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全段围堰导流技术的水利施工应用

摘要:很多水利水电工程的兴修地点在河床上,但是河床情况变化非常复杂,水流和水位变化频繁,并且也经常有水漫过,难以开展施工。这就需要我们在河床上建立干燥地面来开展施工。在当前的处理中,最为常用的方法就是在作业面进行围堰,之后使用水渠来完成导流,但是导流也是一项重要的施工内容,所以也经常由于当地自然条件以及施工要求的不同而采用了不同的围堰导流技术。首先简要介绍了围堰技术应用原则,之后结合围堰的具体类型介绍了其应用要点,希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
关键词:全段围堰导流技术;水利施工;应用

全段围堰导流这种方法就是直接在工程的上游下游各建立一段围堰来起到拦河的作用,工程建设临近完成时再封堵临时泄水道。但是者这种导流方法如果需要在大湖泊出口建设水坝,也只能采用上游围堰的方法,将施工期间上游来水都拦蓄在湖泊之中;除此之外,如果河道处于山坡,较为陡峭,泄水道出口谁为也会低于基坑河床高程,也就不用修剪下部围堰了。采用全段围堰来进行导流,其主要有三种类型,分别是隧洞导流、涵管导流、以及明渠导流。

1水利工程围堰设计的原则

水利工程围堰设计应该遵循三个方面的原则。1.1安全原则。坚持安全原则是水利工程施工当中最为重要的一个原则,围堰技术的作用在于可以给水利工程的施工带来一个安全的施工作业环境,起到临时围挡的作用,所以安全原则就成为围堰设计中最为重要的一个原则,设计过程中应该注重经济、安全以及科学这三个方面内容。1.2稳定断面。保证断面的稳定性也是围堰设计中的重要原则。在进行围堰设计的过程中,应该从多个方面探讨围堰断面设计的稳定性,经过不断分析和论证来保证结构的安全,这样才能让挖掘和填筑等一系列施工顺利进行。1.3就近取材。在材料选择上也应当尽量选择可以在当地取材的材料,坚持就近原则,这样一来,不仅施工可以更加高效,还可以有效节约运输成本,起到节约的效果。

2围堰类型的划分

2.1按照施工材料划分。如果按照施工材料来划分,围堰工程可以包括土石、草木和混凝土以及钢板桩等形式。对于现阶段的工程而言,最为常见的围堰方法就是土石围堰,其组成材料是各种建筑工程的废弃物,优势在于围堰材料价格低廉,易于获取,往往具有简单的结构,施工也较简便,所以是当前围堰施工中的首选材料来。同时土石围堰施工具有非常宽广的应用范围,在很多河流和深水地区都可以起到良好的应用效果,但是往往由于其施工量大,容易出现沉陷和变形问题。正常来说,如果使用土石围堰,其结构方式也大多是横向围堰,这样可以较好地保护其自身的安全性,可以有效保证结构的安全。混凝土围堰也是目前应用较为广泛的围堰方式,其优势在于可以直接成为建筑工程的一部分,并且也具有较强的康冲刷能力。但是其由于造价高昂,施工难度高、拆除难度大的问题限制了其进一步推广,还会产生数量很大的建筑垃圾。混凝土围堰的结构类型可以分为拱形和重力两个类型,其中重力式混凝土围堰可以直接作为建筑工程一部分使用,而拱形混凝土围堰具有较好的抗压性能,可以大大缩短围堰断面。但是其缺陷在于结构复杂,施工难度高。钢板桩围堰现在大多用于挡水围堰,其结构是多个钢板互相连接但是也由于钢板本身具有不同的形状,所以在工程当中的应用情况也存在明显的区别。使用钢板桩来进行挡水,首先需要保证在围堰内部填筑渗水材料,并确保材料的平整。钢板桩围堰的优势非常明显,其坚固性和抗冲刷性较好,但是其适用范围较小,只能在大型工程中得到应用。2.2基坑淹没情况。随着基坑淹没程度的不同水利工程围堰也可以分为过水围堰和不过水围堰两个类型。过水围堰当中,最为常见的就是过水石围堰,这种围堰方式地可以大大减缓水流对围堰的冲击,现在混凝土板面和加筋技术都是过水石围堰中的主要结构类型。不过水石围堰也是水利工程当中应用较为广泛的围堰方法,这种结构和大坝较为相似,优势在于取材简单,成本低廉,然而围堰坝顶也不能过水,否则将失去效用。

3导流方法应用要点

3.1隧道导流。在基坑作业的上游和下游修建围堰,之后在河岸中进行隧洞的开挖,水流从隧洞中实现下泄,在不同的地质环境以及水流条件来进行隧洞的布置。这项施工的要求和水工隧洞有较大的相似程度。但我们也应该注意到,为了进一步提高隧洞单位泄流能力,也要保证隧洞内的过流条件。同时隧洞进出口应该保证刚好可以衔接上下游水流。在隧洞内最好以至西安分部,如果存在弯道,则要保证弯道大于转弯半径5倍,否则会由于离心力作用导致横波的出现。如果流线这段导致局部区域的真空,会给隧洞的泄流造成影响。隧洞进出口也要保证和围堰之间保持一定的距离,大于5米为宜,避免随到进出水口水流直接对围堰迎水面形成冲刷。如果当地有较好的地质条件,也不需要进行专门砌衬。爆破技术的选用也应该尽量选择光面爆破,降低隧洞加工成本。山区作业的过程中,由于当地河谷宽度较小,河的两岸又十分陡峭,这样的情况下采用隧洞导流是比较适合的方法。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,通常永久隧洞的进口高程较高,而导流隧洞的进口高程比较低,此时可开挖一段低高程的导流隧洞与永久隧洞低高程部分相连,导流任务完成后将导流隧洞进口段堵塞,不影响永久隧洞运行。3.2明渠导流。在该项围堰施工活动之中,可以选用的导流方法有很多,在不同的水利施工环境之中,选用的导流方法也有一定的差异。前文介绍的隧道导流方法在一些特殊的水利施工状况下是无法发挥出导流应用优势的,而明渠导流技术具有更广的适用范围,施工者可以将渠道设立到河岸的合适位置,在基坑附近建设围堰,河水也能顺利倾泻。在应用明渠导流施工方案时,首先要确保渠道挖设工作的便捷度,将轴线缩短,缩减实际的工程量。施工者要尽量将水流受到的阻力因素消除,以便提升明渠导流工作的安全度,始终使水流保持高度畅通,明渠的出口与入口的位置设置必须要合适,与下游以及上游的水保持连接。渠道转弯半径数值要符合标准。明渠转弯半径应大于5倍渠底宽度,与河道主流的交角以左右为宜,为防明渠进出口水流冲刷围堰的迎水面,明渠进出口与上下游围堰之间要有适当的距离,一般以50~100米为宜,此外,为减少渠中水流向基坑内入渗,明渠水面到基坑水面之间的最短距离以大于2.5~3.0H为宜,其中H为明渠水面与基坑水面的高度差,以米计。在给明渠寻找开设位置时,一般会将其设计在坡度比较小的河道附近,如果原有的河道存在应用价值,可以充分利用将围堰工程设计到弯道位置,直接经明渠挖设出来,这种导流方式可以让围堰施工工程与附近的建筑物有效结合,这是一种比较经济化的导流方式。3.3涵管导流。涵管导流同样是可选的导流方法,涵管的制作材料一般是坚固的钢筋混凝土,这种导流系统之中的涵管可以被长期应用,充分节省再建工作的需要消耗的资金,涵管的布设位置对于导流效果也存在影响,一般会将其设计在枯水位我附近,在完成围堰的修筑工作之前,先开展涵管施工工作,通过涵管来导流河水,如果需要导流的河水量比较小,可以通过使用该种方法来导流,但是如果河水流量相对较大,该方法就难以发挥出应有的导流效果,应用该方法时,防渗处理工作需要被优先处理,该方法需要被以相对灵活的方式应用,在后期导流施工中会被经常性地使用。必须指出,为了防止涵管外壁与坝身防渗体之间的接触渗流,为延长渗径,降低渗降坡岸,减少渗流的破坏作用,可在涵管外壁每隔一段距离设置截流环。结束语总结起来,我国国土面积非常广阔,蕴含的水力资源非常丰富,所以近年来水资源开发力度也会不断扩大,水利工程的数量也会越来越多。在水利工程施工过程中,围堰技术属于非常基础的一项工程内容,可以起到截断和导流作用,给整个施工都带来了很大帮助。但是目前来看,围堰技术和导流技术都有待于进一步完善和提高,才能给水利工程施工提供帮助。本文首先简要介绍了围堰技术应用原则,之后结合围堰的具体类型介绍了其应用要点,希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

参考文献

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作者:高广亮 单位:黑龙江蓝波工程管理有限公司

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