谈水利水电工程施工导流因素及其施工要点

谈水利水电工程施工导流因素及其施工要点

刘德恩

佛山市南海区南拓水利工程有限公司广东佛山528000

摘要：施工导流贯穿工程施工的全过程，是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分。因此，选择正确合理的施工导流方案是顺利完成水利水电枢纽工程施工导流工作的关键。在水利水电工程中，应用导流技术是非常重要的，对于工程高质量、高效率的完成有着非常重要的意义。在导流放方案的选择上，要充分的考虑地质因素、水文因素、地形地貌因素、综合利用因素以及水利工程建筑物影响因素，并且结合做好对水力的分析、明确工程量、施工进度与强度的计算、经济性验证等措施进行严格的论证，保证水利水电工程建设工作顺利的开展，为我国水利事业的长期发展奠定良好的基础。

关键词：水利水电工程；导流施工；技术；控制措施

1.导流方法选择时需考虑的主要因素

1.1地质及水文地质条件

河流两岸及河床的地质条件对施工导流方案的选择与导流建筑物的布置有直接的影响。如果河流一岸或两岸岩石坚硬、风化层薄、且有足够的抗压强度时，则有利于选用隧洞导流。如果岩石的风化层厚且破碎，或有较厚的沉积滩地，则适合采用明渠导流。当采用分段围堰法导流时，由于河床束窄，减小了过水断面的面积，使水流流速增大。为了河床不受过大的冲刷，避免把围堰基础淘空，需根据河床地质条件来决定河床可能束窄的程度。对于岩石河床，抗冲刷能力较强，河床的束窄程度较大，甚至可以达到88%，流速甚至增加到7.5m/s；但对于覆盖较厚的河床，抗冲刷能力较差，其束窄程度都不到30%，流速仅允许为3.0m/s。

1.2地形条件

坝区附近的地形条件，对导流方案的选择有很大影响。对于河床宽阔的河流，特别是在施工期间有通航、过筏等要求的河流，宜采用分段围堰法导流。当河床中有天然石岛或沙洲时，采用分段围堰法导流，更有利于导流围堰的布置，特别是纵向围堰的布置。而在河段狭窄、两岸陡峻、山岩坚实的地区，坝体无法进行分期建设的，宜采用隧洞导流。至于平原河道，河流的两岸或一岸比较平坦，或有河弯、老河道可资利用的，则采用明渠导流比较适宜。

1.3水文条件

河流的流量大小、水位变化的幅度、全年流量的变化情况、枯水期的长短、讯期洪水的延续时间、冬季的流冰及冰冻情况等因素均直接影响到施工导流方案的选择。一般的，对于河床宽、流量大的河流，宜采用分段围堰法导流。而对于水位变化幅度较大的山区河流，可采用允许基坑淹没的导流方法，在一定时期内通过过水围堰和淹没基坑来宣泄洪峰流量。对于枯水期较长的河流，可以充分利用枯水期安排施工。但对于流冰的河流，需充分考虑流冰的宣泄问题，以免流冰奎塞，影响泄流，造成导流建筑物的破坏。

1.4水工建筑物的型式及其布置

水工建筑物的型式和布置与导流方案是相互影响的，因此在决定建筑物的型式和枢纽布置的同时，要综合考虑并拟定施工导流方案，而在选定导流方案时，又需充分考虑利用水工建筑物和枢纽布置方面的特点。如果枢纽中有隧洞、渠道、涵管、泄水孔等永久泄水建筑物时，在选择导流方案时应该尽量加以利用。在设计永久泄水建筑物的断面尺寸并拟定其布置方案时，要充分考虑到施工导流的要求。

1.5施工期间的河流综合利用

在施工期间，为了满足通航、渔业、供水、灌溉或水电站运转的需求，导流问题的解决更加复杂。特别是在有通航要求的河流上，一般采用分段围堰法导流。

1.6施工方法、施工进度

在水利水电工程施工中，施工进度与导流方案有着十分密切的关系，通常是根据施工导流方案才能安排控制性的进度计划。导流建筑物的完工期限、截断河床水流的时间，坝体拦洪的期限、封堵临时泄水建筑物的时间以及水库蓄水发电的时间是对施工进度起控制作用的关键性时段，而各项工程的施工方法和施工进度又直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。施工方法、施工进度和导流方法三者是密切相关的，要进行导流设计时必须充分考虑。

2.施工导流的基本方法

2.1隧洞导流：隧洞导流是保护主体建筑物干地施工，天然河道水流全部通过导流隧洞向下游宣泄的一种导流方式就是上下游围堰一次拦断河床形成基坑，隧洞导流适用于导流流量不大两岸地形陡峻的地区一般坝址河床都比较狭窄。

2.2明渠导流

明渠导流就是次拦断河床形成基坑在河道上下游进行围堰以保证主体建筑物在干地施工；而河道内的水流经河岸或滩地上开挖的导流明渠泄向下游的导流方式。

2.3涵管导流

涵管多用在修筑堆石坝和土坝工程中一般为钢筋混凝土结构。通常情况下，涵管布置在河岸岩滩上，且位于枯水位以上。在枯水期可以不修围堰或只修一小段围堰；在将涵管筑好后，再修筑上下游围堰，这样河水可经过涵管泄向下流。由于涵管的泄水能力较小，因此，一般用于流量较小的河流上或者只用来担负枯水期的导流任务。为了防止涵管外壁与坝身防渗体之间的渗流，通常在涵管外壁每隔一定距离设置截流环，以延长渗径，降低渗透坡降，减少渗流的破坏作用。此外必须严格控制涵管外壁防渗体的压实质量。涵管管身的温度缝或沉陷缝中的止水必须认真施工。如果有永久涵管可以利用或修建隧洞比较困难时，可采用涵管导流的方式。在某些情况下，可在建筑物基岩中开挖沟槽，必要时予以衬砌，然后封上混凝土或钢筋混凝土顶盖，形成涵管。利用这种涵管导流往往可以获得经济可靠的效果。

3.水利水电工程导流施工要点

3.1方案比选

在选择导流方案时，首先应当考虑河流的水文特征，比如冬期的流冰及冰冻、河流的流量大小、全年流量的变化情况、水位变化的幅度、汛期洪水的延续时间和枯水期的长短情况等。河流导流方案的选择和导流建筑物的布置，与河流两岸及河床的地质条件有直接的关系有利于选用隧洞导流。一般来说，对于河床单宽流量大的河流，宜采用分段围堰法导流若河流两岸或一岸风化层薄岩石坚硬且有足够的抗压强度时。如果岩石的风化层厚且破碎，或有较厚的沉积滩地，则适合于采用明渠导流。对于水位变化幅度大的山区河流在一定时期内通过过水围堰和淹没基坑来宣泄洪峰流量可采用允许基坑淹没的导流方法，对于枯水期较长的河流充分利用枯水安全期。在采用分段围堰导流时应根据河床地质条件来决定河床可能束窄的程度这时为了河床不受过大的冲刷避免把围堰基础淘空，由于河床的束窄使水流流速增大减小了过水断面的面积。对于岩石河床河床允许束窄程度较大，抗冲刷能力较强甚至可达到88%流速有增加到7.5m/s。但对覆盖层较厚的河床流速仅允许达到3.0m/s其束窄程度都不到30%抗冲刷能力较差。此外，河流两岸及河床的地质条件还与围堰形式的选择，水文地质条件还对基坑排水工作有很大的关系但对于枯水期不长的河流基坑能否允许淹没以及能否利用当地材料修筑围堰等密切相关。同时，如果不利用洪水期进行施工，就会拖延工期。对于流冰的河流，应充分注意流冰壅塞流冰的宣泄问题造成导流建筑物失事影响泄流。

3.2优化施工内容

优化施工内容就要重视水利水电工程导流计算要素，就要重视现场施工情况，依据科学的数据，推算出设计要点，坚持强调实际施工中的变化情况，细化施工内容，以确保施工效果可以满足设计初衷。

3.3狠抓施工质量

依照质量控制体系，注重工序分解工作，把责任分到各个工序的各个执行者，确立严格的验收制度，落实上道工序不合格下道工序不进行的验收制度。在关键工序关键岗位，实行全程监控，定人定岗，以确保导流施工质量，保证导流施工的精确性。

4.结语

随着我国建设事业的迅速发展，我国水利工程在技术及应用方面也高速发展。施工导流设计中，要选定导流时段，即在挡水围堰工作延续时间内，是枯水期挡水还是全年挡水。应根据河流水文特性、主体工程施工特点及进度，合理划分与选择导流时段。导流设计应采用导流时段内设计频率的最大流量和洪量。

参考文献：

[1]文强.岷江航电犍为枢纽工程施工导流方案比较[J].红水河，2014，（6）：3136.

[2]但汉仁，杨文海，李小莘.橡胶坝在桥巩水电站施工导流中的应用[J].红水河，2015，（6）：3739.