全段圍堰導流技術的水利施工應用
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摘要：很多水利水電工程的興修地點在河床上，但是河床情況變化非常復雜，水流和水位變化頻繁，并且也經(jīng)常有水漫過，難以開展施工。這就需要我們在河床上建立干燥地面來開展施工。在當前的處理中，最為常用的方法就是在作業(yè)面進行圍堰，之后使用水渠來完成導流，但是導流也是一項重要的施工內(nèi)容，所以也經(jīng)常由于當?shù)刈匀粭l件以及施工要求的不同而采用了不同的圍堰導流技術。首先簡要介紹了圍堰技術應用原則，之后結合圍堰的具體類型介紹了其應用要點，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。
全段圍堰導流這種方法就是直接在工程的上游下游各建立一段圍堰來起到攔河的作用，工程建設臨近完成時再封堵臨時泄水道。但是者這種導流方法如果需要在大湖泊出口建設水壩，也只能采用上游圍堰的方法，將施工期間上游來水都攔蓄在湖泊之中；除此之外，如果河道處于山坡，較為陡峭，泄水道出口誰為也會低于基坑河床高程，也就不用修剪下部圍堰了。采用全段圍堰來進行導流，其主要有三種類型，分別是隧洞導流、涵管導流、以及明渠導流。
1水利工程圍堰設計的原則
水利工程圍堰設計應該遵循三個方面的原則。1.1安全原則。堅持安全原則是水利工程施工當中最為重要的一個原則，圍堰技術的作用在于可以給水利工程的施工帶來一個安全的施工作業(yè)環(huán)境，起到臨時圍擋的作用，所以安全原則就成為圍堰設計中最為重要的一個原則，設計過程中應該注重經(jīng)濟、安全以及科學這三個方面內(nèi)容。1.2穩(wěn)定斷面。保證斷面的穩(wěn)定性也是圍堰設計中的重要原則。在進行圍堰設計的過程中，應該從多個方面探討圍堰斷面設計的穩(wěn)定性，經(jīng)過不斷分析和論證來保證結構的安全，這樣才能讓挖掘和填筑等一系列施工順利進行。1.3就近取材。在材料選擇上也應當盡量選擇可以在當?shù)厝〔牡牟牧?，堅持就近原則，這樣一來，不僅施工可以更加高效，還可以有效節(jié)約運輸成本，起到節(jié)約的效果。
2圍堰類型的劃分
2.1按照施工材料劃分。如果按照施工材料來劃分，圍堰工程可以包括土石、草木和混凝土以及鋼板樁等形式。對于現(xiàn)階段的工程而言，最為常見的圍堰方法就是土石圍堰，其組成材料是各種建筑工程的廢棄物，優(yōu)勢在于圍堰材料價格低廉，易于獲取，往往具有簡單的結構，施工也較簡便，所以是當前圍堰施工中的首選材料來。同時土石圍堰施工具有非常寬廣的應用范圍，在很多河流和深水地區(qū)都可以起到良好的應用效果，但是往往由于其施工量大，容易出現(xiàn)沉陷和變形問題。正常來說，如果使用土石圍堰，其結構方式也大多是橫向圍堰，這樣可以較好地保護其自身的安全性，可以有效保證結構的安全?；炷羾咭彩悄壳皯幂^為廣泛的圍堰方式，其優(yōu)勢在于可以直接成為建筑工程的一部分，并且也具有較強的康沖刷能力。但是其由于造價高昂，施工難度高、拆除難度大的問題限制了其進一步推廣，還會產(chǎn)生數(shù)量很大的建筑垃圾?；炷羾叩慕Y構類型可以分為拱形和重力兩個類型，其中重力式混凝土圍堰可以直接作為建筑工程一部分使用，而拱形混凝土圍堰具有較好的抗壓性能，可以大大縮短圍堰斷面。但是其缺陷在于結構復雜，施工難度高。鋼板樁圍堰現(xiàn)在大多用于擋水圍堰，其結構是多個鋼板互相連接但是也由于鋼板本身具有不同的形狀，所以在工程當中的應用情況也存在明顯的區(qū)別。使用鋼板樁來進行擋水，首先需要保證在圍堰內(nèi)部填筑滲水材料，并確保材料的平整。鋼板樁圍堰的優(yōu)勢非常明顯，其堅固性和抗沖刷性較好，但是其適用范圍較小，只能在大型工程中得到應用。2.2基坑淹沒情況。隨著基坑淹沒程度的不同水利工程圍堰也可以分為過水圍堰和不過水圍堰兩個類型。過水圍堰當中，最為常見的就是過水石圍堰，這種圍堰方式地可以大大減緩水流對圍堰的沖擊，現(xiàn)在混凝土板面和加筋技術都是過水石圍堰中的主要結構類型。不過水石圍堰也是水利工程當中應用較為廣泛的圍堰方法，這種結構和大壩較為相似，優(yōu)勢在于取材簡單，成本低廉，然而圍堰壩頂也不能過水，否則將失去效用。
3導流方法應用要點
3.1隧道導流。在基坑作業(yè)的上游和下游修建圍堰，之后在河岸中進行隧洞的開挖，水流從隧洞中實現(xiàn)下泄，在不同的地質(zhì)環(huán)境以及水流條件來進行隧洞的布置。這項施工的要求和水工隧洞有較大的相似程度。但我們也應該注意到，為了進一步提高隧洞單位泄流能力，也要保證隧洞內(nèi)的過流條件。同時隧洞進出口應該保證剛好可以銜接上下游水流。在隧洞內(nèi)最好以至西安分部，如果存在彎道，則要保證彎道大于轉(zhuǎn)彎半徑5倍，否則會由于離心力作用導致橫波的出現(xiàn)。如果流線這段導致局部區(qū)域的真空，會給隧洞的泄流造成影響。隧洞進出口也要保證和圍堰之間保持一定的距離，大于5米為宜，避免隨到進出水口水流直接對圍堰迎水面形成沖刷。如果當?shù)赜休^好的地質(zhì)條件，也不需要進行專門砌襯。爆破技術的選用也應該盡量選擇光面爆破，降低隧洞加工成本。山區(qū)作業(yè)的過程中，由于當?shù)睾庸葘挾容^小，河的兩岸又十分陡峭，這樣的情況下采用隧洞導流是比較適合的方法。但由于隧洞的泄水能力有限，汛期洪水宣泄常需要另找出路，通常永久隧洞的進口高程較高，而導流隧洞的進口高程比較低，此時可開挖一段低高程的導流隧洞與永久隧洞低高程部分相連，導流任務完成后將導流隧洞進口段堵塞，不影響永久隧洞運行。3.2明渠導流。在該項圍堰施工活動之中，可以選用的導流方法有很多，在不同的水利施工環(huán)境之中，選用的導流方法也有一定的差異。前文介紹的隧道導流方法在一些特殊的水利施工狀況下是無法發(fā)揮出導流應用優(yōu)勢的，而明渠導流技術具有更廣的適用范圍，施工者可以將渠道設立到河岸的合適位置，在基坑附近建設圍堰，河水也能順利傾瀉。在應用明渠導流施工方案時，首先要確保渠道挖設工作的便捷度，將軸線縮短，縮減實際的工程量。施工者要盡量將水流受到的阻力因素消除，以便提升明渠導流工作的安全度，始終使水流保持高度暢通，明渠的出口與入口的位置設置必須要合適，與下游以及上游的水保持連接。渠道轉(zhuǎn)彎半徑數(shù)值要符合標準。明渠轉(zhuǎn)彎半徑應大于5倍渠底寬度，與河道主流的交角以左右為宜，為防明渠進出口水流沖刷圍堰的迎水面，明渠進出口與上下游圍堰之間要有適當?shù)木嚯x，一般以50~100米為宜，此外，為減少渠中水流向基坑內(nèi)入滲，明渠水面到基坑水面之間的最短距離以大于2.5~3.0H為宜，其中H為明渠水面與基坑水面的高度差，以米計。在給明渠尋找開設位置時，一般會將其設計在坡度比較小的河道附近，如果原有的河道存在應用價值，可以充分利用將圍堰工程設計到彎道位置，直接經(jīng)明渠挖設出來，這種導流方式可以讓圍堰施工工程與附近的建筑物有效結合，這是一種比較經(jīng)濟化的導流方式。3.3涵管導流。涵管導流同樣是可選的導流方法，涵管的制作材料一般是堅固的鋼筋混凝土，這種導流系統(tǒng)之中的涵管可以被長期應用，充分節(jié)省再建工作的需要消耗的資金，涵管的布設位置對于導流效果也存在影響，一般會將其設計在枯水位我附近，在完成圍堰的修筑工作之前，先開展涵管施工工作，通過涵管來導流河水，如果需要導流的河水量比較小，可以通過使用該種方法來導流，但是如果河水流量相對較大，該方法就難以發(fā)揮出應有的導流效果，應用該方法時，防滲處理工作需要被優(yōu)先處理，該方法需要被以相對靈活的方式應用，在后期導流施工中會被經(jīng)常性地使用。必須指出，為了防止涵管外壁與壩身防滲體之間的接觸滲流，為延長滲徑，降低滲降坡岸，減少滲流的破壞作用，可在涵管外壁每隔一段距離設置截流環(huán)。結束語總結起來，我國國土面積非常廣闊，蘊含的水力資源非常豐富，所以近年來水資源開發(fā)力度也會不斷擴大，水利工程的數(shù)量也會越來越多。在水利工程施工過程中，圍堰技術屬于非常基礎的一項工程內(nèi)容，可以起到截斷和導流作用，給整個施工都帶來了很大幫助。但是目前來看，圍堰技術和導流技術都有待于進一步完善和提高，才能給水利工程施工提供幫助。本文首先簡要介紹了圍堰技術應用原則，之后結合圍堰的具體類型介紹了其應用要點，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。
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作者:高廣亮 單位:黑龍江藍波工程管理有限公司