【浅谈水利工程施工中导流施工技术的应用】水利工程施工(第六版).docx

【浅谈水利工程施工中导流施工技术的应用】水利工程施工(第六版) 摘要：对水利工程中施工导流的施工方法和技术进行了全面的介绍。主要是从明渠导流和隧洞导流的适用条件和布置、分段围堰法导流的适用场合、成孔导流的具体布置等方面分别进行了详细的阐述。 关键词：水利工程；导流施工技术 Abstract:inthewaterconservancyprojectconstructiondiversionoftheconstructionmethodandtechnologytothecomprehensiveintroduction.Themainchanneltunnelfromdiversionanddiversionoftheapplicableconditionanddecorate,stagecofferdammethoddiversionoftheapplicableoccasions,intoholediversionoftheaspectssuchasthelayoutaredetailedinthispaper. Keywords:waterconservancyprojects;Diversionconstructiontechnology 中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号： 全段围堰法导流是在河床主体工程的上下游各修建一道拦河围堰，使上游的来水通过预先修筑好的临时或永久泄水建筑物（如明渠、隧洞等）泄入河道的下游，主体建筑物在排干水的基坑中进行施工，主体工程建成或接近建成时再进行临时泄水道的封堵。全段围堰法导流的特点是工作场地比较大，河床内的建筑物在一次性围堰的围护下可顺利地建造。全段围堰法按泄水建筑物的类型不同，可分为明渠导流、隧洞导流和涵管导流等。 1明渠导流的适用条件和布置 当坝址河床较窄，或河床覆盖层很深，分期导流比较困难，具备下列条件之一者，可以考虑采用明渠导流方式。 1.1河床一岸有较宽的台地、垭口或古河道。 1.2导流流量大，地质条件不适于开挖导流隧洞。 1.3施工期有通航、排冰、过木的要求。 1.4施工总工期很紧，不具备挖洞经验和设备。 明渠导流的布置，可分为岸坡上布置和滩地上布置两种形式。明渠导流的布置主要包括明渠导流轴线的布置、明渠进出口位置和高程确定。 1）明渠导流轴线的布置。明渠导流应布置在较宽台地、垭口或古河道的一岸；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离要满足防冲要求，一般为50100m；明渠进出口应与上下游水流相衔接，与河道主流的交角以小于30度为宜；为保证水流畅通，明渠的转弯半径应大于5倍渠底宽度；明渠轴线布置应当尽可能缩短明渠长度，也要尽量避免深挖。 2）明渠进出口位置和高程确定。明渠的进出口力求不冲、不淤和不产生回流，一般可以通过调整进出口形状和位置，以达到以上要求和目的；进口高程按截流设计选择，出口高程一般由下游消能设施控制；进出口高程和渠道水流流态应满足施工期通航、过木和排冰的要求；在满足以上各要求的条件下，尽可能抬高进出口的高程，以减小水下的开挖量。 2隧洞导流的适用条件和布置 当导流流量不大，坝址河床比较狭窄，两岸地形比较陡峭，如一岸或两岸地形、地质条件良好，可以考虑采用隧洞导流方式。隧洞导流的布置应满足以下要求。 2.1隧洞轴线沿线的地质条件良好，足以保证隧洞施工成功和运行的安全。 2.2隧洞轴线宜按直线进行布置，如必须有转弯时，转弯半径不小于隧洞直径或隧洞宽度的5倍，转角宜不大于60度，弯道首尾应设置直线段，长度不小于35倍的洞径或洞宽；进出口引渠轴线与河流主流方向夹角宜小于30度。 2.3隧洞间的净距、隧洞与永久建筑物间距、洞脸与洞顶围岩厚度等，均应满足结构和应力的要求。 2.4隧洞进出口的位置应保证水力条件良好，伸出围堰坡脚一定距离，一般距离应大于50m，以满足围堰防止冲刷的要求。进1：1的高程多由截流控制，出1：3的高程由下游消能设施控制，洞底按需要设计成缓坡或陡坡，但避免出现反坡。 3分段围堰法导流及适用场合 分段围堰法也称为分期围堰法或河床内导流方式，就是用围堰将建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。所谓分段，就是从空间上将河床围护成几个干燥基坑进行施工。所谓分期，就是从时间上将导流过程划分成阶段。导流的分期数和围堰的分段数并不一定相同，因为在同一导流分期中，建筑物可以在一段围堰内施工，也可以同时在不同段内施工。必须明确指出：导流分段的段数分得越多，围堰的工程量越大，施工也就越复杂；同样，导流分期的期数分得越多，工期有可能拖得越长。因此，在实际的水利工程施工中，二段二期导流法是最常采用的一种。只有在比较宽阔的通航河道上施工，不允许断航或其他特殊情况下，才考虑采用多段多期导流的方法。分段围堰法导流一般适用于河床宽阔、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。这种导流方法的费用较低，国内外一些大、中型水利水电工程采用较多。分段围堰法导流，前期由束窄的原河道导流，后期可利用事先修好的泄水道导流。常见泄水道的类型有底孔、缺口等。 4成孔导流的具体布置 利用设置在混凝土坝体中的永久底孔或临时底孔作为泄水道，是二期导流中经常采用的一种导流方式。导流时让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证后期工程顺利施工。如要是临时性的底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时加以封堵。 采用临时底孔进行导流时，底孔的尺寸、数量、高程和位置等，都必须通过相应的水力学计算确定。底孔的尺寸在很大程度上，主要取决于导流的任务和功能，以及水工建筑物结构特点和封堵用闸门设备的类型。底孔的高程和位置的布置，要满足截流、围堰工程及底孔本身封蕾的要求。如底坎高程布置较高，截流时落差就比较大，相应围堰的高度也较高，但封堵时的木头比较低，封堵起来比较容易。 根据水利工程设计和施工经验，一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以保证枯水期泄水。当底孔的数量比较多时，可把各个底孔布置在不同的高程，封堵时从最低高程的底孔堵起，这样可以减小封堵时所承受的水压力。 5坝体缺口导流的布置 混凝土坝在施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，设置的导流建筑物不足以宣泄全部流量，为了不影响混凝土坝体的施工进度，使坝体在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的混凝土坝体上预留缺口，让部分洪水在缺口宣泄，以便配合其他导流建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落，再进行缺口处混凝土坝体的施工。混凝土坝体上所留缺口的宽度和高度，主要取决于导流设计流量、其他建筑物的泄水能力、建筑物的结构特点和施工条件。采用底坎高程不同的缺口时，为避免高低缺口单宽流量相差过大，产生高缺口向低缺口的侧向泄流，引起压力分布不均匀，需要适当控制高低缺口间的高差。根据有关水利工程的经验，其高差应控制在46m。以上所述的成孔导流和坝体缺口导流方式，一般只适用于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。至于土石坝或非重力式混凝土坝，可采用分段围堰法导流，可以与隧洞导流、明渠导流等河床外导流方式相结合。 6施工导流的方案选择 导流方案的选择受各种因素的影响，科学合理的导流方案，必须在周密地研究各种影响因素的基础上，拟订几个可能的方案，进行技术经济比较，从中选取技术经济指标优越的方案。要选用技术经济比较优越的方案，就必须了解选择导流方案时应考虑的因素。 6.1水文条件。水文条件主要包括河道流量大小、水位变化幅度、全年流量变化情况、枯水期的长短、汛期洪水延续时间、冬季冰冻情况和融化时间等。以上这些水文条件均直接影响导流方案的选择。 6.2地形条件。坝区附近的地形条件对导流方案的选择影响很大。对于河床宽阔的河流，尤其在施工期间有通航、过水要求的情况，宜采用分段围堰法导流。当河床中有河心洲、浅滩、小岛、基岩露头时，采用分段围堰法导流更有利于导流围堰的布置，特别适宜纵向围堰的布置。在河段狭窄、两岸陡坡、山岩坚实的地区，宜采用隧洞导流。对于平原河道，河流的两岸或一岸比较平坦，或有河湾、老河道可以利用时，宜采用明渠导流。 6.3地质及水文地质条件。河流两岸及河床的地质条件，对导流方案的选择与导流建筑物的布置有直接影响。如果河流两岸或一岸岩石坚硬、风化层较薄，有足够的抗压强度时，则有利于选择隧洞导流。如果岩石的风化层厚且破碎，或有较厚的沉积滩地时，则适宜采用明渠导流。对于岩石河床其抗冲刷能力较强，河床允许束窄度较大，束窄度可达80以上，流速可达到7.5m/s；对于覆盖层较厚的河床，其抗冲刷能力较差，束窄度一般在30以下，流速不得超过3.0m/s。此外，选择围堰形式、基坑是否允许淹没、能否利用当地材料等，也与地质条件有关。在选择导流方案时，除考虑以上各方面的因素外，还应使主体工程尽可能早日发挥效益，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物既简单易行，又适用可靠。 参考文献 1曲江.水利水电工程项目管理实务全书M.北京：中国环境科学出版社，2001. 2毛建平，余文良.水利水电工程施工M.郑州：黄河水利出版社，2004. 3袁光裕.水利工程施工M.北京：中国水利水电出版社，2009. 4冷爱国.建材与水利工程施工M.北京：中国水利水电出版社，2008. 第 8 页 共 8 页