龍口全線一層層均勻地拋投物料，直到戧堤露出水面為止。此環節具備良好的水力學條件，且物料的質量又比較輕，施工場地也比較寬，同時拋投強度比較大，投資成本較高，需要充分做好前期的施工準備。通常平堵截流的龍口流速較小，且水流量分布比較均勻，所以施工過程中可適當地選用一些材質較輕的截流施工材料。待采購完材料之后再用汽車運行，當然汽車可以自由地停留于浮橋上面，以確保河流全線拋擲截流材料，致使有效地縮短施工工期。特別需要強調的是，如果往河道上面鋪設浮橋會在一定程度上影響到水運，導致工程的施工量增加，所以，日常見到的平堵截流施工技術多應用于棧橋、浮橋及纜道工程中。

3.2 立堵截流

立堵是從龍口一端向另一端或由兩端往龍口同時拋投進占的過程，使龍口慢慢束窄直到合攏為止。具體施工的過程比較簡單，但是龍口的單寬流量比較大，且流速也高，施工場地較為狹窄，因此它的拋投強度是受限的，施工難度系數也比較高。實際施工當中也可以采取上下游雙戧或多戧堤進占的立堵方式進行，致使錯差能夠分散開，繼而降低截流難度。假如選用立堵法截流方式，則無需鋪設河床，同時這種施工方式比較簡便，施工成本也比較低，這便是這種施工方式比較受歡迎的主要原因。然而，采用這種截流方法也并非沒有缺陷，通常截流施工中，水運條件都比較惡劣，尤其龍口寬度比較大，水流量也大，流速相對較快。另外基本上水流都是繞過截流堤底部的，這樣容易產生立軸漩渦，從而使整體河流比較穩，此間容易沖刷河床；部分區域施工中，由于流速不均勻且所需截流材料比較多，致使工程施工成本沒有辦法有效控制。此環節強調的是應用立堵法截流施工方式，多體現出水流量大且覆蓋層薄的河床特點，因此需要結合實況采取必要的措施。

3.3 平立堵截流

平立堵屬于平堵與立堵二者的有效結合，先進行立堵，然后再架橋平堵。時至今天，我國的長江葛洲壩水利樞紐在1981年1月進行的大江截流屬于迄今為止截流規模最大的工程，總體截流流量為4 800m/3s，落差最大可達到3.23m，流速最高7m/s，最大拋投強度為7.23萬m，屆時截流歷經36h 23min[3]。

4 截流技術在水利工程中的應用施工方法

4.1 截流設計流量的確定

截流施工過程中，要求工作人員必須特別重視截流流量的確定環節，且必須在此基礎上開展相應的工作。選擇截流流量設計標準時，需保證所選截流流量的特殊性和針對性。設計截流流量時必須結合工程實況出發，綜合分析施工現場的水文條件、施工環境等各方面因素，確保設計的科學合理性。通常來說，水利工程設計施工都會依照重現年法及水文氣象預報修整法來確定施工區域的流量，另外還需要結合工程的重要程度來確定截流時段重現期，一般平均在5-10月左右。此外也會應用其它方法來確定截流時段的設計截流流量，這其中，頻率法就屬于一種方法，緊跟著再憑借已經確定的截流時段選取適當的頻率以作為設計流量。在確定截流設計標準時會應用到頻率法，但不是用于初設階段，假如截流之前就已經有預報流量，這種情況下就需要適當修改設計。然而針對一些規模較大的截流工程而言，大致都會選擇流量，之后再分析流量的大小，另外預測可能發生的概率，最后一步會根據幾個流量模型進行分析，利用分析得到的結果計算截流。

4.2 水斷面的位置與寬度的確定

設計攔河閘壩的水斷面位置時必須要以具體的設計要求為依據，繼而科學合理地調整河流泄洪量，切忌其影響到人們的正常生活。通常來說，水斷面的位置都確定于戧堤軸線上，但戧堤軸線則是經綜合分析之后河流兩岸以及河床的地質、河流所處地形狀況、河流水運狀況等因素條件下才決定的，因此，水斷面位置與前述幾種條件因素均有密切關聯。鑒于水利工程截流施工中需要使用到許多施工材料的緣故，因此，選擇水斷面時必須要選在地理位置比較寬闊的地帶，以保證水斷面的寬度。確保適當的水斷面寬度能夠更有助于合理控制施工材料的運輸及有效控制泄洪量。總體來說，地質條件對水斷面位置的影響可從這幾個方面來體現：如若在覆蓋層比較薄弱的情況下并且具備純天然保護屏障的地帶水斷面的形成才會更容易，原因在于處于薄弱覆蓋層及純天然的保護屏障地帶能有效緩解水流對水斷面造成的沖擊，繼而延長水斷面的使用壽命。

4.3 龍口位置與寬度的確定

一般設計龍口時，位置都是在截流戧堤軸線上，而所謂的戧堤軸線屬于工作人員在分析兩岸河床、水流運動及地形等多重因素之后，仔細斟酌確定的一條線。一旦確定了戧堤線，也就意味著整體工程龍口位置的確定。通常施工當中必須保證龍口位置施工環境要寬廣，且交通必須保證便利，這樣更加便于儲存施工材料，此外，這種情況下也可以保證過往車輛交通便利，繼而滿足工程施工的部分需求。選擇工程地質環境時，需要結合實況，盡可能選擇覆蓋層比較薄弱的龍口位置，同時由于龍口具備姣好的純天然保護作用，又能更大程度上降低水流導致的各種危害，有效延長龍口的使用壽命。對比水利工程來說，應該確定龍口的位置在主流出口處，目的是為了做好水庫泄洪的準備工作，繼而全面提升水利工程的整體安全性能[4]。

5 水利截流工程中的施工難點

本身水利工程的建設施工就屬于一項龐大復雜的工程，其截流工程亦是如此，由于工程龐大，且環境危險系數高，施工環節多等工程特點的影響，水利截流工程施工的難度系數也相對比較高，一般來說，在水利截流工程施工過程中，主要工程施工難點應該從以下幾方面控制，必須嚴格按照要求進行，力求縮短工期，減少施工成本。

5.1 截流工程在施工過程中要加大分流量，改善河流分流的條件

在水利截流工程施工過程中，如果想要加大河流分流量，有效改善河流分流的條件，第一步必須先確定好導流結構截面尺寸的大小，然后再利用斷面標記相應的高度。緊跟著在河流下游開挖航道并且完成圍堰結構的爆破工作，此環節要求相關工作技術人員必須合理確定相應的位置。鑒于實際施工當中時常會遇到因河流下游開挖難度太大而導致上下游航道規模不能達標的情況，因此往往會形成較大的截流落差。

5.2 水斷面水利條件的轉換

如果想要成功避免水利截流施工過程中的水文落差較大問題，必須在設計時就注意控制水文落差不超過3m。一旦水文落差大于4m，就必須要采用單戧堤來完成河流截流，但采取這種措施的前提是保證河流載流量較小。如果河流載流量太大，如果再應用單戧堤來控制水文落差則容易適得其反，然而如果建立并使用雙戧堤、寬戧堤或者三戧堤則又可以成功地分散水文產生的較大落差，繼而達到截流的目的。

5.3 投拋物料穩定性的增大

通常情況下，在水利截流工程施工中，投拋的物料都具有構架較大等特點，然而為了進一步提升投拋物料的穩定性，一般都要在水斷面下游位置，即平行于戧堤軸線的位置設置相應的欄石坎[5]。

6 結 語

綜上所述，在水利工程施工中，導截流屬于施工中的一個重要部分，一般施工質量的優劣及施工方式的合理選擇，恰恰可以影響整體水利工程的質量及工程進度，此外也波及施工產生的成本費用及后期工程運行的安全性。只要有其中一個施工環節處理工作做得不好，都很有可能埋下質量安全隱患，以至于威脅到人們的生命安全。因此，水利施工應該結合工程實況選取合理的導截流方式，確保工程能夠順利展開。