水利建设项目中施工导流方案的决策分析

徐樟阳

(嵊州市甘霖城镇建设投资有限公司，浙江嵊州312400)

1 施工导流概述

水利工程中的大部分建筑物都是需要在河床中间进行施工，而为了创造无水环境施工的条件，则需要在湖泊或河床中进行围堰以维护基坑的安全，还得进行施工导流的工作。

施工导流工作首先需要进行的就是修建泄水建筑，然后需要修筑围堰结构对河道进行截流并迫使河水由导流泄水建筑物而排到下游。

完成了围堰的修筑后，就需要对为围堰中的基坑进行排水，这个过程需要注意保证基坑内正在施工修建的水工建筑和基坑本身的安全度汛问题。

坝体高度施工至相当高度后，达到相关规范的技术要求的强度后，就可以将流水建筑的底孔进行封堵，而采用坝体预留的泄水口排水。

所以，施工导流从水利工程的整个周期性中属于临时性的工程，但从上文的施工程序中可以发现，施工导流在整个水利工程施工中却是十分重要的一个关键工程，对整个工程施工的进度和质量以及工程安全都是具有相当重大的影响[1]。

要使得这个水利工程项目的主体水工建筑的修建顺利完成，施工导流工作的作用不能忽视，施工导流的相关细节的设计、方案的选定以及施工方案的组织计划都十分重要。

该施工导流方案的主要设计内容就是:根据当地的气象条件、自然条件、工程特点以及当地用水的需求进行分析，来确定导流方案，科学而合理地划分导流时段，根据相关技术标准选择导流建筑的形式和规格，确定设计导流量，拟定导流建筑物的施工方案，拟定导流工作完成后对导流建筑物的封堵、拆除施工方法，根据现场的环境和技术条件确定河道截流、拦洪度汛和基坑排水的相关的技术方法。

在多个技术方案中对每个方案进行造价预算，最终根据各个方案的造价和适用条件是否合理的比选结果，确定最终的施工导流方法。

2 施工导流方案设计要素

2.1 导流时段

一般最为常见的是采取分段围堰进行施工导流，其中后期的导流时段通常被工程人员分成3段:

1)第一时段就是正在修建基坑内的相关工程时，采取围堰外的河道将河流水导出。

2)第二时段的导流方案一般采取将河流经导流底孔排至下游，还可结合坝体缺口的导流加大导流能力。

3)第三时段时水工建筑物(坝体)的高度已经达到一定标准后，可以将导流底孔封堵，并将河流经永久泄水构筑物排至下游。

2.2 导流设计流量

1)由河流的水文特点，得到相应的流量值，确定泄水建筑物的上、下游水位高度。

2)由水位高度值确定泄水建筑的结构尺寸，并对建筑物的造价进行估算。

3)估算基坑遭遇淹没的风险损失。

4)计算基每年基坑淹没次数。

5)绘制导流费用与流量的相关性曲线。

6)确定方法施工进度，根据有效施工时间确定合理的设计导流流量[2]。

3 导流修建方式

3.1 导流施工步骤

3.1.1 第一阶段

第一阶段主要目标就是保证基坑施工是在干地上进行的，所以修筑围堰和导流建筑以使得河流全部绕过基坑工程往下游泄出。

3.1.1.1 一次断流

有一次断流和分期导流两种方法:一次断流指的是围堰结构将河流全部截断，而河流则全部通过泄水建筑泄出，其好处就是基坑工程的工作平台更大，方便施工，不足的地方就是临时的泄水建筑加大了造价，延长了水利工程项目的总体施工周期，并影响了主体水利工程的进度，且影响河运的航道正常通行。

3.1.1.2 分期导流

分期导流是分期用围堰将河床分段围护，使河道水流通过被围堰束窄的部分河床或导流泄水建筑物下泄的施工导流方式。分期导流多用于河谷开阔，河道有分岔，河中有岛礁、河心洲等有利于修建纵向围堰的地形条件。

采用两期三段时，第一期先围两岸，河水从河道中部宣泄。第二期再围中部。对于第一期围堰布置要根据河床的宽度，水文、地质和地形条件，枢纽布置，施工总进度，一、二期内工程量的均衡性，场内外交通，施工期通航、放筏、漂木以及尽早发挥发电效益等因素综合分析确定。

3.1.2 第二阶段

第二阶段就是利用坝体预留有泄水底孔的永久建筑物进行挡水，水流可以避免对主体结构的施工造成影响而被宣泄至下游。

3.2 围堰设计要点

设计围堰的主要形式时，一般采取因地制宜、就地取材、施工简便的原则，如土石围堰。作为临时建筑，围堰要满足工程的需要，其设计及施工的要求就是:要达到相关的防渗漏、抗冲击和抗剪强度，且稳定性要满足规范要求，修筑时以施工工艺简单、方便拆除为宜。

对于围堰的布置方式，就是尽量保证水流能平顺，不会对围堰造成较大的冲刷。围堰的衔接处要修建可靠，防止因集中渗漏导致围堰失效而对基坑内的施工作业安全引起破坏。

4 施工导流方案设计

4.1 施工导流设计标准选择

施工导流建筑物级别的选定:根据《水利水电工程施工组织设计规范》[3]，结合本工程的工程特性和围堰工程规模，选择合适的的施工导流建筑物。

施工导流设计洪水标准的选择:根据《水利水电工程施工组织设计规范》，结合导流建筑物的级别，选定导流建筑物20 a一遇的技术标准(即P=5%)。

4.2 施工导流时段选择

由于本工程的相关特定条件限制，采用分段围堰导流是更合理的导流方案，施工导流中后期可以采用临时底孔泄流来完成混凝土坝体的修建施工。划分的3个导流时段为:

1)第一时段，河流由围堰侧面的窄河床通过，进行一期基坑施工。

2)第二时段，河水可以通过导流底孔宣泄而出，进行二期基坑的施工。

3)第三时段，坝体已经修建至一定高度，可以将底孔封堵，使得河水改由永久泄水建筑宣泄，也可想选择将其拦蓄于水库中，直至工程竣工。

4.3 导流流量设计、坝址处水位的确定

参照有关的技术规范，结合本项目的围堰施工方案，将施工导流的设计流量确定为Q=242 m3/s。根据坝址处河床水位——流量(h～Q)关系曲线，在该曲线中应用线性内插法确定得Q=242 m3/s时的水位为91.07 m，由于监测观测点距离坝址有300 m远，考虑到坡降的影响因素，最终确定坝址处河床水位为92.65 m。

4.4 施工导流方案的选择

施工导流设计方案选择决策时，需要结合水利项目的自然特性和工程特性，并参照相关的施工导流规范和技术标准，将该工程项目的施工道路方案选择为分段围堰施工方案，并将其分为两段，分两期予以施工:

1)一期采取先由左边岸坡进行围堰，工程范围包括左边岸坡的溢流和非溢流区段，而后完成基坑内的工程施工作业。

2)二期则进行右边岸坡的围堰施工，这时得涵盖右边岸坡的非溢流坝体区段，施行二期的基坑内工程作业。

5 结语

为使得某水利工程基坑工程可以在干地进行施工，保障汛期基坑工程能够安全进行，并且满足工程进度和工程质量的要求，保证施工安全的目标，该工程对施工导流工作进行了综合而科学化的组织设计。

工程人员根据该水利工程的相关特性，结合当地水文、地质条件，确定围堰的形式和施工方案，计算导流设计流量和坝身河床水位，最终根据相关技术标准和经济效益选择施工导流设计方案。

[1]梁峰，艾合买提·热合曼．新疆某水电站施工导流设计[J].广西水利水电，2010(12):38－40.

[2]刘思华.高州水库灌区续建配套与节水改造首期工程——施工导流设计与应用[J].黑龙江水利科技，2011(08):35－37.

[3]中水东北勘测设计研究有限责任公司.SL303—2004水利水电工程施工组织设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2004.