新疆阿克苏地区水利局,新疆 阿克苏 843000
为高效保护我国水资源,提高水资源的利用率,水利工程项目建设规模逐步扩大,施工技术得到不断创新,工程施工效率也不断提高。导流施工技术作为水利工程施工的典型技术类型之一,为保障水利工程建成后的功能发挥提供了技术支撑。在实际项目管理的过程中,施工技术管理人员应深入研究导流施工技术,明确导流施工技术的应用价值,为科学施工提供坚实基础。
某发电站位于某流域的中上游,距离市中心7.2km。原大坝建筑结构形式为5跨连拱坝体,坝顶高程达246.36m,坝底高程达230.49m,最大的坝高可达8.89m,大坝整体为溢流坝,连拱坝结构与地面厂房之间连接形式为冲沙底孔,孔体结构的直径为1.2m,冲沙底孔结构已经全部呈现出淤堵的状态,并且使用的难度较大。船闸排水系统结构遭到破坏,不能够正常工作。经过改造,该水电站不但改善了水生态环境,而且成为集发电、旅游和航运等综合效益于一体的水利工程。该水电站多年来的平均发电量可达到8690万kW·h,改造后的工程规模为中型。其中水电站的枢纽建筑为永久性建筑,如大坝、溢洪道等建筑物,结构建筑等级为3级;其他建筑物如电站的厂房等,按4级建筑物设计;临时建筑物设计为5级。该项目在施工过程中无通航需求。
(1)导流施工方式的明确。明渠导流布置模式主要有两种,即滩地上和岸坡上的布置,依据导流的时间可将导流的过程合理划分为同一时期的导流和分期导流。在该项目工程中,导流上游围堰结构为原混凝土连拱坝体系,纵向位置围堰主要为原右岸船闸左侧的导墙结构体系,下游结构为土石围堰,导流的具体施工方式为右岸导流明渠施工。
如果河床的覆盖层较深或者坝址的河床结构较浅,分期导流实施过程相对困难。通畅情况下,可选取明渠导流形式,针对以下几种情况进行导流施工:①河床沿着古河道、垭口或者台地面相对较宽的位置;②地质条件不容许使用隧道挖洞进行导流;③施工过程中有过木、排冰及通航等要求;④工期紧张。
(2)导流施工技术标准和时间段的选取。导流标准的设置要按照导流建筑物的建筑级别、建筑洪水的标准等参数进行测定。在该项目工程中,将导流建筑物的级别划分为5级建筑物,施工洪水标准按照枯水期5年一遇。在导流段选取的过程中,需要对主体建筑物的建筑形式、导流的过程和施工进度等因素进行分析,所选取的导流施工时间段为当年11月至次年3月,对应的导流流量为422m3/s。该项目地区某水文站1日最大洪峰流量统计(当年11月至次年3月)如表1所示。
表1 该项目地区水文站1日最大洪峰流量统计表(当年11月至次年3月)
(1)底部导流技术应用管理。底孔导流施工技术是导流技术的重要组成部分,主要以水利工程混凝土坝体结构为基础,将混凝土坝底空腔结构完全排水,达到导流的施工效果。此技术的应用难度相对较低,成本也较低,能够达到良好的引水效果,对于下一环节水利工程的实施具有积极意义。此类型导流施工技术可以有效地减少水体对混凝土结构的冲击,提高坝体结构的稳定性和强度,延长坝体结构的使用寿命。
(2)明渠导流技术应用管理。明渠导流技术的应用需要利用河岸或者河滩修建对应渠道,在基坑的上下游建设围堰结构,并通过渠道将水排入水系中。此类型导流施工技术可应用于缓坡河流、宽阔的河滩等,主要涉及导流轴线、进出口点位的布置。如果项目周边存在较多老旧的水路系统,则应先完善,然后再回收利用,以此降低施工成本。但明渠导流施工技术局限性大,仅适用于水利工程施工建设过程中正在实施的航运、破冰等情况,对施工进度的要求高。在坝床较窄的区域,使用分段导流施工技术的难度相对较大,这时可使用明渠导流施工技术。如果施工技术团队的施工经验不足,或者存在设备缺乏的情况,可使用明渠导流施工技术解决施工过程中遇到的难点问题。但是当河床结构处存在垭口,需要引入大流量区域时,则不可以使用明渠导流。
(3)隧洞导流施工技术应用管理。由于该水利工程现场施工位置复杂,施工环境也相对复杂,施工技术人员应在施工前做好勘察工作,明确是否需要使用隧洞导流技术对阻碍施工进展的情况进行排除。隧洞导流施工技术应用的难度相对较大,导致施工成本显著增加,在地形不允许的条件下,施工方应慎重考虑,可选择使用其他技术方案替代。在实际工程施工的过程中,施工技术人员要按照河床区域是否已经开通水源,决定是否开展有效的隧洞引水作业,避免出现意外事故,影响水利工程的施工质量和施工进度。在分析水利工程隧道内部结构的分流现象时,要保证选装质量的合理化,并依据要求设定隧洞的实际长度,确保长度的科学合理。此外,在施工作业的过程中,应清楚周边岩石厚度、间距,提高受力稳定性,使施工作业符合相关技术标准。
在导流施工技术应用环节,首先,需要充分结合水利工程现场实际情况,科学分析施工前勘察得到的各项技术指标,选取有用的指标,保障导流施工技术应用具备针对性,这对提升其使用价值具有积极意义。其次,在具体工程实践的过程中,应综合化、全面化地构建完整的管理机制,按照分层施工标准,明确施工技术规范,确保所有的施工技术应用都符合相关规范要求。最后,合理评估导流施工成本,确保导流施工在提质增效的基础上不断地压缩成本,提高生产质量。
导流施工是一种复杂程度相对较大的工程,为了在不降低施工质量、不提高施工成本的情况下简化施工环节,应创新导流施工技术,重视导流施工技术的应用成果,加大导流施工技术研发上的投入,必要时可全面引入全新的施工技术体系,融合信息技术。例如,借助虚拟技术对水利工程施工过程中存在的相关问题进行判断,及时做出整改方案,在加快施工进度的同时,明确导流施工技术方案的相关内容。
导流施工技术相对复杂,因而必须对施工技术人员进行专业程度更高的培训工作,提高专业技术人员的施工素质,全面优化技术人员的职业素养。尤其是在施工前的勘察设计阶段,要做好现场施工勘察,并详细地进行论证和分析,如水量的预测、导流施工技术的应用等。只有明确参数,才能够提高施工技术应用的精度。
综上所述,在水利工程中应用导流施工技术时,应在施工之前进行合理的勘察作业,明确各项施工技术的应用参数,从而优化导流施工作业流程,提高导流施工技术在具体水利工程施工中的应用质量。