截流技术在水利施工技术中的应用探讨

史志奇

(平凉市惠民房地产开发有限责任公司，甘肃 平凉 744000)

当今社会时代下，清洁与可再生能源的应用成了可持续发展理念实践过程中的一部分重要内容，并且此问题被各界普遍关注。然而由于截流技术的开发及利用时间比较长的缘故，在技术开发和应用方面也都相对较为成熟，开发速度自然同样较快。基于此，开始有越来越多的水利及水电工程出现在大众视野中。水闸施工是水利水电工程中的一个重要环节，且此环节的施工恰恰直接与整体的施工质量关联在一起，因此，对于此环节的施工要求一定要在相关监管部门的监督下进行施工。

1 截流概述

截流是通过堵截河水使河水流向预定通道的一项工程，而往水中抛投物料填筑戗堤的环节称为进占。此外龙口是两岸进占之后预留的河道泄流口门。为进一步避免龙口河床或戗堤端部经河水冲刷摧毁，通常都需要防冲和加固龙口范围。将龙口闭合之后，将水流拦断的流程又称为合龙，而闭气则是在合龙之后戗堤迎着水面采取必要的防渗措施对渗漏通道进行封堵。

截流属于水利工程施工过程中的一项重要且极具风险性的项目，施工中必须保证计划周密且要做足准备工作，此外还必须要有一定的抛投强度，对施工现场进行统一指挥。传统人们往往会使用桔料、土石、柳枝等一些材料来堤防堵口和截流，且经长期尝试之后经验比较丰富。但是现代截流工程中大部分都使用的是混凝土异形体或大块石等材料，且施工过程中会应用大型的自卸汽车或者推土机来完成。

2 水利施工中的截流施工工艺

2.1 爆破截流技术

爆破截流技术在实际应用中优势比较明显，但却又存在很多问题。它的主要优点在于速度快、实效性佳，但在遇到部分环境恶劣且质地坚硬的情况时，则又会体现出很明显的交通环境不佳等水利施工效果。爆破在施工中能够强烈冲击周围岩石层及土层，并使其快速合拢，排除水流在外，工作人员在这种情况下根本不需要大量的人力劳作，仅需修正渗漏区岩石堆积层或承压能力较低区域即可，这样能在减少人力资源消耗的同时，有效降低机械设备的耗费程度。但爆破技术实践过程中也容易遇到各种问题，比如破坏周围的地质环境，爆炸残余物质污染水环境；爆破截流面上层部分稳定性一般比较差，且可能频繁出现滚石和落石，难以合理控制截流方向。最后，施工结束后，又很难拆除。因此，实际爆破截流技术施工过程中应该注意，施工应在不受周围环境影响的情况下开展实施。选择爆破点时应选在河流下游，反之截流效果往往不尽如人意。再者为使爆破截流稳定性得到保证，应密切关注施工水域或周围天气状况，防止因大范围降水而使渗水问题更加严重。

2.2 闸截流技术与具体施工方法

分析实际施工效果，闸截流当属常见且高效地截流方式中的一个，特别在遇到冲击压力比较大的河流截流时，闸截流技术的应用恰恰能临时截断水流，继而有效释放河流压力，保证水利工程在高压环境下展开施工，保障工程顺利实施。

2.3 投抛块料法

截流技术中，投抛块料技术并不常见，此技术多被应用在一些地形复杂且水流流域较深的区域，实际施工可应用的材料有:大石块、填充料或石料等。借助施工前设计的方案抛投至需要截流的区域。所以，设计施工方案时都要结合抛投区域的实况或设计截流合拢位置最终确定抛投范围。针对实操状况来看，投抛块料技术对操作的要求不高，且资金耗费也比较少。然而，考虑到大量抛投填充料会严重污染水源，破坏施工水域或周遭生态水域。因此，利用此方式截流时，基本都是在环境污染程度较严重的水域展开，或部分小型水利工程中因其使用填充料比较少，同样能使用[1]。

2.4 下闸截流施工法

水利工程泄水截流施工过程中往往要往泄水道中建设闸墩，此时就要应用到下闸截流技术。如遇浑然天成的河流，则需要结合实况来使用截流闸，然后再进行下闸截流，采用此方法的工程比较少，其中著名的三峡工程就是一个典例[2]。

3 水利工程中截流技术

一般情况下，截流抛投的方式可以分为平堵、平立堵、立堵等。

3.1 平堵截流

平堵是在龙口处架设浮桥或栈桥以及其它的跨河设施，顺着龙口全线一层层均匀地抛投物料，直到戗堤露出水面为止。此环节具备良好的水力学条件，且物料的质量又比较轻，施工场地也比较宽，同时抛投强度比较大，投资成本较高，需要充分做好前期的施工准备。通常平堵截流的龙口流速较小，且水流量分布比较均匀，所以施工过程中可适当地选用一些材质较轻的截流施工材料。待采购完材料之后再用汽车运行，当然汽车可以自由地停留于浮桥上面，以确保河流全线抛掷截流材料，致使有效地缩短施工工期。特别需要强调的是，如果往河道上面铺设浮桥会在一定程度上影响到水运，导致工程的施工量增加，所以，日常见到的平堵截流施工技术多应用于栈桥、浮桥及缆道工程中。

3.2 立堵截流

立堵是从龙口一端向另一端或由两端往龙口同时抛投进占的过程，使龙口慢慢束窄直到合拢为止。具体施工的过程比较简单，但是龙口的单宽流量比较大，且流速也高，施工场地较为狭窄，因此它的抛投强度是受限的，施工难度系数也比较高。实际施工当中也可以采取上下游双戗或多戗堤进占的立堵方式进行，致使错差能够分散开，继而降低截流难度。假如选用立堵法截流方式，则无需铺设河床，同时这种施工方式比较简便，施工成本也比较低，这便是这种施工方式比较受欢迎的主要原因。然而，采用这种截流方法也并非没有缺陷，通常截流施工中，水运条件都比较恶劣，尤其龙口宽度比较大，水流量也大，流速相对较快。另外基本上水流都是绕过截流堤底部的，这样容易产生立轴漩涡，从而使整体河流比较稳，此间容易冲刷河床；部分区域施工中，由于流速不均匀且所需截流材料比较多，致使工程施工成本没有办法有效控制。此环节强调的是应用立堵法截流施工方式，多体现出水流量大且覆盖层薄的河床特点，因此需要结合实况采取必要的措施。

3.3 平立堵截流

平立堵属于平堵与立堵二者的有效结合，先进行立堵，然后再架桥平堵。时至今天，我国的长江葛洲坝水利枢纽在1981年1月进行的大江截流属于迄今为止截流规模最大的工程，总体截流流量为4 800m/3s，落差最大可达到3.23m，流速最高7m/s，最大抛投强度为7.23万m，届时截流历经36h 23min[3]。

4 截流技术在水利工程中的应用施工方法

4.1 截流设计流量的确定

截流施工过程中，要求工作人员必须特别重视截流流量的确定环节，且必须在此基础上开展相应的工作。选择截流流量设计标准时，需保证所选截流流量的特殊性和针对性。设计截流流量时必须结合工程实况出发，综合分析施工现场的水文条件、施工环境等各方面因素，确保设计的科学合理性。通常来说，水利工程设计施工都会依照重现年法及水文气象预报修整法来确定施工区域的流量，另外还需要结合工程的重要程度来确定截流时段重现期，一般平均在5-10月左右。此外也会应用其它方法来确定截流时段的设计截流流量，这其中，频率法就属于一种方法，紧跟着再凭借已经确定的截流时段选取适当的频率以作为设计流量。在确定截流设计标准时会应用到频率法，但不是用于初设阶段，假如截流之前就已经有预报流量，这种情况下就需要适当修改设计。然而针对一些规模较大的截流工程而言，大致都会选择流量，之后再分析流量的大小，另外预测可能发生的概率，最后一步会根据几个流量模型进行分析，利用分析得到的结果计算截流。

4.2 水断面的位置与宽度的确定

设计拦河闸坝的水断面位置时必须要以具体的设计要求为依据，继而科学合理地调整河流泄洪量，切忌其影响到人们的正常生活。通常来说，水断面的位置都确定于戗堤轴线上，但戗堤轴线则是经综合分析之后河流两岸以及河床的地质、河流所处地形状况、河流水运状况等因素条件下才决定的，因此，水断面位置与前述几种条件因素均有密切关联。鉴于水利工程截流施工中需要使用到许多施工材料的缘故，因此，选择水断面时必须要选在地理位置比较宽阔的地带，以保证水断面的宽度。确保适当的水断面宽度能够更有助于合理控制施工材料的运输及有效控制泄洪量。总体来说，地质条件对水断面位置的影响可从这几个方面来体现：如若在覆盖层比较薄弱的情况下并且具备纯天然保护屏障的地带水断面的形成才会更容易，原因在于处于薄弱覆盖层及纯天然的保护屏障地带能有效缓解水流对水断面造成的冲击，继而延长水断面的使用寿命。

4.3 龙口位置与宽度的确定

一般设计龙口时，位置都是在截流戗堤轴线上，而所谓的戗堤轴线属于工作人员在分析两岸河床、水流运动及地形等多重因素之后，仔细斟酌确定的一条线。一旦确定了戗堤线，也就意味着整体工程龙口位置的确定。通常施工当中必须保证龙口位置施工环境要宽广，且交通必须保证便利，这样更加便于储存施工材料，此外，这种情况下也可以保证过往车辆交通便利，继而满足工程施工的部分需求。选择工程地质环境时，需要结合实况，尽可能选择覆盖层比较薄弱的龙口位置，同时由于龙口具备姣好的纯天然保护作用，又能更大程度上降低水流导致的各种危害，有效延长龙口的使用寿命。对比水利工程来说，应该确定龙口的位置在主流出口处，目的是为了做好水库泄洪的准备工作，继而全面提升水利工程的整体安全性能[4]。

5 水利截流工程中的施工难点

本身水利工程的建设施工就属于一项庞大复杂的工程，其截流工程亦是如此，由于工程庞大，且环境危险系数高，施工环节多等工程特点的影响，水利截流工程施工的难度系数也相对比较高，一般来说，在水利截流工程施工过程中，主要工程施工难点应该从以下几方面控制，必须严格按照要求进行，力求缩短工期，减少施工成本。

5.1 截流工程在施工过程中要加大分流量，改善河流分流的条件

在水利截流工程施工过程中，如果想要加大河流分流量，有效改善河流分流的条件，第一步必须先确定好导流结构截面尺寸的大小，然后再利用断面标记相应的高度。紧跟着在河流下游开挖航道并且完成围堰结构的爆破工作，此环节要求相关工作技术人员必须合理确定相应的位置。鉴于实际施工当中时常会遇到因河流下游开挖难度太大而导致上下游航道规模不能达标的情况，因此往往会形成较大的截流落差。

5.2 水断面水利条件的转换

如果想要成功避免水利截流施工过程中的水文落差较大问题，必须在设计时就注意控制水文落差不超过3m。一旦水文落差大于4m，就必须要采用单戗堤来完成河流截流，但采取这种措施的前提是保证河流载流量较小。如果河流载流量太大，如果再应用单戗堤来控制水文落差则容易适得其反，然而如果建立并使用双戗堤、宽戗堤或者三戗堤则又可以成功地分散水文产生的较大落差，继而达到截流的目的。

5.3 投抛物料稳定性的增大

通常情况下，在水利截流工程施工中，投抛的物料都具有构架较大等特点，然而为了进一步提升投抛物料的稳定性，一般都要在水断面下游位置，即平行于戗堤轴线的位置设置相应的栏石坎[5]。

6 结 语

综上所述，在水利工程施工中，导截流属于施工中的一个重要部分，一般施工质量的优劣及施工方式的合理选择，恰恰可以影响整体水利工程的质量及工程进度，此外也波及施工产生的成本费用及后期工程运行的安全性。只要有其中一个施工环节处理工作做得不好，都很有可能埋下质量安全隐患，以至于威胁到人们的生命安全。因此，水利施工应该结合工程实况选取合理的导截流方式，确保工程能够顺利展开。