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水利工程施工导流围堰技术应用

[摘要]人类赖以生存及发展的必要条件是水资源,为了促进社会发展进步,同时改善人们的生活质量,水利工程发挥了重要的作用,可以将自然形态的水资源转为人们的生活和生产用水,实现对水资源的合理利用,也可以在一定程度上预防洪涝等自然灾害的发生。而在水利工程施工过程中会应用到各种不同类型的技术,其中导流及围堰技术较为常见,如果能够结合施工现场地势情况和水文条件、气象等因素合理利用,不仅能提高施工效率和工程质量,还非常有利于改善水道环境。因此要加强对导流及围堰施工技术的重视和研究,充分掌握其应用要点,确保这两项技术在水利工程中可以正确发挥其相应的作用。

[关键词]水利工程;导流;围堰技术;应用

引言

水利工程对水资源利用和水质环境的调节有着极大的促进作用,但是施工环境复杂,为了促使工程项目顺利开展,需要克服技术难题与客观条件,通过一些技术手段来改善现场环境,为水利工程施工奠定好良好的基础条件。目前我国一般会采用导流及围堰技术来进行水流的疏浚、分流等工作,尤其是在大坝修建等大型水利工程项目中,可以通过导流来改良和完善施工河道的水质环境,利用各种材料,通过各类机器相互配合进行铺设工作,搭建安全稳定的围堰来实现临时挡水作用,从而保护基坑,最终顺利完成水利工程项目,降低水利工程施工风险,保障生命与财产安全。

1水利工程施工导流及围堰技术分类

1.1施工导流及围堰技术简述

导流和围堰是一个整体的水利工程技术,互相之间具有紧密的联系,只有相互配合良好才能发挥出最大效用,围堰技术是导流工程的重要环节,目的是创造并奠定良好的施工条件,阻挡水流进入并破坏施工现场,隔开河水和土壤与施工的环境,避免影响施工进行,因此围堰的设计对引水工程十分重要,鉴于围堰种类较多,实际应用时一定要结合不同的围堰类型对施工环境的不同影响、使用条件、施工情况等合理选择。而导流根据施工周期分为中期导流和后期导流,前者是为了确定水坝中的注水量,以便制定更为科学合理的防治洪水方案,后者是根据施工实况来调整大坝施工的建设高度,以便更好地发挥河坝的抗洪作用。

1.2全段围堰导流

这是一种一次性施工方式,当主体工程中基体远离河床时,会通过建筑围堰对河床进行一次性截留,并设置排泄水装置使得水流能够按照预期设计走向流动,能够有效避免河道中水流由河床外自然建道临时下泄,使水流远离施工场地。但这种方法自身有很大的局限性,比较适用于一些地基大、坑作业面较小的情况,或是枯水期及河道狭窄等流量不大环境中,因此在应用这种技术时必须要充分结合现场及周围环境、水文特点以及地质地形情况来完善施工方案,例如将临时排泄口的通道充满,使用渡槽的方式进行操作,寻找合适的水利工程导流方法保证水流可以按照预定方向流淌到指定位置,进而充分发挥该项技术的积极作用,保证工程施工质量。

1.3分段围堰导流

在实际进行水利水电工程建设过程中分段围堰法导流技术也较为常见,特别是一些河床比较宽或者水流较大的水利工程当中,以分段的围堰法进行施工导流,根据河床和大坝等情况,利用围堰来统一分割水利河床上的各种建筑物,通过缺口的渠道合理地进行引导水流的工作,当河水流过河床时便能够实施截流,将河道中水流排放到河流下游中。此种方法主要分为两期,一是对束窄的河床直接实施导流,一种是运用事先挖好的泄水道实施导流,虽然都具有很好的导流效果,但施工成本有很大的区别,因此在实际项目中需要根据各个阶段的施工特点与实际情况相结合来合理发挥其作用,这样可以更好地对泄水量进行控制和调节,达到截断河流效果,确保整个水利工程施工质量符合要求。

2水利工程施工导流及围堰技术的应用方式

2.1木板桩围堰技术

作为水利工程围堰中一项常用的技术,水利工程建设期间,由于小型工程项目的水流、水压较小,或者说基坑浅、面积小,利用此技术可以有效避免水流泄漏问题,防止水利工程出现渗透情况。为了科学合理地施用木板桩围堰,首先要选择抗打击性能较强的原木,根据施工方案要求把木板桩逐一打入到基坑中,然后采用砌块插入法进行施工,并顺槽和木板桩进行无缝连接,将土围堰设置到桩和桩之间的位置,对于河床水深在5m-6m,水流速度为1.6m/s以上的水利工程可起到很好的防渗效果,而且速度较低时只需单层木板桩即可,既保证了围堰结构的安全和稳定性,也降低了施工成本,从而更进一步提高了木板桩围堰工程的应用优势。

2.2钢板桩围堰技术

钢板的强度要胜于木板,因此防水渗漏效果更佳,更适用于水流速度大和渗水河床中,由于我国水资源丰富,水环境复杂,因此应用较为常见和广泛,特别是对于一些大面积施工作业环境。此外由于围堰多为临时性建筑结构,而钢板具有很高的回收利用价值,对于不同的河道可将钢板抽出回收后重复发挥作用,因此该方案的经济性和环保性大大提升。在钢板桩围堰施工环节,施工人员一定要严格按照施工标准要求,对钢板进行定位,并按照钢板标记顺序和位置打在河床上,在这个过程中要注意钢板间的拼接和入土角度,并利用填土技术对其进行固定,保证钢板桩坡面保持良好的垂直,形成诸如圆形与矩形等的止水结构物。

2.3土石围堰技术

由于土石围堰施工可就地取材,建筑工人可以使用水利工程施工剩下的稻草和石块等废料进行施工,很少需再单独采购其他填土材料,因而在材料运输和采购等相关方面可以节约不少资金,此外该技术难度也较低,操作较易开展,可长时间使用,对于工期较长的水利工程也适用,在工程结束后也容易拆除,因此近些年来在我国较常出现,广泛用于河流横截围堰中,特别是基岩及深部流水等河床处。从严格意义上根据基坑的淹没程度可细分为以下两种土石围堰类型,其中过水土石围堰涵盖了混凝土板围堰,其导流方案需要淹没基坑来确保堰体过水的安全,还需要在围堰坡面部位铺设混凝土板来减低水流对堰体导致的冲击影响,避免围堰中的土石材料被水流冲走,预防下游边坡与堰顶一起滑动,若做好对面板接缝位置的防水处理就能发挥良好的护面防水性能;而不过水围堰与土石大坝近似,以土石材料作为核心施工材料,因而施工工艺要求更低,后期不必运用先进的技术便能够进行拆除,但缺点是工程量和沉陷量较大,对河流流量和汛期有较高要求的水利工程不太适用。

2.4砼围堰技术

混凝土结构的抗冲击性及防渗性较以上围堰结构形式更为突出,与水利工程的其他混凝土结构形式共性较强,连接性更好,能够明显提升水利工程的耐久性,确保工程大坝结构更加稳定、牢固,同时防水作用也毫不逊色,且适用范围也相对较大,即使是在非常恶劣的施工环境中,由于挡水水头高,可以保证水流在通过水利工程堰顶的过程中符合各项要求,因此常见于岩基土上修建的水利枢纽工程,也会与土石围堰结合使用,可在分段导流施工中发挥重要作用。但该技术方案成本较高,混凝土施工的技术性强,对员工的综合技能水平有一定的要求,在实际应用过程中一定要做好准备工作,认真准备材料,组织人员,制定施工方案,促使其被科学合理地应用。

3提高水利工程施工导流技术及围堰技术应用效果的建议

3.1做好前期施工准备工作

首先要建立完善的施工和管理组织体系,明确各部门和人员的分工和责任,以确保可以有序进行施工方案设计、施工物资采购、施工材料整理和文件递交审批等一系列前期准备工作,使工程建设能够有条不紊地开展。其次要做好场地勘察,积极主动去获取并分析坝体、活水等方面的信息,了解坝体的高度和该地区汛期的流水情况,对水利工程整体的安全系数进行科学合理地评估,以此明确施工标准和要求,制定工期计划和施工任务,对施工方案进行审核确定,确保施工导流及围堰施工的合理性、可行性,进而改善抗洪能力,严格控制工程施工过程中的注水量,保证工程的安全性。

3.2选择优秀的施工导流方案

首先是导流施工方案,施工技术人员需要对河中水流情况进行分析,计算好水流速度、冲刷力、地基承载力等,并结合当地的雨水气候和往年水位、汛期等水文信息,土壤类别、地层情况等地理信息进行全面综合的分析,在施工能力和经济条件允许的情况下制定合适的导流方案,并根据河流汛期泄水的差异情况合理管控施工过程,特别是当水利工程施工区域位于河道周边地质松软带时,一定要处理好地基结构,做好夯实和加固工作。其次对于围堰施工,由于种类较多,施工方式不同,因此除了要考虑围堰的防渗性和后期易拆除性,还要根据水流、施工成本、施工可操作性及一些比较特殊的建造要求来合理选择,以便高效、保质保量地修建水利工程。

3.3正确选择坝址

水利工程建设的首要任务就是科学确定坝址,这将极大地影响施工导流效果和围堰技术的开展,因此建设单位和施工单位要高度重视此工作,共同协作商议,在全方位勘查地方地质条件,深入现场充分调查,搜集地形地貌、水文条件等相关工程信息,全面掌握与坝址确定有关的资料后,根据选址要求,结合水能的指标以及具体作业周期与难度等与专家小组分析讨论,初步确定坝体最佳的施工位置,并说明选址原因,进行申报确认,然后根据审批机构的反馈意见回到现场进行二次选址确认,在全员签字确定后方可开展导流施工,避免选址工作出现偏差影响后续施工顺利进行。

4结语

总之,水利工程在人们的生产生活中占据着重要的地位,但水利工程有着周期长、难度大的特点,受地质条件和水流、水量等因素的影响较大,为了保障水利工程建设质量,充分发挥水利工程的社会效益和经济效益,更好地满足当代社会工业和生活需要,需要在水利工程中合理应用导流及围堰技术,为水利工程营造良好的施工环境,以提升工程施工效果,保证水利水电施工的安全性。因此相关工作人员一定要加强对导流及围堰技术的学习,提高水利工工程导流和围堰技术的整体水平,促进导流围堰技术的发展应用,助推于水利工程事业的进步。

参考文献

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[4]庄佳.基于水利工程施工中的施工导流围堰技术应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018(18):3190.

作者:王琴 陈华 单位:南京明瑞建设集团有限公司

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