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摘要:中小河流拦河闸截流作为中小型水利工程的重要环节之一,其施工效果直接影响整个工程的质量的高低,截流施工不仅要求确定合适的施工时间,还要注重截流地的地质构造和水文状况等。文章首先介绍了截流工程的施工技术方法,其次介绍了中小截流施工中的流量设计要点,最后针对水利工程中控制截流难度进行了简要说明,旨在通过相关技术的介绍,促进中国水利工程截流施工的规范性。
关键词:水利水电工程;截流工程;施工难度;技术分析
水利水电工程是一项惠及民生的公共事业,在经济快速发展的同时,水利水电工程的开发建设项目越来越多,因此,截流技术的应用率也被大幅度的提高,逐渐成为提高水利水电工程质量的一个不可缺少的技术因素。截流工程在水利水电工程的建设中扮演的角色就是在施工导流的过程结束之时,选择恰当的时机,借助围堰堰体的优势使河床被截断,从而实现河流的改道和水流的下泄。这就要求在水利水电工程的施工过程中选用正确的截流技术,并且对截流技术多加分析和改进。
1 截流工程施工技术方法
单支柱对立截流实际施工中操作简单,施工对于辅助材料的使用较少,在小流域水利截流工程中使用较多。虽然该施工方法具有人力物力投入较少的优点,但是容易受水文、地理等不确定因素的影响,施工成本较高,施工中应注意河流水势较大时中各因素的控制。
1.1立堵法
截流工程施工中立堵法,具有使用辅助设备较少的优点,能够实现施工成本的有效节约,此外该方法还不需要架设栈桥或者浮桥,大大简化了截流的准备工作,主要运用于地质条件较好的区域,立堵法在水利水电工程各种类型截流施工中较为常用的一种方法J。立堵法的具体操作过程:为了实现河床的减小,首先在河床两侧或者一侧向河床中填筑截流戗堤,当河床的宽窄达到要求,停止填筑,便形成水断面,水断面又称为龙口。此时需要对水断面和河床进行加固处理。其次,待时机合适时进行水断面的封堵,使戗堤合龙。最后,采用立堵法要注重戗堤漏水情况的防止。一般会设置专门的防身设备用于防止戗堤漏水。立堵法进行水利水电工程截流施工主要包括进占、护底、合龙、裹头、闭气等环节,截流施工工程完成还要进行戗堤加高加厚,以实现围堰的修筑。
1.2 平堵法
平堵法是指在投物料时沿着整个龙口的宽度进行,当物料直至露出水面时停止抛投,平堵法不同于立堵法,它要求架设浮桥,并在合龙之前要将浮桥架设完毕。平堵法对于要求流速和单宽流量较小,对应的单抛材料的重量要求较低。但是平堵法截流施工抛投强度较高,具有极高施工速度要求,这两方面在具体施工过程中都有待进一步提升,此外采用平堵法进行中小河流拦河闸坝截流施工中要保证施工区域的水域的稳定性,船只不允许通行,使得河道的通行受阻在施工。
2 水利水电工程截流工程施工过程中水流量的要求
2.1 截流时间的确定
截流工程的施工质量与截流时间的选择息息相关,必须要保证截流时间选择的合理性。选择合适的截流时间与河流的泄流时间段、河流通行的空闲期、通航时间以及河流附近的社会状况等因素有关系。(1)拦河闸项泄流对截流时间的影响。技术人员在确定截流时间之前都会充分考察水利工程的各方面条件是否满足泄流所需的要求,并认真分析当导流泄水所用到的建筑器物在投入使用后,建筑器物是否依旧能保持自身的性能,避免出现任何阻碍河流泄流的情况出现。(2)河流空闲期对拦河闸项截流时间确定的影响。截流施工的时间应选择在河流的空闲期内。截流工作一般要在汛期到来之前结束,因此河流的空闲期也应该是在汛期到来之前的一段时间内将其确定。截流的时间不单单要以汛期为参照标准,还要考虑船只的通航时间。平堵法要求截流工程的施工过程中不得有任何船只过往,为了减少节流工作给河流通行带来的负面影响,还要将截流的时间确定在船只通航的低峰期。(3)河流附近地区的状况对截流时间确定的影响。这里的地区状况主要指的是自然方面的状况。截流工程是一项会对自然产生较大破坏影响的工程,因此,一定要在确定截流的时间时充分考虑该地区的自然特性是否稳定,是否能承担截流工程带来的负面影响。
2.2 截流设计中河流流量的确定
截流的流量指的是一定时间内水断面积聚的水流总量,对截流的流量进行设计时,要从施工地区的地质条件、水文特点、设计流程等方面进行考虑,一般要借助水文气象的预测校正方法、重现的年法等方法来对截流流量的具体设计提供依据。一般情况下,还要从截流工程的施工规模上确定截流的时间段在5〜10a有重现期的月份或者河流月流量的总量比较平均的月份。设计截流流量的方法并不是单一的,还有其他常用的设计方法,例如频率法,在确定的时间段内,以某段河流的流量变化频率作为确定截流流量的依据;实测材料分析法,在河流的水文特性比较稳定而且水文资料比较完整齐全的情况下,可以考虑实测材料分析法作为截流流量确定的方法。
2.3 水断面的位置与宽度的确定
拦河闸项的水断面位置确定要以设计的具体要求为依据,合理的对河流的泄洪总量进行调整,不能影响社会发展对水源的正常需求和使用。水断面的位置一般都是在戗堤的轴线上,而戗堤的轴线是在综合分析河流两岸与河床的地质、河流的水运状况以及河流所处的地形情况下确定的,所以水断面的位置也与河流两岸与河床的地质、河流的水运状况以及河流所处的地形情况等因素的特性有关。由于水利水电工程的截流工程建设需要大量的施工材料,所以水断面一定要选择在地理位置相对宽阔的地带,这样水断面的宽度也就有了保障。水断面的宽度适宜有利于施工材料的运输以及泄洪量的控制。地质条件对于水断面位置的选择影响体现在:只有覆盖层薄弱而且拥有天然的保护屏障的地带才利于水断面的形成。薄弱的覆盖层和天然的保护屏障可以大大降低水流对水断面的冲击力度,从而将水断面的使用寿命加以延长。
3 水利水电工程中截流工程的施工难点
3.1 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
要加大河流的分流量,改善河流分流的条件首先要做的是确定导流结构的截面尺寸大小,并利用断面进行高度的标记。然后在河流的下游实施航道的开挖以及围堰结构的爆破,需要技术人员确定恰当的位置。由于在实际的操作过程中,经常会遇到河流下游的开挖难度过大而使得上下游的航道规模达不到标准要求,造成截流的落差过大。
3.2 水断面水利条件的转换
在水利水电工程的截流工程施工过程中,要想将水文落差较大的情况避免,在设计时就要将水文的落差控制在3m以内。水文的落差一旦超过4m,就要借助单戗堤实现河流的截流,前提是河流的载流量并不大。若河流的载流量过大,再利用单戗堤控制水文的落差只会起到反作用,但双戗堤、宽戗堤或三戗堤的建立可以有效的分散水文的较大落差,从而实现截流的目的。
3.3 投抛物料稳定性的增大
投抛的物料一般是构架较大、葡萄串石类、异性人式的材料,为了将投抛物料的稳定性增强,需要在水断面的下游位置,也就是与戗堤的轴线相平行的位置设置栏石坎。
4结语
近年来水利工程项目越来越多,社会各界对于水利工程的重视度越来越高,水利工程的质量要求越来越高。截流施工技术是水利工程施工的主要施工技术之一,当前在中小河流截流施工中存在施工存在部分问题,相关工作人员要不断加强截流施工部技术的研究和分析,以实现整体工程的质量控制,促进我国水利水电工程施工水平的提高。
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