摘要:导流技术作为最常见的水利工程施工技术之一,在整个水利工程建设体系中具有至关重要的位置。随着社会经济的发展,水利事业在我国得到了飞速发展,施工技术也有质的突破,尤其是导流施工技术的普遍应用,水利工程的建设速度和建设质量都有明显提升。导流施工技术包含施工中的多个环节,与施工设计计划息息相关,其有效应用还能够提升水利工程管理效率,保证水利工程的安全性和可靠性。本文首先介绍导流施工技术,然后分析导流施工技术在水利工程施工中的应用。
关键词:水利工程施工;导流施工;技术运用
1导流施工技术的介绍
导流施工技术指的是在水利工程施工的过程中,为将施工区域上游引入下游区域内,从而采取一种引导水流的方式,为施工活动及时提供一个干燥的作业环境,保证实际施工条件可以满足标准化的技术需求。导流施工技术的运用中,要做到选址正确、方案布置合理,认真编制好导流施工方案,在此基础上,对周边的水流情况作出综合分析,便于对汛期周期和地形地势进行有效分析和考虑[1]。考察坝体位置,依据地形地势、地质条件等信息来进行施工,最大限度地减少人工误差,施工方案制定之后,做到文明施工、绿色施工,加强对现代技术的运用。
2实例分析
某水利工程建设内容包括水源枢纽工程和输水工程。水源枢纽工程由混凝土面板堆石坝(主坝)、右岸无闸控制岸边开敞式溢洪道、右岸放空兼导流洞、右岸取水隧洞、黄沙漕冲沟副坝及排洪洞组成。工程规模为中型,工程等别为Ⅲ等,主要建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级,临时建筑物级别为5级。
挡水建筑物为碾压混凝土重力坝,最大坝高82.79m,坝底最大宽度70.434m,坝顶总长度284.372m,共分3个坝段。
右岸挡水坝段长155.665m,坝顶宽8m,上游坝面垂直,下游坝坡为1:0.75,起坡点高程为664.5m。左岸挡水坝段长度90.707m,坝体剖面尺寸与右岸挡水坝段相同。
河床溢流坝段长为38m,共布置3孔开敞式溢洪道表孔,堰顶高程655m,最大下泄流量3720m3/s。每孔设有9mx15m(宽x高)的弧形工作闸门,弧形闸门前均设置有检修门槽,3个表孔共用一扇9mx10m平板检修闸门,右坝顶移动式台车启闭。表孔之间的中墩厚3.0m,边墩厚2.5m。溢流堰面按WES型剖面设计,其直线段的坡比为D.75,出口采用挑流消能,鼻坎反弧半径30m,挑角25°,坎顶高程620m。
3导流条件
3.1洪水特性
坝址控制流域面积2341km2,根据当地水文站43年的实测资料统计,多年平均流量17.6m3/s,实测最大、最小流量分别为28.8m3/s和9.9m3/s。5-10月份为洪水期,其中6-7月份为主汛期,年最大洪水一般多在该时期出现。洪水由暴雨形成。洪峰一般多呈双峰形,一次洪水过程约3-4d。11月—次年4月份为枯水期。
3.2地形地质特点
坝址位于顺直河段,两岸山体雄厚,山顶与河底高程差达360余m。坝址河床较窄,常水位河面宽22m,水深1-4m,主流偏于右岸。左侧山体顺直、右岸680m高程以下有一突出山体,地形较适合全段围堰隧洞导流方式。
坝址地层岩性为中厚层燧石团块灰岩及硅质条带灰岩,偶夹碳质泥岩及煤透镜体,岩层走向与河流近平行,倾向左岸,倾角32°。河床覆盖层厚一般为4-7m,最深8m,覆盖层透水率大。
导流隧洞沿线围岩主要为二叠系上统吴家坪组第二段浅灰至灰色中厚层燧石团块灰岩及硅质条带灰岩,呈弱风化状态,洞身段围岩为Ⅲ类围岩,进出口为Ⅳ类围岩。
4导流工程施工
4.1挡水围堰施工
(1)本工程上下游围堰均为土石围堰,其土石填筑量为21166m3,钢筋石笼护坡为2883m3,C15混凝土485m3,高喷灌浆防渗板桩为928m,下游围堰拆除为4569m3。
(2)围堰填筑土石料考虑利用导流洞开挖的洞渣和部分坝肩开挖料。在围堰施工时,须先进行截流俄堤的施工。用1挖掘机在临时堆渣场挖装石渣,10t自卸汽车运输至龙口,推土机平仓,振动碾碾压密实。混凝土浇注时,用10t自卸汽车运输入仓,人工持插入式振捣棒振捣密实。
(3)高喷防渗板桩采用150型地质钻机钻孔,三管法灌浆,水气嘴为双向水平两嘴喷射方式,台车为齿轮变速箱、卷扬机提升装置。灌浆材料选用由425#普通硅酸盐纯水泥浆液。
(4)钢筋石笼用人工绑扎好,用10t自卸汽车运输至仓面,汽车吊调运至围堰坡面堆砌;下游围堰护坡块石采用10t自卸汽车运输至仓面,人工砌筑。
(5)下游围堰的拆除采用1m3挖掘机挖装,10t自卸汽车运输出渣,经基坑公路、上坝公路、料场公路运至1号弃渣场堆放,运距4.8km。
4.2导流隧洞施工
(1)隧洞进出口覆盖层采用1m3挖掘机开挖,10t自卸汽车运输出渣。石方明挖采用手风钻钻爆,1m3挖掘机配合10t自卸汽车运输出渣。由于导流隧洞施工时,河水位可能高于进出口明渠底板高程,因此在进出口明渠靠近河边留5m长一段先不开挖,待隧洞施工完毕后,截流前再将其挖除。
(2)石方洞挖从进出口两个工作面同步进行施工。隧洞最大开挖断面积为35.58m2,施工时采用自制架子车配合气腿风钻钻孔、周边光爆的一次成型的全断面开挖方法,由于隧洞较短,工程量不大,隧洞开挖装磕釆用1m3挖掘机装磧,10t自卸车运输出渣。
(3)隧洞施工时,对局部岩溶发育洞段,须及时进行临时支护,并及时用混凝土回填。
(4)混凝土衬砌釆用简易钢模台车。10t自卸汽车运输混凝土至洞口,用混凝土泵送至浇筑仓面,附着式振捣棒振捣密实。
4.3截流
截流为的5a一遇的旬平均流量为15.6m3/s。截流采取立堵法,截流戗堤自左岸向右岸进占,从龙口左端向河床中间填筑石渣料进占,束窄河床,直至全部拦断河床。截流龙口设在导流洞进口下游20m处的左岸,预留龙口宽度5m。待截流飯堤形成后,须迅速在飯堤背水面培厚,直至设计断面尺寸。
4.4基坑排水
当上下游围堰形成后,须将基坑内的水排除,以形成干地施工。初期排水设备选用2台IS65-40-315型离心泵。水泵安放在围堰顶上,直接将河水排至下游河道中。
同时还需做好基坑内的经常性排水。考虑在基坑内设置0.5mx0.5m排水沟,同时在靠近围堰堰脚处修建2mx2m的集水坑,用1台IS65-40-315型离心泵排水,水泵安放在围堰堰顶,直接将基坑内的水排至下游河道中。
4.5下闸蓄水及导流洞封堵
大坝完工溢洪道具备过流条件后,即可进行下闸蓄水并进行导流洞封堵,下闸封堵选定下闸设计流量为48.4m3/s。
导流洞进口闸门采用平板钢闸门下闸,堵头施工在下闸后进行,分段浇筑,顶拱和侧壁进行回填和接触灌浆。
5结束语
综上所述,导流施工技术作为关键水利工程施工技术之一,在整个水利工程中具有十分重要的价值和应用前景,本文主要对水利工程的特点和导流施工技术的主要技术特点进行介绍,提出了提高导流施工技术有效应用的具体方法,希望能够加强对现有技术手段的创新,全面有效提高整体施工效率,缩短施工工期,保证最终水利工程质量。
参考文献:
[1]赵秀民.导流施工技术在水利工程中的应用[J].河南水利与南水北调,2018,47(6):33-34.
[2]徐方.水利工程施工中导流施工技术的应用[J].住宅与房地产,2017(36):211.
[3]邓国民.浅谈高压喷射灌浆技术在水利工程施工中的使用[J].珠江水运,2015(11):32-33.
[4]张劲松.水利工程施工中导流施工技术的应用研究[J].低碳世界,2015(1):67-68.