围堰技术的水利水电施工应用(共2719字)

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水利水电工程在调配水资源,供应电能上发挥重要作用,因此,保证水利水电工程质量,确保其安全、稳定运行意义重大。施工单位应结合水利水电工程设计要求,做好施工导流及围堰工作,认真落实各施工细节,促进施工工作的圆满完成。

一、水利水电施工导流施工技术的应用

水利水电施工导流方法有全段围堰法导流、分段围堰法导流之分,两种导流方法施工存在较大差别,应用时应注重相关环节的控制。1.全段围堰法导流全段围堰法导流指在上下游处各建设一道拦水围堰,使河水从河床外的临时泄水建筑物下泄。全段围堰法导流包括隧洞导流、明渠导流、涵管导流等,其中应用隧道导流时,首先,合理布置隧洞。一方面,洞轴沿线应具有良好的地质条件,洞线尽量成直线型,洞转弯半径至少应为5倍洞径,且转角不能超过60°。另一方面,河流方向和进出口引渠轴线夹角不能超过30°。洞的大小应满足应力及结构要求。其次,合理设计断面。断面分为方圆形、马蹄形、圆形,如地质条件差可设计为马蹄形。最后,合理控制槽率范围。如为一般爆破不初衬时槽率应控制在0.035~0.044范围;如为光面爆破不衬砌时,槽率控制在0.025~0.032范围;如为混凝土衬砌槽率应控制在0.014~0.017范围。应用明渠导流时首先应保证渠身轴线伸出上下围堰外坡脚,水平距离应满足围堰防冲要求。同时,尽量不要深开挖操作,注重缩短明渠轴线长度。其次,确定合理的进出口高程。进口高程应参考截流要求进行设计。为避免水下大量开挖,应适当抬高进出口高程。最后,注重槽率控制。应根据水利水电实际,查手册,做相关的水工试验加以确定。另外,如对通航无要求,应将坝段修筑在明渠中,并设置坝面缺口和导流底孔。如对通航有要求,应设置好闸门墩。应用涵管导流时应在河岸岩滩上布置涵管。同时,每隔一定距离在涵管外壁设置截流环,延长渗径,减缓渗透坡度,避免渗流的破坏。另外,保证涵管管深沉陷缝、温度缝中的止水施工质量。2.分段围堰法导流当水利水电工程处于宽河床、大流量位置,有条件布置纵向围岩或和床覆盖层较薄时,可考虑使用分段围堰法进行导流。分段围堰导流的前期借助束窄的原河道导流,后期需要修建泄水道进行导流。应用该导流法时,河床束窄程度的选择应合理,一般可采用以下公式计算:其中K、A1、A2分别表示河床束窄程度(%)、基坑与围岩所占的过水面积(m2),原河床的过水面积(m2)。在一些水利水电工程中,K的取值范围在40%~70%。分段围堰法导流后期导流的泄水道,包括底孔导流、坝体缺口导流、明渠导流。应用底孔导流时,应综合分析封堵闸门设备、水利水电结构特点,以及负责的任务,确定最佳的底孔尺寸。同时,布置底孔时应满足封堵、围堰工程、截流等的要求。当其他泄流建筑物泄流能力不足时,可通过在坝体上预留缺口进行导流,其中应在综合分析施工条件、泄流能力、设计流量的基础上,预留合理高度、宽度的缺口。当河床一侧的河滩基岩高度较高且岸坡稳定、舒缓时,施工中后期可考虑采用明槽导流。采用明槽导流时应综合分析明槽的槽率、出口消能,尽可能保证其与永久性建筑物充分地结合。

二、水利水电围堰技术的应用

水利水电施工中,为创造良好的施工条件需进行围堰施工。按照所用材料围堰分为混凝土围堰、钢板桩格型围堰、土围堰、土石围堰。为方便水利水电施工,应选择合理的围堰类型,严格控制相关施工参数。1.围堰型式选用原则水利水电围堰类型较多,合理选择围堰类型,不仅可提高施工效率,而且能减少施工投入,因此,选择围堰类型时应满足以下原则:首先,围堰的抗冲性、防渗性、稳定性应满足设计与施工要求,使水能够平顺流淌,不能发生严重的局部冲刷。另外,围堰接头与岸坡之间的连接应可靠安全,避免围堰失事情况的发生。其次,因围堰是需要拆除的临时建筑物,因此,施工时应能就地取材、结构简单,方便施工与拆除作业。最后,如需要,应增加相关保护措施,避免船筏因冲击、冰棱等的影响而破坏。2.合理布置围堰平面围堰平面布置是否合理,直接影响围堰作用的充分发挥,因此,布置围堰平面时应结合围堰设计、水利水电工程轮廓、导流方案等,保证围堰平面布置的合理性。如导流采用全段围堰法时,基坑由两岸、上下游横向围堰构成。如采用分段围堰法时,基坑还有纵向围堰。施工中对上下游围堰进行布置时均应根据水利水电工程轮廓而定。另外,还应做好围堰的防渗、防冲施工。为保证围堰的防渗效果可采用灌浆帷幕、防渗墙、斜墙接水平铺盖等进行防渗,施工中尤其应保证斜墙与铺盖的水下抛填质量。为提高围堰的防冲刷性能,可采用柴排、抛石进行护底。另外,围堰布置时应注重在上下游位置设置导流墙。3.加强堰顶高程控制围堰施工时还应保证坝顶高程控制的合理性,具体可采用相关公式进行计算,水利工程施工中如果需要对一部分水流进行拦截时,应通过水库调洪水计算堰顶高程。另外,水利水电工程施工完成后,为保证水利水电工程功能的正常发挥,应及时拆除围堰。为保证拆除作业安全性,拆除围堰时,一方面,拆除工作应选择在枯水时间或季节进行,作业前做好充分的技术交底。另一方面,制定围堰拆除作业应急预案,发现险情及时撤离作业人员。同时,拆除过程中注意观察水情、雨情等,发现异常应停止拆除作业。

三、结语

水利水电工程施工中施工导流及围堰工作是否做到位,直接影响施工的安全性及施工的顺利进行,因此,施工单位应加强施工导流及围堰技术应用研究,严把相关施工细节及施工参数,保证导流及围堰施工合理、科学。本文通过研究得出以下结论:1.水利水电施工导流方式分为全段围堰法导流、分段围堰法导流,其中全段围堰法导流时应结合设计要求及工程实际,做好充分的论证分析,确定采用隧洞导流、明渠导流还是涵管导流,无论采用何种导流方式施工中均应做好相关参数的把握,促进导流工作的顺利进行。分段围堰法导流时,应保证河床束窄程度选择的合理性,一般在40%~70%。同时,还应做好后期导流泄水道施工工作的顺利实施。2.水利水电工程中应用围堰技术时,一方面选择围堰型式时应兼顾功能要求,以及施工的便利性与经济性。另一方面,根据水利水电工程设计要求及轮廓,对围堰平面加以科学、合理布置,并采取措施提高围堰的抗渗、抗冲刷能力。另外,还应保证上下游围堰坝顶高程的合理控制。

作者:朱文生 单位:宜昌市方源水利水电工程有限公司

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