施工导流和围堰技术在水利水电施工中的运用
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施工导流和围堰技术在水利水电施工中
的运用
摘要:导流和围堰施工作为水利水电工程建设中最为重要的环节之一,通过
全面落实相关技术方案和技术要点,能够为水利水电施工营造安全可靠的施工环境,确保施工安全,提高施工质量。
因此,文章就对水利水电施工中导流和围堰
技术在应用中要点和关键进行了分析研究,以供参考。
关键词:水利水电;导流;围堰;技术运用
1施工导流与围堰技术概述
1.1施工导流
要合理制定水利水电施工导流的方案,确保水利工程施工的顺利进行,进而
保证工程的质量和安全。
在施工初期,坝体导流分为三个设计阶段。
在工程前期,施工方案是之前确定的,需要严格按照方案施工,确定坝体在施工完成后能阻挡
水流,此时,必须同时拦截从整个大坝流向河床的所有水流,为保证施工围堰未
完工时,整个早期坝体在大坝的保护下能够顺利施工;在中期,大坝引水工程的
设计需要能够有效地增加整个大坝的总库存和总注水量,同时在汛期施工阶段,
要根据前期导流设计要求和注水深度,做出设计决策,提高防洪坝体活水工程能力,达到施工坝体防洪的主要设计目的[1];在后期,根据前期坝体导流后整个
坝体抗洪活水工程的需求,分步进行总体设计,整个坝体可继续施工。
1.2围堰技术
围堰是一项大型的大坝建设工程,具有不同的临时性和工程特殊性。
无论是
什么样的工程,水利水电工程的建设都必然需要筑坝、围堰等设施。
特别是在一
些大型水电站大坝施工的时候,围堰设计必须是检验的一部分,一般是指通过预
先设置的检验模型设备直接完成围堰设计工作。
在围堰设计方案中,河流围堰施
工设计的主要功能是防止水流对周围的强烈冲刷。
这样,在围堰设计过程中,既
能有效降低施工设备和运输成本,又能有效缓解河道排涝困难的紧急情况。
在围
堰施工过程中,随着周围水流的应力冲刷,特别是水流冲刷速度的加快,围堰主
体的横截面将越来越小,水流对围堰主体的应力影响也越来越大。
这些新情况对
当前围堰的设计和应用提出了更高的技术要求。
2水利水电施工导流和围堰技术运用方案
2.1施工导流技术的选择
一是明渠导流,强调在滩涂或者河岸位置进行基坑开挖,将围堰设置在基坑
上下游,实现水流的有效排除,适用于河道平缓或者河滩宽阔的情况,如果在施
工区域内存在有旧通道,可以通过对其进行改造的方式满足导流需求,降低过程
造价;二是隧道导流,指在河岸上方建设隧道来引导水流,适用于地形地质复杂
的山区,在隧道设置环节,需要重点做好转弯位置的设计,选择恰当的转弯方式
和转弯半径,避免泥沙在隧道底部的堆积;三是涵洞导流,是利用涵洞实现导流,可以将涵洞设置在岩层或者岩石河滩上,若需要穿越墙壁,需要做好防渗处理;
四是全段导流,能够一次性对河段进行截流,适用于河流流量小,施工区域小的
水利水电工程[2]。
若河流经过山区,两侧围岩坚硬,则应该配合隧道分流的方
式来保证导流效果;五是分段导流,分段导流指分段围堰导流,适用于河流量大,河床宽度大的工程,能够借助围堰来对河床上的各类建筑进行均匀划分,然后开
展分段施工。
2.2围堰技术的选择
围堰技术介绍钢板桩围堰、木笼围堰、草土围堰、土石围堰4种施工手段。
选择同样需要根据工程建设需要以及河床的土质情况和地质情况等,和导流技术
一样,要根据水利水电工程施工的需求以及水文地质状况来进行合理的选择。
1)木笼围堰。
木笼围堰顾名思义就是采用木制笼子内部填充石头,在外侧
安装混凝土沙袋等施工材料来起到加固的作用,采用木笼围堰能够承受较大水流
的冲击。
这样可以在难以打桩的河道中,在河道流速比较大的情况下,以及河道
中土壤的黏性比较大的情况下来起到最大的防护作用。
2)钢板桩围堰。
作为现代化水利水电施工的标志,钢板桩围堰是水利水电
施工领域当中应用范围最广的一种围堰方式。
要进行施工的水利水电工程需取得
最高的防水性能并且施工环境比较恶劣,项目对于施工环境的要求又比较低,那
么就可以采用钢板桩围堰了。
钢板桩围堰随着施工进度的进行,可以进行相对应
的适应性调整。
比如在我国的武汉建设长江大桥时,就普遍应用到了钢板桩围堰。
3)草土围堰适用于草原地带的河流航道施工,这种围堰方式具有一定的局
限性,因为草土围堰是利用土和草之间的相互叠加配合来实现的。
适用于水深6m
左右的河流航道。
在施工中,需要利用到大量的工程机械,因此在特定的地形地
貌情况下是可以选择使用的。
4)土石围堰。
土石围堰施工范围适用于水深较浅的地段,比如水深在3m之下。
而且对河道的流速也很有局限性,只适用于流速较慢的河道,这种施工方式
在早些年间曾被广泛的使用。
在使用土石围堰的时候,还必须做好防渗防漏工作,进行二次加固,所以土石围堰是一种相对比较传统的水利水电施工技术。
3水利水电施工中施工导流和围堰技术的具体应用
某河治理河道总长度21.237km,主要建设内容包括:清淤14.505km,护岸24.301km(两岸),重建排水涵7座。
(1)围堰方案。
围堰可采用木板桩围堰和土石围堰的技术,A项目水深
0.6-1.0m;淤泥深1.2-1.5m,结合以往施工经验以及A工程基坑开挖施工的需求,拟采用人工编织袋装土分层叠加堆码的围堰施工技术,围堰外边坡1:1,外侧采
用彩条布防渗措施、木桩护坡措施,内侧采用钢板桩支护措施,并导流排水,排
水面宽10m。
(2)测量放线。
围堰施工前要明确堰体砌筑位置,要做好测量放线工作,
在施工现场清晰设立施工标志、科学确定测量控制点。
同时,根据上文所述的共
识准确计算出上游围堰堰顶高程,并以相应的公式及模型计算围堰堰体砌筑断面
尺寸,施工中对高程与断面尺寸进行随时测量。
(3)设护坡木桩。
工程施工地点淤泥较深,可能出现堰体滑移的情况,因
此该工程采取了木桩护坡措施,在堰体两侧坡脚处设长为6米、直径为20厘米、间距为50厘米的护脚木桩,并采用人工方式将木桩深深打入到淤泥层中。
(4)人工堆码装袋黏土。
工程施工现场周边没有可装填进人工编织袋作为
堰体的材料,因此需要从外采购黄土,并保证每袋黄土大约为编织袋容积的二分
之一或三分之二,在堰体砌筑前,需要将装填黄土的编织袋放平,采用上下左右
互错的方式堆码整齐,上部位置则采用木杆钩送,直至堆叠高度达到标高。
(5)钢板桩支护。
通过测量发现,工程施工现场淤泥较深、淤泥量较大,
所设置的围堰极有可能出现不均匀沉陷的情形,并且有坍塌的风险,为此,除在
堰体旁设置木桩支护措施外还增设了钢板桩支护,主要的施工技术为:精确测量
钢板桩的距离以及布设方式[3]。
同时,清除淤泥,采用机械方式将钢板桩打入
淤泥下5米,并在钢板桩之间填充土袋,保证支护结构的稳定性。
(6)淤泥清除。
围堰施工完成后,需清除围堰内的淤泥。
采用机械方式对
围堰内污泥进行深度处理,此过程中施工人员及机械需要远离淤泥清理区,防止
机械设备陷入淤泥中。
结束语
施工导流和围堰技术是水利建筑工程中非常重要的技术。
该技术的应用能有
效发挥防洪、节流的功能,还可以有效地保护基坑和石灰土,避免水利和建筑工
程中发生更多的安全事故。
在掌握这些施工技术之前,施工单位不仅要认真做好
各项准备和管理工作,还要研究设计最佳导流和围堰方案,做好施工环境的监测、调查和数据分析工作,并尽量避免施工过程中的资源浪费,施工人员不仅要完善
施工方案的设计,还要尽可能降低施工成本,这样才能有效保证导流和围堰施工
效果,同时也提高供水能力。
参考文献
[1]顾小阳.水利工程施工导流及围堰技术的应用[J].江西建
材,2020(10):157-158.
[2]陈利.水利水电施工中施工导流和围堰技术的运用[J].科技资
讯,2020,18(20):66-68.
[3]曹际妹,乔鹏.水利工程施工导流及围堰技术的应用分析[J].冶金管理,2020(11):73+75.。