在水利项目中,施工导流是工程的一个内容,主要的导流方案有两种,一种是全段围堰法;第二种就是分段围堰法。这两种方法都有一定的效果,具体使用哪种方法主要是根据水利工程的情况。此外在选择导流方案的时候,还要结合自然以及社会因素,在结合这些因素施工可以保证施工效果。本篇文章主要是讲述了导流的施工技术。
导流施工主要是针对水利工程而言,为施工提供了一定的施工条件,在施工的前期会采用围堰的方式围护基坑,这样让水向下游流走,然后再将水引出去。这是水利工程施工中的一个措施。在选择导流方案的时候,要考虑到工程的工期以及质量,而且还要结合工程的造价,保证水利工程顺利施工。本篇文章主要是讲述了导流施工的两种方式,以及探讨了全段围堰法的泄水类型以及施工措施。
1 施工导流方式的种类
1.1 全段围堰法导流
全段围堰法,是主河道被全段围堰一次拦断,水流被导向旁侧的泄水建筑物。其多用于河床狭窄,基坑工作面不大,水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰,难于实现分期导流的工程。同时,全段围堰法的泄水类型还分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流和渡槽导流4种。
1.2 分段围堰法导流
分段围堰法就是水流通过河床外的束窄河床下泄,后期通过坝体预留缺口、底孔或其他泄水建筑物下泄。其适用于河床较宽,流量大,工程工期较长的工程。同时,分段围堰法又分为底孔导流和缺口导流两种。
一般,在选择何种导流方式时,应根据水利工程的实际情况和工程自身的具体要求,选择最为合适的导流方法。首先,应考虑水利工程的水文条件,如,河道流量大小、水位的变化幅度、汛期洪水的持续时间、枯水期的时间长短、冬季冰冻状况等;其次,在初期导流阶段,当建筑物的型式确定之后,主要结合基坑是否过水问题,从临建投资、工期、度汛安全等方面进行深入比较何种方式最为妥当;第三,应考虑施工期通航、过木、排冰、水库的提前淹没等外部环境问题;第四,应结合水利工程的地质地形条件、水能指标等,考虑工程周边建筑物的分布、水库的蓄水问题、下游的生态环境和居民的搬迁计划等。
2 全段围堰法的几种泄水类型
2.1 明渠导流
明渠导流是在河岸或者河滩上开挖渠道,在基坑的上下游修建横向围堰,河水经渠道下泄。其适用于坝址河床较窄但分期导流困难、导流流量大但地质条件不好、施工期有通航、排冰和过木要求的工程。在选择明渠导流方案时,应注意以下几点:
2.1.1 导流明渠的布置
(1)通常情况下,导流都应该设置在空旷宽敞的地方,例如台地、古河道附近。明渠中的水流一定要畅通,以免出现水流堵塞,不能正常的泄水,因此,明渠转弯的直径应该大于渠底,而且是其宽度的5倍或者是以上,这样才能保证水流的畅通。在明渠的渠身上,要有轴线,而且轴线的位置,而且轴线的位置要伸出围堰。将轴线控制在水平位置上,这样才能有效的防止水冲击。
(2)在设置明渠的轴线时要控制明渠的长度而且在挖掘渠道的时候,注意挖掘的深度,要让明渠的进出口位置与上游的水相接,明渠与主河道中有夹角,将角度控制在30°以内。
(3)明渠的进出口要按照一定的标准设置,例如遵循不冲、不淤等标准。在确定进出口形状的时候,要对位置实验而且是不断的调整形状。
(4)一般情况下,在设计明渠的进出口高度时,按照该位置的水流情况设计,而且进出口位置要能适合水利施工的要求,例如通航以及排冰等。在向下挖掘的时候,要控制挖掘的数量,将明渠的进出口位置抬高。
2.1.2 导流明渠断面设计
(1)明渠断面尺寸的确定。在设计明渠的尺寸上面,要以导流的流量为标准,同时也要结合地形以及地质情况,因为这些条件决定了水的流量以及速度,所以要综合分析之后,确定明渠断面尺寸。
(2)明渠断面形式的选择。在最初设计的时候,如果将明渠的断面设计成梯形,可是明渠的底部的岩石很坚硬,那么就要改变设计形状,使其变为矩形。明渠还有通航以及截流的作用,为了保证功能,在设计明渠的时候,还可以将其设计成复式梯形。
2.1.3 明渠糙率的确定。明渠粗糙是由于河床不规则造成的,而且岸壁也不符合要求。而且粗糙的程度会影响水流运动,甚至是造成能量损失。糙率是综合的指标,人们可以通过糙率来判断断面的泄水能力。影响糙率的因素有很多,如果使用的挖掘方法不当,材料不符合规定,而且渠的底部不平整,都会影响糙率。在桥梁工程中糙率是设计参数,影响着设计效果。因此在实际的工程中,在确定糙率的时候要先进行实验。
2.2 隧洞导流
2.2.1 导流洞位置的选择:在布置隧洞时,应尽量缩短洞线长度。当坝址位于河湾地段时,宜将洞线布置在凸岸。
2.2.2 在设置隧洞轴线的时候,一般都是按照直线的方式,也有少数情况将其设置为曲线,当轴线是曲线,要保证弯处的半径大于隧洞的直径,其直径要超过隧洞的宽度。弯曲的度数一般都小于60°弯道的首位位置都应该有一段直线,而且直线的长超过隧洞的直径。隧洞的流水要畅通,这样才能让水全部的排出去,在隧洞的进出口位置与水流呈小于30°的夹角。可以根据水流的情况适当的增大角度。
2.2.3 隧洞间的净距、隧洞与永久建筑物间距、洞脸与洞顶围岩厚度等,均应满足结构和应力的要求。
2.2.4 隧洞进口的高程多由截流控制,出口的高程由下游消能设施控制,并结合考虑截流落差、通航、过木及封堵条件等;隧洞底坡的选择与进、出口高程相关,一般采用1‰-4‰,也有采用平底的;洞底按需要设计成缓坡或陡坡,但避免出现反坡。
2.3 涵管导流
2.3.1 选择用涵管导流的方式时,要保证坝体以及涵管的外壁没有渗漏,这样才能保证导流的效果。因此要在涵管的外壁上设置节流环,而且是在整段的涵管上设置,这样可以有效的控制渗流量。还能保证水流的速度。
2.3.2 管道中的水流大,而且是长时间的被水冲刷,因此在导流之前,要坚持管道,保证内部是完好的,没有破坏现象。当在检查的时候发现了渗水,就要马上封堵。如果渗水的情况很严重,完全封堵没有效果,那么可以采用引排的方式,这样可以保证封堵的效果。
结束语
由上述可知,主要有两种导流方案,如果将其细化分还有几种泄水类型。但是在实际的水利工程中,要有一个合理的导流方案。在确定方案的时候,要以水利工程为主,综合考虑水利工程的水流量,以及所处的位置,还要结合影响导流的自然因素以及社会因素,从而制定出一个科学的导流方案,这样才能保证导流的效果。只有导流方案正确了,才能保证导流顺利施工。
作者:赵常慧 来源:科学与财富 2016年3期