水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要：新時(shí)代，為進(jìn)一步提高水利工程施工質(zhì)量，著力保障民生福祉，施工單位應(yīng)加大對(duì)導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用研究力度，明確其技術(shù)操作重點(diǎn)。在水利工程施工中，可根據(jù)工程實(shí)況，科學(xué)選用與之契合的導(dǎo)流施工技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。基于此，闡述了導(dǎo)流施工技術(shù)的基本概念，明確其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，分析了導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合水利工程施工的實(shí)際案例，探究了導(dǎo)流施工技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：水利工程；工程施工；導(dǎo)流施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV551.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）05–0-03

水利工程的建設(shè)施工需考慮功能作用、效益、水文地質(zhì)、自然環(huán)境等諸多因素，具有一定復(fù)雜性。為保證水利工程施工質(zhì)量達(dá)到國(guó)家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，施工單位在作業(yè)中往往需要組合使用多種施工技術(shù)，其中就包括導(dǎo)流施工技術(shù)。導(dǎo)流施工技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠在提高施工效率、確保按時(shí)竣工的前提下，節(jié)省施工成本，確保施工單位的效益，并保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全，踐行安全生產(chǎn)理念。因此，圍繞水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 導(dǎo)流施工技術(shù)的基本概念

我國(guó)水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開導(dǎo)流施工技術(shù)的有力支持。在水利工程建設(shè)施工中，為降低現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地理?xiàng)l件等因素對(duì)工程施工進(jìn)展、質(zhì)量的消極影響，施工單位需按照工程建設(shè)的目標(biāo)、要求，科學(xué)控制水流的流量、流經(jīng)方向，避免水流制約水利工程的正常施工[1]。

導(dǎo)流施工技術(shù)指的是在水利工程施工中，為保證水工建筑物可以在工地上正常施工，避免施工現(xiàn)場(chǎng)受水流的影響，以圍堰維護(hù)基坑等措施，控制、引導(dǎo)、攔擋水流，促使水流繞過施工現(xiàn)場(chǎng)，流向其他區(qū)域，防止施工現(xiàn)場(chǎng)漏水、滲水，有效改善施工環(huán)境的常見施工技術(shù)之一。

2 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 落實(shí)前期準(zhǔn)備工作

前期工作是保證項(xiàng)目成功、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)隱患的重要基礎(chǔ)。因此，施工單位在水利工程施工中運(yùn)用導(dǎo)流技術(shù)，應(yīng)以合規(guī)落實(shí)前期工作為首要任務(wù)。具體要點(diǎn)有：

一是實(shí)地調(diào)研。利用信息技術(shù)、物探勘察、遙感技術(shù)等技術(shù)，實(shí)地勘察施工區(qū)域的地質(zhì)、水文、生態(tài)、溫度、土壤、地形等情況，為后續(xù)的工程施工設(shè)計(jì)、導(dǎo)流技術(shù)選用、施工建材及機(jī)械的挑選提供參考依據(jù)。

二是制定方案。根據(jù)調(diào)研結(jié)果制定水利工程施工方案。如在科學(xué)布置導(dǎo)流、明渠施工位置后，再推進(jìn)工程主體結(jié)構(gòu)建設(shè)，確定具體的導(dǎo)流施工技術(shù)等。并計(jì)算施工周期，以及導(dǎo)流施工技術(shù)操作所需的人力、物力、資金等資源的數(shù)量。

三是技能提升。在正式施工前，組織施工人員參與教育培訓(xùn)，深化其對(duì)導(dǎo)流施工技術(shù)的認(rèn)知與理解，確保其職業(yè)能力素養(yǎng)可匹配技術(shù)操作需要，最大限度地發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用效益。

四是施工安全。安全生產(chǎn)是發(fā)展的第一要義。在水利工程修建中應(yīng)用導(dǎo)流施工技術(shù)，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)“安全第一”，采取“定期+抽檢”等監(jiān)督方法，檢查施工人員踐行安全施工理念的實(shí)際情況。如是否遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用導(dǎo)流技術(shù)；是否佩戴安全防護(hù)設(shè)備進(jìn)行自我保護(hù)等[2]。在保證技術(shù)操作規(guī)范，增強(qiáng)水利工程修建效果的基礎(chǔ)上，充分保障施工人員的人身安全、施工現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，避免傷亡事故發(fā)生。

2.2 全段圍堰施工技術(shù)

在該技術(shù)中，明渠導(dǎo)流是較成熟的工藝方法。該方法可通過渠道引流，削弱河道水壓。在水利工程施工河岸中，挖掘建設(shè)水流導(dǎo)流渠道，再根據(jù)施工實(shí)況，在河道下游排布圍堰，引導(dǎo)水流正常通過明渠、河道，實(shí)現(xiàn)下游下泄。具體操作要點(diǎn)有：

一是現(xiàn)場(chǎng)分析。經(jīng)實(shí)地調(diào)研，明確水利工程的地質(zhì)條件、水體流量，若水體流量過大，則不適宜采取明渠導(dǎo)流方法。反之，則可正常應(yīng)用。在確定使用該施工方法后，應(yīng)逐一分析、計(jì)算渠道的出口、進(jìn)口、高程、導(dǎo)流軸線等重要參數(shù)，重點(diǎn)聚焦渠道進(jìn)出口的夾角角度，并注重施工過程中河道水流的準(zhǔn)確控制。

二是設(shè)計(jì)路線。在施工現(xiàn)場(chǎng)中，優(yōu)選寬度大的區(qū)域，設(shè)置導(dǎo)流路線，并單側(cè)布置。同時(shí)，為了踐行安全泄水、水流順暢的基本施工原則，保障水利工程運(yùn)轉(zhuǎn)效果，可根據(jù)渠道底部寬度，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)渠道轉(zhuǎn)彎半徑。即半徑應(yīng)為底部的5倍左右[3]。

三是控制距離。為減輕水體對(duì)渠道進(jìn)出口附近圍堰的沖擊力，保證圍堰完整，能夠發(fā)揮效用。施工單位可適當(dāng)擴(kuò)大圍堰范圍，將其與渠道進(jìn)出口保持50～

100 m的距離。渠道水面、基坑水面的最佳距離應(yīng)超出兩者的高度差。

四是修建明渠。在施工設(shè)計(jì)結(jié)束后，即可進(jìn)行渠道的建設(shè)。流程如圖1所示。

2.3 分段圍堰施工技術(shù)

該技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用要點(diǎn)有：一方面需有效降低施工影響。根據(jù)水利工程施工提出的導(dǎo)流要求，修建泄水建筑物。在此期間，需提前預(yù)留導(dǎo)流缺口、底孔，以前瞻視角避免對(duì)水體徑流產(chǎn)生負(fù)面影響。對(duì)于缺口導(dǎo)流而言，其需在壩體結(jié)構(gòu)中提前預(yù)留導(dǎo)流缺口，確保過量的水流能夠通過缺口排放，支持原有的水利工程，促使導(dǎo)流系統(tǒng)良性運(yùn)轉(zhuǎn)。在水流量減少后，需對(duì)缺口加以補(bǔ)全處理。底孔導(dǎo)流是壩體中永久或臨時(shí)的泄水通道，可對(duì)水體加以導(dǎo)流。另一方面需精確計(jì)算水體流速。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)計(jì)算水利工程各施工區(qū)域的最大水體流速，以V1=V0這一公式計(jì)算。其中，V1表示水流最大流速；V0表示上游水流行進(jìn)流速，ai表示壓力差，Z0表示水頭差，hv0表示流速水頭。

2.4 隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)

隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)就是在施工河岸中，通過修建水工隧道，引導(dǎo)水流依靠隧道自然流向下游。該技術(shù)較匹配地形陡峭、河流分布復(fù)雜等地勢(shì)、水文條件特殊的水利工程施工環(huán)境。該技術(shù)應(yīng)用過程中需關(guān)注的重點(diǎn)有：

一是參數(shù)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)工程導(dǎo)流隧洞時(shí)，應(yīng)著力將隧洞的進(jìn)出口平順銜接河道水流，并將隧道與河道主流間的夾角精確把控在30°[4]。同時(shí)，保證隧道進(jìn)出口與下游圍堰間的距離在50 m以上。

二是注意環(huán)境。在導(dǎo)流隧洞掘進(jìn)修建中，應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注周圍環(huán)境，如圍巖特點(diǎn)、水文及地質(zhì)條件，以及溫度、濕度的變化等，靈活調(diào)整隧洞開挖方案。例如，在某工程施工中，隧洞出口規(guī)格為18 m×22 m，進(jìn)出口最大面積為16 m×25 m。但開挖后發(fā)現(xiàn)，隧洞施工區(qū)域存在較多巖石，且性質(zhì)多為砂巖，具有圍巖大量破損的現(xiàn)象。在開挖中，施工單位提前采用了支護(hù)措施，以此確保圍巖的穩(wěn)定程度，避免施工事故突發(fā)。

三是強(qiáng)調(diào)安全。在該技術(shù)操作中，可搭配管棚法，保障隧洞修建施工安全。針對(duì)性利用隧洞管棚法，優(yōu)化隧洞施工參數(shù)，增強(qiáng)導(dǎo)流施工成效。通常情況下，數(shù)值設(shè)計(jì)如表1所示。

3 水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的運(yùn)用實(shí)例

3.1 工程概況

以某水利工程三期施工為例。在本次施工中需設(shè)置一座新的節(jié)制閥，改造一座四孔舊閥。該水利工程的結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)墊層為C30混凝土，厚度約10 cm，抗?jié)B系數(shù)為S6。由于新、舊節(jié)制閥的施工位置在湖邊，因此，在施工前，施工單位需開展圍堰導(dǎo)流處理，將圍堰中的水流全部導(dǎo)出后，再推進(jìn)水利工程基坑開挖工作。

3.2 導(dǎo)流設(shè)計(jì)

在本次工程施工導(dǎo)流中，施工單位以設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)可行的施工方案為著眼點(diǎn)，在強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量，滿足施工需要的前提下，壓縮圍堰施工量，減少施工成本投入。在實(shí)地勘察后，施工單位選用了土袋圍堰導(dǎo)流方法，即將黏性較大的土方裝入編織袋，以鐵絲或細(xì)繩捆扎袋口，并以互相錯(cuò)縫的堆砌方法，平整碼放土袋，層層堆疊，直至達(dá)到圍堰設(shè)計(jì)高度。在此過程中，為保證圍堰質(zhì)量，預(yù)防滲水、漏水等問題發(fā)生，需嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，確保圍堰施工達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，根據(jù)公式，準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)流水量，為后續(xù)的圍堰施工提供數(shù)據(jù)方面的參考憑證，即Q=η。其中，Q表示導(dǎo)流水量（m3/s）；η表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（取值4～6）；V表示圍堰積水體積（m3）；T表示初期導(dǎo)流排水用時(shí)（s）。

3.3 圍堰施工

本次水利工程圍堰導(dǎo)流施工流程為：測(cè)量放線、表層清理、設(shè)置腳木樁、填筑圍堰、堆碼黏土、鋪設(shè)保護(hù)膜、增設(shè)支護(hù)、淤泥清理、圍堰維護(hù)、圍堰拆除。圍堰導(dǎo)流施工要點(diǎn)如下：

一是測(cè)量放線。在確定圍堰施工設(shè)計(jì)方案后，施工單位在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)了施工監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在醒目位置設(shè)置了安全施工標(biāo)志牌，明確劃定了控制施工范圍，確認(rèn)了導(dǎo)流圍堰軸線，并對(duì)圍堰堰體的高程、斷面進(jìn)行了精準(zhǔn)的放線測(cè)量。

二是表層清理。操作推土機(jī)等機(jī)械謹(jǐn)慎清理圍堰施工區(qū)域，保證現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，無大體積雜物，確保后續(xù)施工有序進(jìn)行。在此期間，施工單位收集了部分可用黏土，降低成本。

三是設(shè)置腳木樁。由于圍堰施工現(xiàn)場(chǎng)底部存在大量淤泥，因此，為防止堰體位移，施工單位在堰體兩端特設(shè)了腳木樁。結(jié)合施工設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，木樁布設(shè)間距參數(shù)為50 cm。并以人工打樁的方式，將木樁夯入深層淤泥層。

四是圍堰填筑。運(yùn)用分階段施工法，推進(jìn)圍堰修建。在圍堰內(nèi)、外側(cè)邊緣的恰當(dāng)位置，預(yù)留水流排泄溝，緩解水流對(duì)圍堰水面的沖擊力，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。以進(jìn)占填充法填充工程圍堰，中分層填筑了50 cm，厚度達(dá)標(biāo)。每層填筑后，利用壓土機(jī)對(duì)其完整碾壓4～6次。在圍堰基礎(chǔ)層全部填筑完畢后開展壓實(shí)處理。圍堰底層部分自然壓實(shí)，而表層部分采用了機(jī)械碾

壓法。

五是黏土堆碼。因施工現(xiàn)場(chǎng)的黏土較為有限，不足以支持圍堰修建，施工單位在場(chǎng)外采購(gòu)了大批黏土，用卡車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并組織施工人員，將黏土裝入編織袋，以鐵絲封口。在常規(guī)情況下，土量與空袋體積比重應(yīng)為3∶4或2∶3。在黏土袋堆砌中，施工人員要平放土袋，錯(cuò)位擺放，避免出現(xiàn)大面積通縫。

六是保護(hù)膜鋪設(shè)。為保證圍堰壽命可滿足水利工程施工需要，施工單位在圍堰表層，專門鋪設(shè)了土工膜，并以土袋壓實(shí)，提高圍堰擋水、防滲水能力，減緩水流流速，減輕水流沖擊，維護(hù)圍堰結(jié)構(gòu)完整、穩(wěn)固。

七是增設(shè)支護(hù)。在本次工程施工中，施工單位在圍堰底部坡腳，加設(shè)了長(zhǎng)度6 m、間隔10 cm的鋼板樁，強(qiáng)化了堰體牢固性，降低了其移動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量水深、淤泥層厚度，確定鋼板樁入土深度，即5 m。在鋼板樁的安裝施工中，施工單位對(duì)施工區(qū)域分別進(jìn)行了抽水、清淤處理，保證挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備的通暢行駛，再進(jìn)行打孔安裝，并利用大小適中的土袋，填充圍堰堰體與鋼板樁之間的空隙，防止漏水。

八是淤泥清理。在圍堰修建完畢后，為發(fā)揮堰體的功能作用，預(yù)防施工安全事故發(fā)生，需要開展排水工作。在本次施工中，施工單位選擇了挖掘井字溝的方法，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)排水，在水流全部排出后推進(jìn)清淤工作，即人機(jī)結(jié)合，將淤泥裝車運(yùn)輸出現(xiàn)場(chǎng)。

九是圍堰維護(hù)。在該工程施工過程中，施工單位安排專人，常態(tài)化巡視檢查圍堰，在發(fā)現(xiàn)圍堰結(jié)構(gòu)下沉、開裂等問題后，第一時(shí)間進(jìn)行了科學(xué)處理，如加固圍堰底部、更換風(fēng)化編織袋等，著力強(qiáng)化圍堰的穩(wěn)定性，突出施工安全[5]。

十是圍堰拆除。對(duì)于本次工程施工，圍堰為臨時(shí)性輔助設(shè)施，在工程竣工時(shí)，需對(duì)圍堰進(jìn)行徹底拆除。在堰體拆除前，施工單位需根據(jù)有關(guān)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)擋水以下的驗(yàn)收。在堰體拆除中，施工單位秉持了由內(nèi)而外、從上至下的工作原則，科學(xué)、完整地拆除了圍堰。

4 結(jié)束語(yǔ)

新時(shí)代，我國(guó)水治理取得了歷史性成就、發(fā)生歷史性變革。國(guó)家水網(wǎng)體系構(gòu)建取得新進(jìn)展，系統(tǒng)解決了水災(zāi)害、水生態(tài)、水資源、水環(huán)境等問題，充分保障了我國(guó)水安全。而水利工程是國(guó)家水網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，對(duì)其高質(zhì)量施工意義重大。對(duì)此，施工單位應(yīng)立足實(shí)際，合理選用與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況相契合的施工技術(shù)，并科學(xué)操作。針對(duì)水利工程施工中導(dǎo)流施工技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了一系列研究，以期切實(shí)發(fā)揮導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，保證水利工程施工質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：張桂林（1976—），男，山東曲阜人，工程師，研究方向?yàn)樗こ獭?/p>