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水利工程施工导流及围堰技术的应用杨森

发表时间：2021/6/18 来源：《基层建设》2021年第6期作者：杨森

[导读] 摘要：水利工程发展到今天，不仅为当地农业提供灌溉用水、为人民生活调节水量，更是为当地社会生产生活供应电力的主要设施，是我国实现现代化建设发展的重要基础。

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        摘要：水利工程发展到今天，不仅为当地农业提供灌溉用水、为人民生活调节水量，更是为当地社会生产生活供应电力的主要设施，是我国实现现代化建设发展的重要基础。在水利工程建设的初期，受到当时技术水平的限制，工程多建设在险要程度较低的水域，随着技术水平的发展和社会发展对水利工程的要求提高，水利工程施工难度逐步扩大，施工导流技术和围堰技术成为水利工程施工的必备技术，被广泛应用在水利工程领域，为提高水利工程施工质量和效率作出了卓越贡献。
        关键词：水利工程、施工、导流、围堰、技术应用
        一．水利工程施工导流及围堰技术概述
        施工导流是在施工的过程中由于河道的复杂性所致，要对所施工河道进行科学的引流，使水流能够绕过施工现场，以此来保证施工的正常和顺利进行，在河流大坝的修建工程中，施工的导流工程是重要的工程之一。一般情况而言，水利工程中导流有三个阶段组成，即前期导流、中期导流、后期导流；前期导流，是采用围堰技术，通过对水的阻拦，来确保水利施工的正常进行；中期导流，主要是提高大坝的抗洪能力，以河坝高度和汛期的水位高度为依据，对库存的注水量进行确定；后期导流，是在导流的基础之上，对水流进行设计，同时对大坝进行的相关施工。
        水利施工过程中的围堰技术，指的是在施工中对干地施工进行围挡，防止水流的通过，以最大程度的保证施工的顺利有序进行。围堰技术是水利工程中的一项重要的技术，同时也是一项不可或缺的技术，重视围堰技术的使用对水利施工有着重要的意义。它可以降低水流对河道的冲击性，提高河道的泄水问题，降低了施工的成本，保证了施工的质量。
        二．水利工程施工导流技术的具体应用
        1.全段围堰导流
        全段导流是一种应用于水流量较少、施工环境较小、工期短的水利工程中，可以考虑应用这一种施工方法。在实际施工中，一次性截断河水需要充分利用河道中的建筑物，结合周围地质环境来制定多种不同的方案。若是河流处于山区位置，且周围的山石头较为坚硬，或者是有一些永久性隧道，针对这一情况则是可以采用隧洞导流，若是在平原地区河流走势相对较缓，则是可以采用明渠导流，若是水流量不大的情况也可以考虑到涵管导流这一种方法，更好的将水流导入至泄水建筑中，为水利工程的顺利完成提供充足的时间，保证工程的顺利完成。
        2.分段围堰导流
        分段围堰法是将工程项目区内的各个水工建筑物随所在位置用围堰将其合理的规划进行分段、分区，然后再根据计划安排分期、分段的进行施工。如河道河床比较宽，而且水流量较大的水利工程，一般首先将河床从一岸或两岸利用围堰围住，将河水通过预先设计好的通道流入河流下游，最后进行完全的截流施工，这种方法的施工一般应用在建设施工工期比较长，河道宽阔，河流的水流量比较大的水利工程。在具体的水利工程施工中，要根据建筑物所在位置、水流在不同时期的流量及泄水情况，选用适合本工程的全段围堰导流形式。
        3.隧洞导流
        隧洞导流技术是在河岸特定位置打洞，并在基坑上下游选取合适位置修筑围堰，将水流自上而下引出，避免对水利水电工程施工造成影响。这种方法通常应用在地形陡峭、山岩条件良好的区域，但是需要注意，该方法只用于小型河流的引导。在施工时需要注意，布置的隧洞要尽可能为直线，避免水流产生缓冲而造成隧洞内部坍塌。还有，根据不同地质条件和地形要求，对断面形式进行设计，增强导流效果。断面形式主要分为：方圆形、马蹄形和圆形。还要注意，根据不同的断面选择槽率，通常爆破不衬砌时槽率范围为 0.035～0.044；光面爆破不衬砌时，槽率范围为 0.025～0.032；混凝土衬砌时的槽率范围为0.014～0.017。
        4.明渠导流
        通过在河岸中开挖渠道，将上游河水在渠道修筑的围堰当中进行导流。

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这种技术比较适合在工期紧张且施工条件有限的情况下。首先，该方法需要比较宽的台地，并且选择合适的渠身轴线，保证水平距离，满足围堰防冲要求，控制开挖深度以及轴线的长度；其次，选择合适的进出口位置及导流轨迹，保证进出口位置不会产生淤泥、回流或阻塞的状况，同时控制导流坡度，保证水体自上而下按一定方向和速度流出；最后，根据实际情况选择断面形式，为提高水利水电工程质量，可以通过实验或查找相关数据合理选择槽率，保证导流效果。
        三．水利工程施工围堰技术的具体应用
        1.钢板桩围堰技术
        钢板桩围堰技术适用于深水超过7m，且流速较大的砂类土、黏性土、碎石土及风化岩等坚硬河床的工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等，钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等，可做成单层或双层围堰。桥梁工程施工中，浅基多用矩形及木导框，深基坑多用圆形及型钢，因其防渗性能好，多用单层围堰。如用双层围堰时，在双层围堰的夹层中间一般填黏土，特殊情况下，在夹层下部灌注水下砼提高其防渗性能。在钢板桩围堰的施工中，多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时，围堰顶部高程按照施工期间可能出现的最高水位加超高0.5m来确定。围堰内侧与基坑顶边缘之间的距离要大于1.0m。若基础较深，坑壁土质不良，渗水量大，边坡（坑壁）容易坍塌，那么围堰内侧与基坑顶边缘的距离要适当增大，以确保安全。
        2.混凝土围堰
        混凝土围堰虽然造价相对较高，所需技术水平高，但是因其自身独特优势，被许多设计和施工部门所选择应用。混凝土围堰防水防渗效果好，防冲击能力强，占地面积小，可以应对多种复杂环境。在设计施工阶段，有些混凝土围堰可以与永久性水利工程互相结合，作为大坝的一部分，减少了拆除的时间成本和经济成本。混凝土围堰可以满足过水和不过水围堰的大部分需求，尤其在分段导流方案中起到重要作用，是国内外应用极为广泛的围堰技术。
        3.过水围堰
        在围堰技术中，过水围堰可以有效保障堰体本身过水的安全性。由于过水时堰体会受到渗透压的影响，出现深层滑动的情况，过水围堰则可以有效避免这种情况的发生，同时还可以有效预防水流针对堰体表层造成的巨大冲刷影响；目前，水利工程施工中主要应用的过水围堰包括混凝土板护面过水土石围堰和加筋过水土石围堰两种，混凝土护板面过水土石围堰是在水利工程上下游的护面位置，利用混凝土面板对土石围堰进行防护，这种方法在过水围堰中可以发挥出较好的防水性，同时厚度适宜；加筋过水土石围堰主要是在围堰下游坡面的位置和堰体内部进行钢筋网的铺设，这样可以防止河流下游坡和堰体坡面出现滑动的情况。
        4.不过水围堰
        不过水围堰是众多围堰形式中的一种，相较于过水围堰，更类似土坝的存在。由于不过水围堰没有表层加固的顾虑，施工难度更低，对施工材料的要求更低，对施工环境的适应性也更高，在水利工程施工中的应用频率更高。不过水围堰有着这样那样的优势，也存在一定的劣势。不过水围堰不允许水流通过，那么必然承受着更大的水压和水流冲击，在汛期到来或水流量较大的河流中，不过水围堰需要进行加固，避免水压和水流的冲击损坏围堰，避免围堰被破坏后影响内部的水利工程正常施工。
        结语：
        综上所述，要提高水利工程的质量，就需要提高水利工程相应的施工技术水平，而导流和围堰技术对于水利工程来说及其重要。在具体的水利工程施工环节，导流技术以及围堰技术在其中发挥着积极作用，需要通过对这两项技术的科学应用来保证施工效果，提升工程质量，为水利工程效用的发挥提供有效保障。
        参考文献：
        [1]徐勇鑫水利工程施工导流及围堰技术的应用分析[J]丝路视野2018（36）
        [2]孙海燕试析水利工程施工中导流施工技术的应用[J]科技展望2016（29）：114
        [3]周雨晖水利水电施工中施工导流和围堰技术的应用[J]科技风2018（17）：193