水利水電施工中施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的應(yīng)用

施工導(dǎo)流貫穿水利水電工程施工全過(guò)程，是水利水電工程設(shè)計(jì)中的重要組成部份，施工導(dǎo)流是要妥善解決好水利水電施工全過(guò)程中的擋、泄水問(wèn)題，施工圍堰是水利水電工程施工中的臨時(shí)擋水建筑物，用來(lái)圍護(hù)永久水工建筑物的施工，在基坑排水后，形成干地施工條件，以保證永久水工建筑物施工順利進(jìn)行。因此，施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的合理應(yīng)用，對(duì)有效保證水利水電工程施工質(zhì)量和施工安全、加快施工進(jìn)度、節(jié)約工程成本有著十分重大的意義。

　　施工導(dǎo)流和圍堰是水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)中的重要一環(huán)，特別是修建閘壩工程所特有的一項(xiàng)十分重要的工程措施。施工導(dǎo)流和圍堰施工質(zhì)量的好壞，關(guān)系到整個(gè)工程施工的工期、質(zhì)量、造價(jià)和安全渡汛。施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用必?結(jié)合當(dāng)前水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的實(shí)際情況，進(jìn)行系統(tǒng)分析，全面規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析的方法，處理好洪枯季節(jié)過(guò)水與施工的矛盾。本文就是對(duì)水利水電施工中施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)人員有所啟示。 　

　1施工導(dǎo)流及圍堰

　　1.1施工導(dǎo)流
施工導(dǎo)流按導(dǎo)流程序分為分期導(dǎo)流和一次攔斷導(dǎo)流。分期束窄河床修建圍堰，保護(hù)主體建筑物進(jìn)行干地施工的導(dǎo)流方式稱(chēng)為分期導(dǎo)流。一次攔斷導(dǎo)流是用圍堰一次攔斷整個(gè)河床，讓河水通過(guò)河床外的導(dǎo)流泄水建筑物導(dǎo)向下游。分期導(dǎo)流適用于下列情況：（1）導(dǎo)流流量大、河床寬，有條件布置縱向圍堰。工程工期較長(zhǎng)的情況，易滿足通航、過(guò)木、排冰等要求。（2）河床中永久建筑物便于布置導(dǎo)流泄水建筑物。（3）河床覆蓋層厚。一次攔斷導(dǎo)流多用于河床狹窄，基坑工作面不大，水深流急、覆蓋層較厚難于修建縱向圍堰，難于實(shí)現(xiàn)分期導(dǎo)流的工程。
施工導(dǎo)流按泄水建筑物類(lèi)型分，有明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流，以及涵洞、壩體底孔、梳齒和缺口過(guò)流、涵管導(dǎo)流等導(dǎo)流方式。涵洞導(dǎo)流一般用于中小型水閘、土石壩等工程。底孔導(dǎo)流用于混凝土壩施工，水流全部或部分通過(guò)壩體內(nèi)設(shè)置的臨時(shí)或永久泄水孔導(dǎo)向下游。梳齒導(dǎo)流則是在混凝土壩施工時(shí)預(yù)留梳齒狀缺口過(guò)水，隨壩體升高，分級(jí)輪換封堵缺口。涵管導(dǎo)流是一種利用涵管進(jìn)行導(dǎo)流的施工方法，適用于導(dǎo)流量較小的河流或只用來(lái)?yè)?dān)負(fù)枯水期的的導(dǎo)流。一般在修筑土壩、堆石壩等工程中采用。由于涵管過(guò)多對(duì)壩身不利，且使大壩施工受到干擾，故此壩下埋管不宜過(guò)多，單管尺寸不宜過(guò)大，涵管在干地施工，易布置在河灘上，灘地高程在枯水位以上。
導(dǎo)流方式的選擇，一般須考慮：①水文條件。河流流量大小、過(guò)程線特征、洪水和枯水情況、水位變幅、流冰等均直接影響方案選擇。如水位變幅大的河流，有時(shí)宜采用過(guò)水圍堰，圍堰擋水高度及導(dǎo)流泄水建筑物只考慮枯水期流量。②地形條件。如河床寬闊，施工期有通航要求，可采用分期導(dǎo)流：如河道較窄，宜根據(jù)地形地質(zhì)條件采用明渠或隧洞導(dǎo)流。③有條件時(shí)，要盡量利用永久水工建筑物的泄水建筑物，結(jié)合進(jìn)行施工導(dǎo)流。如導(dǎo)流洞可與泄洪洞結(jié)合，圍堰可與土石壩壩體結(jié)合。④滿足施工期間的通航、過(guò)木、給水、灌溉等綜合利用要求。
1.2施工同堰
圍堰是水利水電工程施工中的臨時(shí)擋水建筑物，用來(lái)圍護(hù)永久水工建筑物的施工，在基坑排水后，形成千地施工條件，以保證永久水工建筑物施工順利進(jìn)行。
施工圍堰的形式有土石圍堰、混凝土圍堰、鋼板樁格型圍堰、草土圍堰、木（竹）籠圍堰、竹籠圍堰。
土石圍堰是用當(dāng)?shù)夭牧咸钪�而成的圍堰，不僅可以就地取材和充分利用開(kāi)挖棄料作圍堰填料，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、易于拆除、工程造價(jià)較低，這種圍堰形式被廣泛應(yīng)用�；炷�土圍堰具有抗沖能力大、防滲性能好，斷面尺寸小，易于同永久建筑物結(jié)合，并允許過(guò)水等優(yōu)點(diǎn)，故雖造價(jià)較高，國(guó)內(nèi)外也廣泛應(yīng)用。
混凝土圍堰一般要求修建在巖基上，并同基巖良好連接。三門(mén)峽、丹江口、潘家口等工程均采用了混凝土圍堰。
鋼板樁格型圍堰斷面尺寸小、抗沖能力強(qiáng)、可以修建在巖基上或非巖基上，堰頂澆筑混凝土蓋板后也可以作為過(guò)水圍堰。修建時(shí)可進(jìn)行干地施工或不下施工，鋼板樁可回收。葛州壩工程曾采用圓筒形鋼板樁格型圍堰作為縱向圍堰的一部分。
草土圍堰是一種草土混合結(jié)構(gòu)，施工簡(jiǎn)單，可就地取材，造價(jià)低，易于拆除，一般適用于施工水深不大于6m，流速3m/s以下的情況。
木（竹）籠圍堰是由框格木（竹）結(jié)構(gòu)，內(nèi)填塊石組成的圍堰型式，具有斷面小和抗沖能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但木（竹）料消耗較多施工要求高、精度高、造價(jià)高，現(xiàn)已不常采用。

　　2施工導(dǎo)流技術(shù)在水利水電工程項(xiàng)目中的應(yīng)用

　　施工導(dǎo)流方案選擇應(yīng)慎重、綜合性的考慮，不能盲目性的依據(jù)以往水利水電工程項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)確定施工導(dǎo)流方案。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)當(dāng)前水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工區(qū)域的氣候條件、地理環(huán)境、水文條件等眾多因素進(jìn)行分析，同時(shí)還需要了解施工導(dǎo)流方案的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)應(yīng)用可行性，以及現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員綜合素質(zhì)是否可以滿足施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用時(shí)機(jī)需求。對(duì)施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用周期也應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范，分析施工技術(shù)應(yīng)用階段對(duì)施工技術(shù)應(yīng)用成效可能造成不良影響的眾多因素。施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用前要對(duì)當(dāng)前河流通道水流情況進(jìn)行科學(xué)性的計(jì)算，明確掌握水體流動(dòng)速度以及流程情況，對(duì)建筑施工尺寸也要合理化控制。如果水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模較大，施工難度性較強(qiáng)，要利用工程項(xiàng)目建設(shè)參數(shù)進(jìn)行三維模型塑造，對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行模擬化分析，最終確定技術(shù)應(yīng)用的最佳方案。
施工導(dǎo)流技術(shù)方案不僅要具備良好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也要具備較強(qiáng)的可行性特征。注重導(dǎo)流時(shí)段的有效劃分，水流會(huì)出現(xiàn)從上游向下游泄水的不良情況，突破情況出現(xiàn)也會(huì)攜帶一定的危險(xiǎn)因素，洪峰也會(huì)在自然因素影響下出現(xiàn)波動(dòng)，如果洪峰值增加會(huì)對(duì)水利水電工程造成較大程度的破壞，這一過(guò)程也是人與自然力量進(jìn)行抗衡的過(guò)程。工作人員一定要嚴(yán)格保障施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用方案的合理性和完善性，針對(duì)技術(shù)應(yīng)用中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況提前制定緊急預(yù)案，保證不良事故發(fā)生后可以在第一時(shí)間采取措施進(jìn)行處理。

　　3圍堰技術(shù)在水利水電工程項(xiàng)目中的應(yīng)用 　　

        圍堰技術(shù)應(yīng)用可以概括性的分為三種類(lèi)型，一是不過(guò)水土石圍堰，應(yīng)用最為廣泛，特點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)性較為良好，同時(shí)技術(shù)應(yīng)用較為便捷，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員綜合素質(zhì)并沒(méi)有較高的要求�？沙浞掷�用施工現(xiàn)場(chǎng)的土石材料，圍堰結(jié)構(gòu)特征與土石壩有著很大的相似性，施工階段以及后續(xù)拆除處理也較為容易。兩者相比較圍堰技術(shù)應(yīng)用施工量較大，同時(shí)對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)要做好防滲處理。二是過(guò)水土石圍堰，要注重抵抗過(guò)水水流對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)表面的沖刷力，圍堰結(jié)構(gòu)建設(shè)中做好相應(yīng)的防護(hù)措施，避免圍堰結(jié)構(gòu)在過(guò)水水流影響下出現(xiàn)深層滑移情況。三是混凝土圍堰，混凝土圍堰結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能較為良好，但是該種圍堰與上述兩種圍堰技術(shù)進(jìn)行比較，成本投入相對(duì)較高�；炷�土圍堰技術(shù)塑造的圍堰結(jié)構(gòu)不僅抗沖刷以及防滲性能較為良好，但要注重上部結(jié)構(gòu)的防水處理，從而避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)下沉以及滑移問(wèn)題。
圍堰施工應(yīng)從多方面人手，綜合性的考慮，做好土石方綜合平衡。圍堰結(jié)構(gòu)橫斷面設(shè)計(jì)受很多因素的影響，如水壩樞紐設(shè)備以及導(dǎo)流通道截面大小的影響，在滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性要求的基礎(chǔ)上，保證基坑開(kāi)挖可以滿足后續(xù)施工階段對(duì)大壩結(jié)構(gòu)的硬性要求。例如：施工區(qū)域道路設(shè)置以及排水蓄水設(shè)計(jì)都要滿足水利水電工程項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)要求。
圍堰結(jié)構(gòu)高程設(shè)計(jì)也是圍堰關(guān)鍵控制內(nèi)容，這一內(nèi)容是由導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量以及水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況所決定的。如果圍堰結(jié)構(gòu)需要承擔(dān)個(gè)別水流的攔截工作，那么在圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中工作人員需要適當(dāng)增加其高程，避免調(diào)洪功能受到不良影響。特別是縱向方向圍堰結(jié)構(gòu)高程設(shè)置要格外注意，要結(jié)合荷載束狹段暴露導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量時(shí)出現(xiàn)的水面曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，將圍堰堰頂形狀設(shè)計(jì)成階梯形，其目的也是為了保證上游圍堰高度與下游圍堰高度保持良好的一致性。

　　4水利水電工程施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)施工的注意事項(xiàng)

　　在對(duì)圍堰平面進(jìn)行布置的過(guò)程中，一定要對(duì)當(dāng)前水利水電工程建筑物的造型特點(diǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)交通運(yùn)輸環(huán)境、排水體系，注重施工材料放置位置以及模板質(zhì)量。通常情況下，水利水電工程建筑物輪廓與基坑橫向坡趾之間的距離需要控制在20m以上，水利水電工程建筑物輪廓與基坑縱向坡趾之間的距離需要控制在2m以上。圍堰技術(shù)應(yīng)用平面布置過(guò)程中，如果技術(shù)人員沒(méi)有嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對(duì)水電水電應(yīng)用安全會(huì)造成嚴(yán)重威脅。例如：圍堰結(jié)構(gòu)圍護(hù)基坑面積如果設(shè)置過(guò)小，那么很有可能會(huì)導(dǎo)致水流宣泄存在問(wèn)題，從而降低圍堰結(jié)構(gòu)應(yīng)用的穩(wěn)定性。在圍堰平面布置過(guò)程中，定要對(duì)施工導(dǎo)流方案進(jìn)行綜合分析，明確掌握建筑物輪廓的特點(diǎn)以及圍堰技術(shù)類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)化布置，避免圍堰技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)不良問(wèn)題，從而將技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。
如果在水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工階段采取的是粘土心墻防滲式土石圍堰來(lái)滿足施工導(dǎo)流中圍堰建筑建設(shè)需求。設(shè)計(jì)中工作人員需要控制以下內(nèi)容，結(jié)合《施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》，在靜水位水平高度0.6米位置處進(jìn)行心墻防滲體結(jié)構(gòu)建設(shè)，以此滿足圍堰結(jié)構(gòu)保護(hù)需要。在施工階段要考慮到水位變化、圍堰主體結(jié)構(gòu)沉降以及圍堰結(jié)構(gòu)頂部防護(hù)厚度等因素的影響，一定要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況針對(duì)性開(kāi)展設(shè)計(jì)和施工。
想要做好水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工中施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，在施工工作開(kāi)展前需要做好技術(shù)人員培訓(xùn)工作。對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，使得現(xiàn)場(chǎng)每一位施工技術(shù)人員對(duì)施工導(dǎo)流、圍堰技術(shù)??用控制原則以及關(guān)鍵控制點(diǎn)有深入了解，在施工中可以良好應(yīng)對(duì)眾多突發(fā)情況，避免不良事故問(wèn)題出現(xiàn)。施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用階段堅(jiān)持邊施工邊進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的原則，避免施工技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題被后續(xù)施工操作所覆蓋，從而對(duì)后續(xù)水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工造成不良影響。水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員一定要承擔(dān)起自身的責(zé)任和義務(wù)，不能只是停留在管理層面，而應(yīng)深入到工程項(xiàng)目建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)，和監(jiān)理工作人員一同對(duì)施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)控。如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員存在違規(guī)行操作，或者當(dāng)前施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用與預(yù)期設(shè)想存在差距，一定要及時(shí)性的調(diào)整，了解技術(shù)人員違規(guī)行操作可能造成的不良影響，并對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行通報(bào)批評(píng)，對(duì)其他施工技術(shù)人員給予警示。施工技術(shù)人員綜合素質(zhì)會(huì)直接影響施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用成效，所以一定要做好技術(shù)交底、施工技術(shù)人員培訓(xùn)以及現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，并且結(jié)合以往工程案例明確施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)控制，從而將技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，加強(qiáng)水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量控制。

　　5碾盤(pán)山水利水電樞紐工程施工導(dǎo)流及圍堰的應(yīng)用

　　5.1工程概況
碾盤(pán)山樞紐位于漢江中下游干流，上距丹江口水利樞紐壩址261 km，下距鐘祥市區(qū)10 km，是漢江中下游規(guī)劃開(kāi)發(fā)梯級(jí)中的倒數(shù)第二級(jí)。碾盤(pán)山水利水電樞紐的開(kāi)發(fā)任務(wù)為以發(fā)電、航運(yùn)為主，兼顧灌溉、供水。正常蓄水位采用50.72m，死水位50.32m，裝機(jī)180MW，年平均發(fā)電量6.16億千瓦時(shí)。碾盤(pán)山水利水電樞紐工程為Ⅱ等工程，工程施工總工期為52個(gè)月。
5.2.施工導(dǎo)流方案選擇
工程壩區(qū)建筑物由22孔開(kāi)敞式泄水閘、電站廠房、船閘等組成，所在河段汛期流量大、主河床左岸至漢江干堤之間分布有高灘地、河床覆蓋層深，河谷形狀系數(shù)（壩頂長(zhǎng)/最大壩高）大于10，施工期導(dǎo)流除保護(hù)永久建筑物大基坑內(nèi)干地施工外，同時(shí)還需滿足以下要求，（1）施工期壩址水位水位超過(guò)漢江干堤加固后的擋水水位，否則汛期上游將產(chǎn)生很大的臨時(shí)淹沒(méi)，甚至潰堤風(fēng)險(xiǎn)。（2）漢江在該區(qū)段內(nèi)長(zhǎng)年可通航300t級(jí)的船隊(duì)、汛期可通航500級(jí)的船隊(duì)、施工期需滿足河床的通航要求。
根據(jù)上述條件，選用了河床內(nèi)分期導(dǎo)流方式，一期先圍右岸船閘、電站廠房、全問(wèn)22孔泄水閘，左岸開(kāi)挖明渠導(dǎo)流，明渠軸線全長(zhǎng)2338.1m，河道底寬250，采用鋼筋石籠護(hù)坡、拋石固腳的方式護(hù)砌；二期利用已建的泄水閘導(dǎo)流，封堵導(dǎo)流明渠，進(jìn)行左岸土石壩施工。導(dǎo)流明渠級(jí)別為4級(jí)，施工導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。
5.3.施工圍堰
工程區(qū)土石料豐富、并可充分利用明渠開(kāi)挖棄料作圍堰填料，因此圍堰選用了土石圍堰，迎水坡坡面采用1m厚鋼筋石籠護(hù)坡，背水坡鋪設(shè)30cm干砌石護(hù)坡。圍堰防滲采用塑性混凝土防滲墻上接土工膜斜墻，防滲墻厚0.6m，入巖1m。圍堰迎水面考慮拋投石料護(hù)底，堰頂作為施工道路，鋪設(shè)30cm厚塊石路基和20cm厚泥結(jié)碎石路面。
水利水電工程具備施工難度性大、建設(shè)周期性較長(zhǎng)的特點(diǎn)，關(guān)系到整個(gè)工程施工的工期、質(zhì)量、造價(jià)和安全渡汛。應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際合理的選擇與采用。