摘 要:近年來,我國(guó)水庫(kù)大壩的建設(shè)越來越重要,溢洪道作為水利工程中最重要的結(jié)構(gòu),不僅僅直接關(guān)系到水庫(kù)的安全問題,而且還直接影響著水利工程的成本。因此,如何合理地選擇溢洪道及布局成為水利工程中最主要的環(huán)節(jié),這將直接影響著水庫(kù)的防洪效果及搶救應(yīng)急的實(shí)施。水庫(kù)在施工過程中難度較大,施工程序比較復(fù)雜,特別是汛期的溢流施工,往往會(huì)對(duì)水庫(kù)的防洪及灌溉造成影響;诖,文章主要針對(duì)水庫(kù)應(yīng)急溢洪道的施工技術(shù)進(jìn)行了分析。 

  關(guān)鍵詞:水庫(kù);溢洪道;施工技術(shù) 

  1 概述 

  水利工程的建設(shè)和應(yīng)用直接關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,由于我國(guó)南北跨度較大,受不同氣候的影響,我國(guó)水資源的分布很不平衡,南部降雨較多,而北部降雨較少。因此,水庫(kù)的調(diào)節(jié)對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展影響巨大。作為施工過程中最重要的溢洪道,不僅關(guān)系到水庫(kù)的安全,還直接影響到水利工程的造價(jià)。因此,如何合理的選擇及布置溢洪道成為目前水利工程施工過程中必要的環(huán)節(jié)之一。國(guó)家規(guī)定,溢洪道的建設(shè)及施工需從細(xì)節(jié)入手,施工期間要不斷的調(diào)整來保證工程的質(zhì)量。 

  2 水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)施工中存在的基本問題 

  溢洪道是保證水庫(kù)安全防洪不可或缺的設(shè)施,有的水庫(kù)因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理、資金不足、外部環(huán)境的影響或者是為謀求私立而降級(jí)水利工程的造價(jià)等因素的影響,使得水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)降低,導(dǎo)致水庫(kù)洪水峰值流量小于實(shí)際參數(shù),在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的過程中無(wú)法保證水庫(kù)的安全和正確的泄洪。 

  在布局上,有些水庫(kù)的設(shè)計(jì)為了合理地處理溢洪道和壩肩之間的問題,往往��忽視與壩體之間的距離,使得兩者整體上僅有一個(gè)山脊相隔。那么一旦有洪水發(fā)生,如果入口處的安全防護(hù)措施不堅(jiān)固,就會(huì)威脅到整個(gè)大壩的安全。有些水庫(kù),在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,使得壩腳和陡峭溝底之間的距離過于狹窄,忽視了它們之間的科學(xué)距離,這樣一旦有橫流沖刷此處,就會(huì)嚴(yán)重的威脅到壩腳的穩(wěn)固性,繼而威脅整個(gè)大壩的安全。 

  此外,水庫(kù)中常見的問題還有收縮性過強(qiáng)及平面曲線半徑過大等技術(shù)參數(shù)設(shè)置不合理,這些都會(huì)造成洪流流量的改變,從而會(huì)對(duì)大壩的安全產(chǎn)生影響。尤其是對(duì)彎道段進(jìn)行曲線布置,會(huì)使水的兩側(cè)上產(chǎn)生差異,導(dǎo)致凹庫(kù)的表面非常高,能夠自動(dòng)銜接下游的水,這樣就會(huì)有效的降低能量耗散及排放的影響。另外,陡坡段如果發(fā)生強(qiáng)烈的收縮,容易出現(xiàn)菱形浪,是泄洪能力降低,影響溢洪道的安全。在陡邊坡、陡坡的設(shè)計(jì)部分常常出現(xiàn)的問題主要是以巖性斜坡進(jìn)行布局的泄洪面、平面布置設(shè)計(jì)不合理及底部襯砌的質(zhì)量相對(duì)較差。有的邊坡在開挖施工過程中,為了減少基坑的開挖量,對(duì)邊坡的開挖坡度太陡,加上兩端襯砌不夠厚,容易引起滑坡。另外,河道末端的泄放處重視程度不夠,可能會(huì)導(dǎo)致一些末端超過了河床的高度,往往造成向上延伸而威脅建筑物的安全。 

  3 水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)施工中解決問題的對(duì)策 

  3.1 溢洪道的設(shè)計(jì)中要學(xué)會(huì)合理調(diào)整布局 

  進(jìn)行水庫(kù)建設(shè)時(shí),要對(duì)是施工過程中的影響因素綜合考慮,外部環(huán)境影響因素也要考慮在內(nèi),設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)管理人員要做好宏觀把控,合理調(diào)整布局,保證設(shè)計(jì)及施工符合要求。一是對(duì)工程關(guān)鍵部分加強(qiáng)控制,流量的設(shè)計(jì)從開始到最后都應(yīng)保持在一個(gè)平衡的狀態(tài),并根據(jù)實(shí)際的情況及施工要求,合理的安排寬頂堰。二是排水期的設(shè)計(jì),一般設(shè)計(jì)為方便排水并且有效長(zhǎng)度損失最小的喇叭口。三是消能工,出現(xiàn)多級(jí)躍水時(shí)應(yīng)使洪水方向到大壩腳下至少110-160m的距離,根據(jù)末端的位置對(duì)消力池進(jìn)行處理,其中消力坎是最常用的擋板方式。當(dāng)巖基和溢洪道的末端有陡峭邊坎時(shí),挑射消能效果最好。 

  3.2 水力計(jì)算方面的措施 

  水力計(jì)算的第一階段設(shè)計(jì),要滿足液壓通道流動(dòng)的穩(wěn)定和平滑,降低水側(cè)表面和水面的波動(dòng),避免水產(chǎn)生漩渦。同時(shí),對(duì)于渠道的設(shè)計(jì),流速的設(shè)計(jì)速度要控制在4-6m/s,流速的設(shè)計(jì)可運(yùn)用分段求和的方法根據(jù)控制斷面之間的表面能量方程來計(jì)算。水力計(jì)算的第二階段為控制部分,建議堰頂?shù)南掠尾捎庙f斯功率,這樣可以根據(jù)不同類型的堰型來有效的控制堰流的能力。陡槽泄流量的水力計(jì)算過程中,水面線的計(jì)算要確定好水的深度和初始位置,對(duì)比較復(fù)雜的受縮段要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。最后,進(jìn)行消能設(shè)施的計(jì)算,根據(jù)實(shí)際水力情況,在選好鼻坎形勢(shì)的基礎(chǔ)上詳細(xì)運(yùn)算水舌挑距,并估算沖刷深度。 

  4 水庫(kù)溢洪道施工過程控制要點(diǎn) 

  4.1 做好基礎(chǔ)開挖及邊坡支護(hù)工作 

  基坑開挖時(shí),必須嚴(yán)格執(zhí)行建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和施工的組織流程,保證開挖面和良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件下的基巖為永久性邊坡、垂直、傾斜、水平的基礎(chǔ)設(shè)施。要按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行必要的裝飾,來控制預(yù)裂爆破和爆破。拆除工作完成后,要對(duì)地面縫寬進(jìn)行檢查,孔壁面不能出現(xiàn)太嚴(yán)重的裂縫。邊坡的開挖要嚴(yán)格遵守從上到下的順序,施工過程中,施工人員要及時(shí)注意周圍的情況,做好危石塊的清理及邊坡的加固。由于基坑的坡度大、面窄,同時(shí)開挖量大,因此,需要對(duì)工程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境的實(shí)施檢查,保證工人的安全及工程的質(zhì)量。出現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)的情況,施工人員要及時(shí)與設(shè)計(jì)師及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行溝通,根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的改善,保證邊坡的穩(wěn)定。 

  4.2 開挖過程中要注意細(xì)節(jié)工作 

  溢洪道開挖工程開始之后,在保證工程穩(wěn)定性的前提下,施工過程中要盡量規(guī)避二次轉(zhuǎn)運(yùn)的情況出現(xiàn)。首先,在具體工作中可以從大壩的工作面進(jìn)行著手,良好的工作面不僅可以提升壩體的抗洪流沖擊強(qiáng)度,還可以對(duì)施工進(jìn)度提供客觀的保障。其次,合理安排布置工程的現(xiàn)場(chǎng),盡量減少材料的浪費(fèi),為施工的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。再次,要以常用值為主要參考來進(jìn)行施工器械的設(shè)計(jì),并根據(jù)大壩所在地理位置的環(huán)境及氣候特征,對(duì)梯段的高度差值及槽挖部分掌子面的寬度值進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算。最后,由于目前施工技術(shù)的原因使得邊坡施工為爆破施工的方法,爆破方法為危險(xiǎn)度很高的深孔梯擠壓控制。所以,相關(guān)人員在進(jìn)行爆破之前需要對(duì)爆破地點(diǎn)的地理地形進(jìn)行詳細(xì)的了解,堅(jiān)持自上而下的作業(yè)方式,對(duì)每隔施工區(qū)段一次有序的進(jìn)行,最大程度地保證施工的安全性。同時(shí)在施工的過程中要結(jié)合采用手風(fēng)鉆和潛孔鉆的方式,采用手風(fēng)鉆輔助施工。 

  4.2.1 邊坡預(yù)裂孔鉆孔。邊坡施工側(cè)量的工作能夠保證鉆頭的作業(yè)方式在爆破孔的鉆削時(shí)能夠按照?qǐng)D示的設(shè)計(jì)進(jìn)行定位,保證了施工的精確,加強(qiáng)了邊坡施工的穩(wěn)定性,為大壩的安全打下了基礎(chǔ)。 

  4.2.2 爆破孔鉆孔。邊坡預(yù)裂的工作完成后,就可以開始爆破孔鉆孔了,鉆孔方式為“分層分塊、自上而下”的方式,考慮到開挖料的利用率,爆破孔的參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)斷面大小、地質(zhì)條件、支護(hù)方式以及技術(shù)、施工設(shè)備等因素綜合分析。 

  4.2.3 爆破試驗(yàn)中的注意事項(xiàng) 

 。1)爆破前需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)來獲取實(shí)際的爆破參數(shù),并根據(jù)實(shí)際的情況修改參數(shù)。其中爆破后的食療可以用作實(shí)際需要的石材。(2)其次,爆破工作要全程注意安全防護(hù)措施,設(shè)置警戒區(qū),做好危石處理,建立保護(hù)網(wǎng),并安排專門的負(fù)責(zé)人員對(duì)其進(jìn)行看護(hù),爆破過程中各項(xiàng)負(fù)責(zé)人要統(tǒng)一指揮,認(rèn)真執(zhí)行。 

  5 結(jié)束語(yǔ) 

  綜上所述,水庫(kù)溢洪道對(duì)于水庫(kù)的安全及應(yīng)急處理至關(guān)重要。因此,在溢洪道的設(shè)計(jì)和施工過程中,要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行合理的布局,并且在施工過程中控制要點(diǎn),嚴(yán)格按照施工的流程進(jìn)行,保證溢洪道的質(zhì)量,保證水庫(kù)的安全運(yùn)營(yíng)。 

  參考文獻(xiàn) 

  [1]金晶.水庫(kù)建設(shè)環(huán)節(jié)的溢洪道帷幕灌漿施工技術(shù)的優(yōu)化分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2013(14):65-66. 

  [2]王軍輝,程文香,徐昂昂.格爾木溫泉水庫(kù)搶險(xiǎn)應(yīng)急溢洪道施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2013(12):96-98+103. 

  [3]徐昂昂,張海英.格爾木河溫泉水庫(kù)應(yīng)急搶險(xiǎn)施工技術(shù)[J].水利水電技術(shù),2011(09):44-45.