导流技术在水利工程大坝施工中的应用浅析

王丽清

(沈阳市苏家屯区政府投资项目工程预决算审核监管中心，沈阳 110101)

0 引 言

随着相关科学技术的不断发展，水利工程项目同时也取得了重大的发展与进步，无论是在单体工程施工规模还是整体施工数量上都呈现出了明显的增长趋势。在水利工程项目的大坝施工发展阶段中，也在不断的引进应用各种新型施工工艺技术，其中导流技术便是其中较常用到的一项新型施工技术。通过在水利工程大坝施工过程中采用适当的导流技术，能够实现对工程施工效率与质量的全面提升。文章简要介绍了水利工程大坝施工流程，分析了导流施工原则以及具体的技术应用情况。

1 工程概况

文章试以某水库大坝工程为例展开具体分析。该水库流于面积63.41km2，库区内主河道长度11.32km，纵坡0.0065。计划设计灌溉农田面积0.38万hm2，最大峰值库容4824万m3，电站装机总量985kW。该水库同时兼具有灌溉、防洪、发电等综合性效益价值。

2 水利工程大坝设计与施工

2.1 设计标准

在开展施工导流设计之时，需提前选取并确定出合理的导流区域时段，也就是在挡水围堰的工作持续周期当中具体是枯水期挡水还是在全年都挡水，必须要依据当地的河流水文特征、主体工程施工特点与进程，来选取出适当的导流时间区段。在开展导流设计工作时应当选取在导流阶段当中环境流域内的最大流量及洪量。对于施工规模相对较小的水利工程项目而言，应当尽可能确保在枯水期完成整个工程项目的施工建设，以期能够实现对导流设施的有效精简，降低成本费用；而针对施工规模相对较大的中型以上水利工程项目而言，往往很难在一个枯水期内完成整个工程项目的施工建设，对此可考虑在全年度施工采取导流施工方式，对于导流设计的流量应当将全年特定频率内的洪水流量作为参考标准。通常材料坝坝体不应当发生过水现象，考虑到整个坝体施工难以在汛期抵达拦洪高度前完成施工之时，需要依据全年导流标准来权衡围堰高度与导流建筑整体规模。混凝土坝体大多可准许过水，可依据全面导流标准来加以权衡，亦或是依据枯水期导流施工来作为备选方案。在选用分月设计频率流量来对施工进度进行规划之时，针对河流的水文特性便需予以全面权衡，并综合各方意见加以评估，谨慎应对。

导流设计标准是针对导流设计当中所选取的设计流量频率所做出的规定要求。处于多个不同导流阶段以及完全差异化的建筑物内，所要求的频率也不尽一致。从施工全周期来看，对于初期导流阶段所设定出的洪水标准可放低一点，而针对中期与后期导流阶段所提出的洪水标准则应当有所提升。在要求相关水利工程项目能够提前发挥作用效果的情况下，与之所相对的导流阶段防洪标准则应适当予以提高。针对混凝土或是浆砌石等建筑物，可适当放低洪水标准，而针对土石坝所要求的洪水标准则相对会略高一些。此外，导流设计标准也将会因建筑物的建设级别差异而有所改变，需结合实际情况综合考虑。

2.2 施工流程

在水利工程大坝施工过程中，若有河流通过施工现场，则将会导致工程周期、进度以及所采用的技术都可能会受到牵连，且还可能会对工程质量产生不利影响。因此为了确保在开展水工施工作业时能够始终保持施工场地干燥，便需用到围堰维护基坑，将水流引至预定泄水建筑体并排放向下游，以便为水利工程大坝施工提供以良好的施工环境，但同时也需考虑到在实际应用导流技术之时应当考虑到实际的施工环境来具体选择。在水利工程项目的长期发展阶段，人们逐渐积累起了丰富的施工经验，同时对于相关新型施工技术与材料的应用也使得水利工程大坝施工取得了一定的发展与进步，目前在开展水利工程大坝施工之时主要的施工流程可总结为以下3个阶段：①围堰挡水初期施工阶段，这一阶段主要河床节流直至坝体修建到围堰高程之上的阶段。②坝体挡水中期施工阶段，在工程施工进入到这一阶段后，导流泄水建筑物还未完全堵塞，汛期也主要是通过坝体来实现挡水。伴随着坝体高程的不断增加，整个库区容量也将明显增大，届时相应的大坝防洪能力也将会有显著性提升。③后期导流阶段，这一阶段即由导流泄水建筑物封堵至大坝全面修建至设计高度的阶段，此时泄水建筑物也将会同时投入到实际运行过程中。

3 导流施工原则与技术应用

3.1 施工原则

1)水文情况。

在水文方面所含括的影响因素多种多样，其中不仅包含有各个时期水位所发生的改变状况，水流量的变化幅度，洪水在汛期与枯水期的高程，冬季流冰和冰冻状况等都将会对最终的导流方案选取产生直接性的影响。如水位变化幅度有着显著性的差异，甚至要用到过水围堰方式来准许基坑短时间内将导流淹没，在冬季时节对于存在流冰现象的河流，必须要顾及到如何宣泄流冰问题。

2)地形条件。

在实际的水利工程施工现场环境下，河床和岸边地形，对于导流技术的应用会产生巨大影响。如河道宽度较大，在施工过程中还应当能够满足于一定的通航需求，通常便可采取分期导流的方式；反之若是河床宽度较小，两岸陡峭，河谷纵深大，便可有限选取隧洞导流方式。

3)工程地质与水文地质条件。

在确定最终的施工导流方案前，要对所采用的导流技术经济合理性展开全面评估，同时考察河床的可能束窄情况、围堰结构与修筑方法、基坑排水方式等，均应当结合实际的工程地质与水文地质条件来加以考量。如在面临覆盖层厚度较大、透水性强的河床，必须切实处理好围堰地基抗冲刷、防渗漏等处理措施，要确保在满足施工要求的前提下，尽可能提高岩基河床分期导流的束窄度。

3.2 技术应用

1)分段围堰。

这一种导流施工技术方法是依据时间先后将围堰施工分成多个步骤阶段来开展，并采取精细化的维护处理工作。然而在具体的施工过程中也应当认识到所分成的施工区段也不宜过多，以避免导致整体工程施工变得过于繁琐，并由此使得整体工程项目施工时间延长。此外，在实际的施工过程当中还应布设底孔，以起到暂时性泄水通道的效果，并综合利用有关力学技术之时，对底孔方位与高程展开精准分析。权衡实际的工程施工状况、施工结构和泄洪能力情况，加强对施工高度差的合理化控制。为确保水利工程项目的整个施工环节能够在汛期到来之时依旧可如期进行，还需在前期施工阶段预先设置缺口。

2)涵洞导流。

这一项导流施工技术主要是利用在下游修筑挡水围堰来达到预期的导流目的，以促使水流可在通过涵洞之后进入到下游。涵洞导流方式大多是应用在水闸亦或是整体规模一般的土石水坝工程施工环节，在分期导流施工的后期阶段也时常会用到涵洞导流施工技术。采用涵洞导流在具体施工时需布设呈直线方式，同时还要确保能够具备有较为优异的进出口形式，以保障水流量能够得以顺利通过，而不会出现淤泥堆积、阻塞涵洞口的情况发生，并且也能够避免出现渗漏情况。采取涵洞导流施工其整个工程作业面相对偏大，在施工效率方面有着十分显著的优势性，实际操作起来十分简便，尤其是其造价成本相对低廉，有着良好的经济适用性特点。

3)隧洞导流。

在采用隧洞导流技术之时必须要结合实际的地形来加以应用，需采取直线布局方式，若需转弯便要在前后位置提前布设出直线，转弯位置的半径通常是隧洞5倍以上的宽度，转弯区域附近的角度应低于60°。隧洞轴线要避免与断层、岩层及破碎带呈平行状态，整体角度应≥45°，将隧洞进出口以及河床主流流向夹角采取适当控制，并使之要能够与上下游围堰保持一定的距离。考虑到隧洞施工往往成本费用较高，而且泄水能力一般，因此在汛期通常不采用这一种施工技术，多是以填淹基坑的方式进行施工。然而针对水利施工现场导流量相对较小，河流地带狭窄亦或是连杆地形陡峭的环境，则多以采用隧洞导流技术为主，通常在采用这一项施工技术之时多余永久隧道相结合使用，以降低整体工程成本费用。

4)明渠导流。

这一种导流技术应用大多是应用于所选取的坝址河床较窄，亦或是覆盖较深的条件下。于滩地或是河岸上的开凿导流渠道即为明渠导流。在具体施工时主要是在上下游修筑围堰，以促使水量由渠道进入下游，多用在岸坡相对较为平缓亦或是滩地更加宽阔的平原河道，当然在一些施工场地河流附近本就有的河道中也可予以应用，这样不但能够大幅度减低工程工作量，同时还可剩下一大笔的成本支出。

4 结 语

总而言之，随着近年来我国社会经济的快速发展，水利工程建设项目数量也越来越多。在目前的水利工程大坝施工中为了能够确保水工建筑保持在干地上施工，采用围堰维护基坑，并把水流引向预定泄水建筑物泄向下游的施工导流得到了越来越广泛的应用。这一项施工技术能够为保障水利工程大坝施工的顺利进行提供重要的基础性保障支持，因此完善施工流程，依据相关的施工原则来开展施工作业，将有助于实现对导流技术的充分利用，并可促进水利工程施工质量的全面提升。

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