浅谈小型水利水电工程的施工导流设计

浅谈小型水利水电工程的施工导流设计

摘要:对小型水利水电工程施工导流设计中的导流方式、时段、流量等选择的有关问题进行了讨论。

关键词:小型水电站;施工导流;方式;导流时段;流量

1 前言

施工导流设计是水利水电工程施工组织设计的重要环节, 也是编制施工总进度计划的主要依据。正确选择施工导流方案,不仅对降低工程造价、缩短工期、确保施工安全和提高工程质量,以及减少工程投资都具有很大的影响,而且也影响到坝址、坝型和枢纽布置方案的选择。施工导流建筑物多属临时性工程,规划设计时应充分体现因地制宜、就地取材的原则,使之既简单易行,又进退有余。施工导流设计应充分掌握基本资料,全面分析各种因素,妥善解决从初期导流到后期导流全过程的挡水、泄水、蓄水问题。对各期导流特点和相互关系应进行系统分析,全面规划、统筹安排,以保证主体工程施工安全顺利进行。下面就山区小型水利水电工程施工导流设计的步骤和主要内容作一粗浅的探讨。

2 导流方式及其选择

施工导流可划分为分期围堰导流方式和一次性拦断河床围堰导流方式,与之配合的包括明渠导流、隧洞导流、涵管导流,以及施工过程中的坝体底孔导流、缺口导流和不同泄水建筑物的组合导流。施工导流方式应经过全面比较后拟定。

山区河谷一般地形狭窄,河流年内洪、枯流量变幅大,选择拦水坝时一般较多考虑浆砌石坝或重力坝。由于主体建筑物的工程量较小, 一般情况下均考虑在一个枯水期将基坑内的建筑物抢出水面, 以减少施工导流费用。山区小型水利水电工程一般选择隧洞或明渠导流, 采用在枯水期低水位围堰挡水施工、汛期允许基坑过水的导流方式。明渠导流适用于岸边具有台地、缓坡地形, 或附近有旧河道、山沟、垭口、河弯等可供利用的地形, 否则需考虑隧洞导流方式。

3 导流时段划分

导流时段是指围堰挡水保证基坑干地施工的时段,通常称导流时段为挡水时段或施工时段,因此导流时段的划分与选择,主要是指枯水时段的选择。导流时段的划分,一般分为枯水期、中水期和主汛期。时段的划分主要与河流的水文特性、枢纽类型、导流方式、施工总进度及工期等有关。从施工角度对全年流量变化过程所划分出的水文时段, 是划分导流时段的基本依据。

4 导流设计流量的确定

合理的导流方案,应对各阶段的挡水和泄水措施作出周密的规划设计。首先根据导流建筑物的保护对象、失事后果、使用年限和围堰规模确定导流建筑物的

级别,然后根据各阶段挡水和泄水建筑物级别进行设计标准和流量的选择。

水利水电工程主体建筑物的施工从某个枯水期开始,导流泄水建筑及其前期工作应在截流前准备就绪,截流后进入围堰挡水施工阶段(也称前期导流阶段) 。在这一阶段应首先分析基坑内主体工程量大小、难易程度、各项准备工作等,科学、合理地安排施工工艺和方法,保证坝体上升速度;然后在满足进度要求的前提下, 尽量减少导流费用。通常选择在枯水时段施工,然后按相应规范要求选择标准和设计流量。

导流建筑物洪水标准见表1。

表1 导流建筑物洪水标准(重现期)

当枢纽所在河段上建有水库时, 导流建筑物采用的设计流量可考虑上游梯级水库的调蓄及调度影响,并应通过技术经济比较后确定。

山区小型水利水电工程主体建筑物(拦河坝) 规模较小,在第一个枯水期后基坑内主体建筑物一般已高出水面,即在前期围堰的堰顶高程以上。因此采用明渠导流(或分期导流) 一般在第一个枯水期内将坝体修至一定高程后全面上升, 并应在明渠段或一期坝段留出导流底孔,供中、后期导流。

对于水电工程,为了缩短工期、提前发挥效益,确保枯水期正常施工, 在中水期和主汛期拟尽量利用当地的雨情、水情预报的信息, 避开不利施工时段,抓紧有利时机施工。关于争取主汛期施工问题,若有条件可利用坝体永久泄水孔或坝体适当位置预留缺口与导流隧洞、底孔联合泄水, 降低水位施工。此时预留缺口的设计标准, 由坝体可能上升速度和全年时段内导流标准所确定流量设计。

主汛期过后即进入下一个枯水期,利用隧洞和导流底孔导流已不成问题。小型水利水电工程经过一个枯水期的施工一般永久泄洪建筑物已具备泄洪能力,之后可安排导流隧洞和底孔下闸封堵蓄水,至此导流设计基本完成。

5 结束语

通过对山区小型水利水电工程施工导流设计的讨论表明,根据山区河流河道坡降大、汇流时间短、洪水暴涨暴落的特点, 在把握施工导流设计规范的基础上,充分利用当地较为丰富的建筑材料资源,适时抓住有利的施工季节加快工程进度, 对减少工程投资、提早发挥工程效益能起到较好的作用。