论文部分内容阅读
摘要：水利水电工程施工中的导截流技术不仅影响到坝址下游地区的防洪安全，而且对水利水电工程的施工安全、施工工期及工程造价造成影响,因此,在水利水电工程建设中,导流、截流及围堰是控制性的施工项目之一。文章将重点介绍水利水电工程施工中的导截流技术，以供同行参考。
关键词：水利水电工程，导截流技术
中图分类号：TV74 文献标识码：A
前言
水利水電工程施工中的导截流设计是水利水电工程枢纽设计的主要组成部分 ,是枢纽工程施工组织设计的中心环节,也是编制施工总进度计划的主要依据，是选定枢纽布置、枢纽建筑物型式、施工程序及施工总进度的主要因素之一。
一 、水利水电导流的主要影响因素
1.地质水文因素
河流两岸的地层岩性对于导流方案的选择有着比较大的影响作用，通常来说对于比较坚硬、完整的岩层，可以利用其抗压性能不较好的优点采取隧洞导流，而对于风化比较严重、岩层破碎、节理比较发育的地带，明渠导流还是首选。为了避免河川不被过分冲刷，当河流具有比较大的流速的时候，可以对河床进行处理。坚硬岩石形成的河床具有比较强的抗冲刷能力，而由覆盖层组成的河床，由于质地松软，往往很容易被冲刷。
2.水利工程建筑物的影响
水利水电工程中的建筑物布设方式和导流方案是互相影响的，在修建水工建筑物的时候也要考虑到导流方案的选择，充分利用建筑物的特点，可以修建用于永久排泄水流、诸如涵洞、隧洞等排水设施。比如利用分段围堰法修建混凝土坝枢纽的时候，坝体与水电站、溢流段和非溢流段之间的隔墙都可以用作纵向围堰，这样既可以节省成本，也可以缩短工期。
3.综合利用河流
水利工程施工期间，为了保证河流的通航作用不受影响，导流问题至为关键。分段围堰法进行导流的时候，窄化河流之后也要保证一只船通行河流的能力，一般来说河流的流速每秒要控制在2米以下。当河流上有运输木筏的船只经过时，应该防止木材碰到导流设施，同时也兼顾下游的一些供水、渔业，配置专门的过鱼通道，保证渔业养殖不受影响。
4.施工进度和方法的影响
施工进度直接影响导流方案的选择，而导流方案也影响着水利水电工程的实际施工进度，尤其是对于水位蓄水发电、临时泄水、坝体拦截、截断河床等时间点上的协调工作。另外施工方法的选择也决定着导流方案是否合理科学，比如分段围堰法的时候后，如果导流底孔没有完成的话，那么对于河床截断和之后的二次围堰都会有影响。所以施工进度、施工方法和导流方案三者之间是相互影响的密切关系。
二、 水利水电工程导流问题的应对技术
1.做好水力计算
水力计算值决定了导流建筑的尺寸，随即根据这些就可以进行导流方案的配置，通常来说，为了保证导流方案能够准确满足工程需要和工程安全，一些大中型的水利水电工程在进行导流方案设计的时候还会做一些模型模拟实验，实验应该考虑到建筑泄水能力、水压力、流速等因素，看其综合影响作用，并考虑到可能出现的冲刷、溢洪等。
2.施工进度
应该分析施工中的关键进度时间点，主要包括开工、拦截、封孔、发电时间和其他工程受益时间等，经过了深入的研究之后，应该根据实际情况来安排导流工程的施工进度。
3.施工强度指标
根据施工进度安排，绘制出每一个阶段的施工强度曲线，首先要决定施工有效日期，将需要停工的日期和节假日扣除，停工的标准是当不具备施工条件的时候要停止施工，比如在进行土坝施工和浇筑混凝土的时候，如果遇到较大的降雨强度和过低的天气温度，一般情况下都要停工。另外在用分段围堰法进行导流的时候，基坑过水的日期不应该算在工作日之内。
4.对河道综合的实用性和经济性进行验证
不同的导流方案会引起河道综合利用率和有效性的差异，应该结合定性和定量分析，按照科学的规律进行，分析施工技术经济指标，避免出现因为主观臆断而引起的导流方案选择，导致不合理和不科学的现象出现。
三、截流技术进展
目前,国内外大中型水利水电工程土石方开挖及填筑施工已普遍使用4~9. 6m3挖掘机, 5~9. 6m3装载机, 310~575kW推土机, 30~77t自卸汽车等大容量装载、运输机械,为截流戗堤高强度抛投进占和抛投重型块体创造了条件,使立堵截流具有施工简单、快速、经济和干扰小等明显的优势,大流量河道截流技术发展趋势是以立堵为主并逐渐取代平堵。立堵进占前,可利用水上施工船舶,在龙口河床抛投护底材料或预平抛料垫底,提高立堵龙口合龙抛投料的稳定性,减少流失量,缩短合龙时间。鉴于土石方施工机械容量的不断增大,有的工程截流时尽量利用建筑物基础开挖的石渣及块石料,采用大容量施工机械提高戗堤进占抛投强度,加快合龙进度。随着气象预报及水文观测技术的发展,使截流期水文预报精度提高,并在龙口合龙过程中,及时观测龙口口门和分流建筑物的水文要素(水位、流量、流速、流态等)及龙口水下断面形态等资料,为截流设计及施工提供可靠的依据,有利于准确地选定合龙时机,减小截流龙口合龙的风险。
四、围堰技术进展
1、土石围堰
在河道深水中修筑土石围堰的关键问题是防渗措施的选择和应用。世界各国水利水电工程围堰防渗措施种类很多,尤其是采用防渗墙作为围堰防渗措施的技术发展很快。1971年,加拿大马尼克ó级水电站主坝(冰碛土心墙土石坝)基础防渗采用双排混凝土防渗墙,其最大深度达131m,墙厚均为0. 65m,墙底部嵌入基岩大于0. 61m。
我国应用混凝土防渗墙始于1958年。葛洲坝工程建成二期上游土石围堰,最大高度50m,两侧为石渣块石体,中部为水中抛填的砂砾石料而未经压实,采用两排混凝土防渗墙作为堰体心墙及基础防渗墙,两墙中心距3.5m,堰厚均为0. 8m,最大墙高47.3m,围堰挡水运行防渗效果良好。小浪底工程,拦河大坝采用壤土斜心墙堆石坝,最大坝高154m,坝基深覆盖层混凝土防渗墙厚1.2m,最大深度82m,是目前我国最深的防渗墙。三峡工程二期上游土石围堰堰体为水下抛填的砂砾石及花岗岩风化砂料,风化砂料经振冲加密处理,采用两排混凝土防渗墙作为堰体心墙及基础防渗墙,两墙中心距6m,墙厚均为1. 0m,最大墙高74m,防渗墙面积4.488万m2,为当前世界在水中抛填堰体施工规模最大的防渗墙工程。
2 、混凝土围堰
混凝土围堰大多用于纵向围堰,且为重力式,也有用于横向围堰,狭窄河床的上游横向围堰,常采用拱形结构。混凝土围堰一般需在低土石围堰保护下干地施工,但也可创造条件在水下浇筑混凝土。20世纪80年代以来,我国水利水电工程混凝土围堰广泛应用快速施工的碾压混凝土技术。如上、下游围堰均采用碾压混凝土;隔河岩上游横向围堰为碾压混凝土过水围堰,采用拱形重力式结构。大朝山上游横向围堰为碾压混凝土过水围堰,采用双曲拱形结构。
三峡工程三期碾压混凝土围堰与混凝土纵向围堰及其以左大坝共同挡水库水位135m(,以保障三期工程施工期间船闸通航及左岸电站发电。围堰为重力式结构,堰顶高程140m,最大堰高121m。碾压混凝土方量167. 36万m3,分两阶段施工,月、日最高浇筑强度达47. 6万m3、21066m3,均为当今世界之冠。月最高上升高度达25m。三峡工程三期碾压混凝土围堰快速施工取得成功,标志我国碾压混凝土施工技术已达到世界先进水平。
结语
合理的导截流方案是保证水利水电工程质量和进度的基础，所以应该根据工程实际情况分析可能出现的问题，提出有效地解决方法，保证施工进度和质量，更好地服务我国的水利水电工程建设。
参考文献
[1]苗辛.水电施工导截流技术的综述[J].中国新技术新产品,2010,(24):108-109.
[2]廖和武.水利水电枢纽工程施工中导截流方案的选择[J].科技风,2010,(9):136-137.
关键词：水利水电工程，导截流技术
中图分类号：TV74 文献标识码：A
前言
水利水電工程施工中的导截流设计是水利水电工程枢纽设计的主要组成部分 ,是枢纽工程施工组织设计的中心环节,也是编制施工总进度计划的主要依据，是选定枢纽布置、枢纽建筑物型式、施工程序及施工总进度的主要因素之一。
一 、水利水电导流的主要影响因素
1.地质水文因素
河流两岸的地层岩性对于导流方案的选择有着比较大的影响作用，通常来说对于比较坚硬、完整的岩层，可以利用其抗压性能不较好的优点采取隧洞导流，而对于风化比较严重、岩层破碎、节理比较发育的地带，明渠导流还是首选。为了避免河川不被过分冲刷，当河流具有比较大的流速的时候，可以对河床进行处理。坚硬岩石形成的河床具有比较强的抗冲刷能力，而由覆盖层组成的河床，由于质地松软，往往很容易被冲刷。
2.水利工程建筑物的影响
水利水电工程中的建筑物布设方式和导流方案是互相影响的，在修建水工建筑物的时候也要考虑到导流方案的选择，充分利用建筑物的特点，可以修建用于永久排泄水流、诸如涵洞、隧洞等排水设施。比如利用分段围堰法修建混凝土坝枢纽的时候，坝体与水电站、溢流段和非溢流段之间的隔墙都可以用作纵向围堰，这样既可以节省成本，也可以缩短工期。
3.综合利用河流
水利工程施工期间，为了保证河流的通航作用不受影响，导流问题至为关键。分段围堰法进行导流的时候，窄化河流之后也要保证一只船通行河流的能力，一般来说河流的流速每秒要控制在2米以下。当河流上有运输木筏的船只经过时，应该防止木材碰到导流设施，同时也兼顾下游的一些供水、渔业，配置专门的过鱼通道，保证渔业养殖不受影响。
4.施工进度和方法的影响
施工进度直接影响导流方案的选择，而导流方案也影响着水利水电工程的实际施工进度，尤其是对于水位蓄水发电、临时泄水、坝体拦截、截断河床等时间点上的协调工作。另外施工方法的选择也决定着导流方案是否合理科学，比如分段围堰法的时候后，如果导流底孔没有完成的话，那么对于河床截断和之后的二次围堰都会有影响。所以施工进度、施工方法和导流方案三者之间是相互影响的密切关系。
二、 水利水电工程导流问题的应对技术
1.做好水力计算
水力计算值决定了导流建筑的尺寸，随即根据这些就可以进行导流方案的配置，通常来说，为了保证导流方案能够准确满足工程需要和工程安全，一些大中型的水利水电工程在进行导流方案设计的时候还会做一些模型模拟实验，实验应该考虑到建筑泄水能力、水压力、流速等因素，看其综合影响作用，并考虑到可能出现的冲刷、溢洪等。
2.施工进度
应该分析施工中的关键进度时间点，主要包括开工、拦截、封孔、发电时间和其他工程受益时间等，经过了深入的研究之后，应该根据实际情况来安排导流工程的施工进度。
3.施工强度指标
根据施工进度安排，绘制出每一个阶段的施工强度曲线，首先要决定施工有效日期，将需要停工的日期和节假日扣除，停工的标准是当不具备施工条件的时候要停止施工，比如在进行土坝施工和浇筑混凝土的时候，如果遇到较大的降雨强度和过低的天气温度，一般情况下都要停工。另外在用分段围堰法进行导流的时候，基坑过水的日期不应该算在工作日之内。
4.对河道综合的实用性和经济性进行验证
不同的导流方案会引起河道综合利用率和有效性的差异，应该结合定性和定量分析，按照科学的规律进行，分析施工技术经济指标，避免出现因为主观臆断而引起的导流方案选择，导致不合理和不科学的现象出现。
三、截流技术进展
目前,国内外大中型水利水电工程土石方开挖及填筑施工已普遍使用4~9. 6m3挖掘机, 5~9. 6m3装载机, 310~575kW推土机, 30~77t自卸汽车等大容量装载、运输机械,为截流戗堤高强度抛投进占和抛投重型块体创造了条件,使立堵截流具有施工简单、快速、经济和干扰小等明显的优势,大流量河道截流技术发展趋势是以立堵为主并逐渐取代平堵。立堵进占前,可利用水上施工船舶,在龙口河床抛投护底材料或预平抛料垫底,提高立堵龙口合龙抛投料的稳定性,减少流失量,缩短合龙时间。鉴于土石方施工机械容量的不断增大,有的工程截流时尽量利用建筑物基础开挖的石渣及块石料,采用大容量施工机械提高戗堤进占抛投强度,加快合龙进度。随着气象预报及水文观测技术的发展,使截流期水文预报精度提高,并在龙口合龙过程中,及时观测龙口口门和分流建筑物的水文要素(水位、流量、流速、流态等)及龙口水下断面形态等资料,为截流设计及施工提供可靠的依据,有利于准确地选定合龙时机,减小截流龙口合龙的风险。
四、围堰技术进展
1、土石围堰
在河道深水中修筑土石围堰的关键问题是防渗措施的选择和应用。世界各国水利水电工程围堰防渗措施种类很多,尤其是采用防渗墙作为围堰防渗措施的技术发展很快。1971年,加拿大马尼克ó级水电站主坝(冰碛土心墙土石坝)基础防渗采用双排混凝土防渗墙,其最大深度达131m,墙厚均为0. 65m,墙底部嵌入基岩大于0. 61m。
我国应用混凝土防渗墙始于1958年。葛洲坝工程建成二期上游土石围堰,最大高度50m,两侧为石渣块石体,中部为水中抛填的砂砾石料而未经压实,采用两排混凝土防渗墙作为堰体心墙及基础防渗墙,两墙中心距3.5m,堰厚均为0. 8m,最大墙高47.3m,围堰挡水运行防渗效果良好。小浪底工程,拦河大坝采用壤土斜心墙堆石坝,最大坝高154m,坝基深覆盖层混凝土防渗墙厚1.2m,最大深度82m,是目前我国最深的防渗墙。三峡工程二期上游土石围堰堰体为水下抛填的砂砾石及花岗岩风化砂料,风化砂料经振冲加密处理,采用两排混凝土防渗墙作为堰体心墙及基础防渗墙,两墙中心距6m,墙厚均为1. 0m,最大墙高74m,防渗墙面积4.488万m2,为当前世界在水中抛填堰体施工规模最大的防渗墙工程。
2 、混凝土围堰
混凝土围堰大多用于纵向围堰,且为重力式,也有用于横向围堰,狭窄河床的上游横向围堰,常采用拱形结构。混凝土围堰一般需在低土石围堰保护下干地施工,但也可创造条件在水下浇筑混凝土。20世纪80年代以来,我国水利水电工程混凝土围堰广泛应用快速施工的碾压混凝土技术。如上、下游围堰均采用碾压混凝土;隔河岩上游横向围堰为碾压混凝土过水围堰,采用拱形重力式结构。大朝山上游横向围堰为碾压混凝土过水围堰,采用双曲拱形结构。
三峡工程三期碾压混凝土围堰与混凝土纵向围堰及其以左大坝共同挡水库水位135m(,以保障三期工程施工期间船闸通航及左岸电站发电。围堰为重力式结构,堰顶高程140m,最大堰高121m。碾压混凝土方量167. 36万m3,分两阶段施工,月、日最高浇筑强度达47. 6万m3、21066m3,均为当今世界之冠。月最高上升高度达25m。三峡工程三期碾压混凝土围堰快速施工取得成功,标志我国碾压混凝土施工技术已达到世界先进水平。
结语
合理的导截流方案是保证水利水电工程质量和进度的基础，所以应该根据工程实际情况分析可能出现的问题，提出有效地解决方法，保证施工进度和质量，更好地服务我国的水利水电工程建设。
参考文献
[1]苗辛.水电施工导截流技术的综述[J].中国新技术新产品,2010,(24):108-109.
[2]廖和武.水利水电枢纽工程施工中导截流方案的选择[J].科技风,2010,(9):136-137.