王健
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摘要:水利水电工程是建筑工程中比较特殊的工程类型,其施工周边环境的自然条件恶劣程度相关于施工的艰难度,为了便于水利水电工程安全顺利的施工,施工前期就需要采用良好的施工导流及围堰技术,构建良好的施工空间和环境条件。本文对水利水电中施工导流和围堰技术的应用进行分析。
关键词:施工导流;围堰技术;水利水电;应用
1水利水电中施工导流的应用
1.1明渠导流
明渠导流是在河岸或滩地上挖渠道,在基坑上、下游修筑围堰,水流经过渠道下泄。它适用于岸坡平缓和有宽广滩地的平原河道。如果在坝址附近有旧河道,也可以利用进行明渠导流,再通过坝体预留缺口、底孔的方法下泄水流。明渠导流的适用条件:河床沿岸有较宽的台地;导流流量较大,地质条件不适用隧洞导流;施工有通航、排水的能力。它的布置包括布置导流轴线、确定进出口位置、判定明渠高程。布置导流线选择在较宽台地的沿岸;明渠轴线要达到上、下游围堰外的坡脚,水平距离要防冲,一般为50-100米。明渠进出口要与上下游水流对应,与河道主流的夹角小于30°。明渠的转弯半径要大于渠底宽度的5倍以上,这样才能保证水流顺畅。明渠轴线应尽量减少明渠长度和渠底深度。
1.2隧洞导流
对于河谷狭窄、两岸地形险峻、山体坚硬的山区河流,可以运用隧洞导流。开挖隧洞的目的是为了解决施工过程中的导流问题。运用这种方法一般与固体建筑结合,采取在工程基坑的上、下游修建围堰,让水流通过隧洞外泄。这种方法因为施工隧洞的难度大,成本较高,只适用在地质条件相对复杂且无法建设明渠的山区河段。
1.3涵洞导流
涵洞导流是指在下游修筑挡水围堰,使水流通过涵洞后导向下游的一种方法。这种方法一般运用在水闸和中小型土石坝的施工工程。另外,分期导流在后期有时也会用到涵洞导流的方法。涵洞导流的特点在施工工作面广、速度快捷、灵活方便、造价低廉。涵洞应设置为直线状,确保水流进出口快,顺畅通过涵洞,就不会有淤泥,引发渗漏的问题。
1.4基坑排水
在截流后经过原船道过流,实施基坑排水,在排水时期,应排出基坑中的降水与渗水等,闸坝过流,以减少基坑渗水。在排水的初期,应充分地使用抽水机,配备3台20kW功率、20米扬程的抽水机,其中的一台抽水机当作备用。
1.5主体工程施工
对于两岸岸坡,应采用分差开挖的方式,一般情况下,通过潜孔钻造孔法、微差挤压爆破法、人工间隔装药法等,将分层的厚度控制在6米。在对河床基坑开挖时,应促使围堰闭气、抽尽基坑中的渗水,之后修建基坑施工道路,做好基坑开挖的准备工作。此外,在对建基面岩体开挖的过程中,还应采用预留保护层的方法,在对已有拱坝混凝土进行拆除时,能保证原基础不会被破坏。
1.6船闸施工
在船闸工程施工的过程中,会涉及到下游导航墙、闸室、上闸首、下闸首、上游导航墙等分部的施工。由于船闸设计的内容较多,各部位较复杂,因此,船闸的整体施工流程会影响水利工程的施工进度。此外,由于船闸的施工会受到船闸的技术要求与现场制约条件的影响,故应主要采用主体结构,辅助其它结构,并与施工原则相结合,再进行施工。
2围堰技术的应用
2.1过水土石围堰
水利工程中进行施工导流时,如果允许淹没基坑,则围堰堰体需要过水,且对围堰的堰脚和下游坡面采取可靠的防护加固措施。目前,水利工程中围堰加固措施包括混凝土板护面、加筋板面、大块石护面或钢筋石护面等,其中混凝土护面的应用较多。
2.2不过水土石围堰
不过水土石围堰在水利工程中的应用最为广泛,能够就地取材,利用施工现场废弃的土方或其他材料,施工简便、工程造价低、易于拆除,而且能够在有覆盖层的河床或深水、动水、岩石基础上建造,但是施工量较大,堰体容易发生变形沉陷。
2.3混凝土围堰
混凝土围堰具有较强的防渗漏和抗冲击性能,挡水位置高,底部较宽,能够与水利建筑物连接为一体,必要时允许过水,应用广泛。通常情况下,水利工程的混凝土围堰为横向围堰,但也有部分工程采取重力式纵向围堰。
2.4钢板桩格围堰
钢板桩格围堰由主体格和联弧段构成,通过锁口相连,主格体内填充具有透水性的材料,例如砂卵石或石渣。根据钢板桩围堰的挡水高度,可以分为扇形、圆筒形、花瓣形格体等,其中圆筒形格体的应用较多。
3水利水电工程中施工导流及围堰技术的应用要点
3.1测量放线
在正式施工前,需要先进行测量放线工作,相关人员要对其实际的地质条件与具体控制点实施精确全面的测量,从而来保证地段施工中具有良好的参照准确性,必要的时候还要进行施工标志的确定。在进行岩体轴线的有效确定后,相关人员还要对其进行科学合理的计算与分析,保证其具有良好的集中管理结构形式,同时还能对堰体实际的施工方向及砌筑的范围进行掌控,这对施工中运用落实准确的数据参考,有利于提高工程质量。
3.2设置护坡木桩
如果围堰底部淤泥的深度比较深,想要有效的避免其堰体位置出现移动情况,就需要在堰体的两端进行护脚木桩的设置,来进行堰体的保护,一般木桩间距、直径、长度等标准的设置要根据实际的工程情况而定,如果施工中木桩的入土深度不够,还需要通过人工方式进行木桩向淤泥内更深的打入。
3.3人工装袋和堆码黏土
如果工程施工的现场具有充足的黏土量,就可以通过使用现场黏土,如果黏土量和质量欠佳,就需要从外部进行购买。在进行黏土的采购后,用卡车把其运输至施工现场,后组织人员把黏土装袋,其每袋黏土装入的量要求是编织袋的1/2或2/3的容量要求,并使用铁丝或细麻绳进行编织袋的缝合。砌筑中要保证土袋平放,并错缝堆码整齐。水中的土袋使用带勾的木杆将其送到位,层层进行堆码,直到达到预先制定的高度。
3.4钢板桩支护的设置
在堰体内部坡脚处,需要进行一排具有10cm长度间隔的钢板桩设置,设置的长度控制在6m,对其淤泥与水深情况都要预先进行测定,钢板桩入土的深度要设置在5m,对于钢板桩与堰体间可使用土袋填充,防止围堰过程中出现移动及滑落情况等,提高堰体稳定性。在钢板桩支护的设置中,要先抽干水,进行淤泥的清理,从而整理出供挖掘机行驶的道路,后再进行钢板桩具体的打孔作业。
3.5清除淤泥
对淤泥的清理可以通过人工与机械结合的方式进行,后再借助货车把淤泥进行运离。在围堰中一定要按照预定的方案及实际现场的情况开展施工,在施工中还要注意围堰的顶部比水流的表面要至少高有0.5m,若发现其围堰存在漏渗的现象,就要采取有效的措施进行及时的处理,在水中进行作业中,相关人员还要做好有效的防护工作。在进行淤泥的清理中,要和机械保持有超过10m的距离,还要保证其作业具有良好的平稳性。
4结语
综上所述,水利水电工程建设是一项利国利民的工程,其不仅包括水电站的建设,还包括相应的水坝建设以及河道建设等,是一项系统性的工程。在具体施工过程中,也需要根据水利水电工程建设的具体需求进行相应的施工导流和围堰技术运用。施工导流技术和围堰技术在水利水电施工中的运用能够为其建设提供一个安全稳定的施工环境,具有重要的运用价值。针对施工导流技术和围堰技术方案的设计,需要具体问题具体分析,根据施工河道以及周边环境的地质水文问题选择合适的技术类型,使施工导流技术和围堰技术在水利水电工程中发挥最大效用。
参考文献
[1]水利工程施工中围堰技术的应用与实施[J].赵方胜,李国栋.四川水泥.2021(05)
[2]水利工程中导流和围堰施工技术的应用[J].于志刚,康威.江西建材.2021(05)