摘要:在建设水利工程时,需要通过导流施工,为主体工程的建设创造良好的环境。受到地理位置、地质环境、工程特点等诸多因素的影响,选择的导流施工方案和需要注意的技术要点存在较大差异,例如明渠导流、隧洞导流等。这就需要施工单位提前做好实地调查,在确定导流施工方式的基础上,编制详细的施工方案,为下一步施工作业提供参考。首先概述了导流施工技术要点与常见方式,随后结合某工程实例,就导流施工的实践应用和管理事项展开了简要分析。
关键词:水利工程;导流施工;围堰法;基坑排水
1水利工程导流施工的技术要点
导流施工作为水利工程中常见的一种技术形式,在实际应用中也容易受到技术水平、水流条件、地形地质等诸多因素的影响。为了提高导流施工质量,需要现场人员把握好以下技术要点:其一,做好前期实地调查工作,对地形地质、工程规模、水能指标等做到全面掌握。根据这些调查信息,开展导流方案设计,包括导流形式、施工任务、进度计划等。其二,明确导流施工的具体步骤,以及每个阶段需要掌握的技术要点。例如基地的处理、减渗层的铺设、导流围堰的参数等。明确施工要求,保证导流效果。其三,施工单位不仅要关注导流工程本身,还要树立整体观念,周边的生态环境、绿化工程、景观工程等,也要做到统筹协调。
2水利工程导流施工的技术方式
2.1围堰法
根据具体形式的不同,又可分为全段围堰、分段围堰两种。在水流不大,非汛期施工的情况下,可以选择全段围堰,将河流水全部截断。在断面的两侧或其他合适位置,设置泄水渠道,实现分流。但是在一些河床较宽、水流较大的情况下,使用全段围堰具有一定的危险性,这种情况下必须考虑分段围堰。其特点是在河床内更改水的流向,而不对水流进行拦截和阻挡,具有更强的环境适应能力,并且在技术难度上也比全段围堰更低。
2.2明渠导流法
运用明渠导流法时,需要先确定水利工程坝基所在位置,然后以坝基作为参照,在上游、下游分别修筑围堰。然后在河流两侧的岸边或滩地上,开挖若干条渠道,利用这些渠道,将上游的水导流至下游,从而绕过水利工程,创造了良好的施工环境。明渠导流法通常适用于那些地形比较开阔,且地势相对平坦的情况,在技术难度上也相对较低。利用该方法时,施工单位应结合前期调查结果,确定渠道布设位置,例如,将明渠沿着河道布置时,应注意在靠近河道的一侧采取防冲措施,避免河水上涨后,泥沙在明渠内沉积,影响导流效果。
2.3隧洞导流法
在一些山区位置的水利工程,由于地表的地形复杂多变,不适合地上导流施工,这种情况下就需要选择隧道导流。另外,隧道导流法还可以借助于河岸边存在的水工隧道,进一步降低了施工成本、加快了工程进度。选择这一导流方法,需要注意的事项有:首先,要确定隧洞导流轴线,结合物探结果,尽量避开一些地下岩石,以降低隧洞掘进的难度。其次,减少隧洞的弯曲度,保证导流效果。如果因为地址等原因,必须要进行转折,应合理设计转折角度,原则上来说转角不得低于120°。最后,如果水流量较大需要开挖两条或以上的隧洞,还要注意相邻隧洞之间的岩层厚度。
2.4涵洞导流法
在一些规模较小的土石坝中,可以选择涵洞导流法。在工程基坑的上下游,分别修建挡水围堰,依托涵洞完成导水。涵洞导流的优点在于作业周期短、成本投入低,在一些山区或农村的小型水利工程中应用较为广泛。选择该方法,施工时需要注意的要点有:开挖涵洞时,可以依照地形灵活布置涵洞的位置,以减少工程量。但是如果涵洞周边的围岩破碎较为严重,则需要进行衬砌加固,以保证涵洞的整体结构稳定。也可以选择将涵洞布置在硬土层上,但是要注意进行受力计算,如果涵洞上部的土体压力较大,也需要采取加固措施。可以在涵洞内壁,使用水泥进行抹平。还可以防止落石、落土阻塞涵洞的问题。
3实例分析
3.1工程概况
永定河晓月湖(规划梅市口桥~卢沟桥橡胶坝河段)从规划梅市口桥至卢沟桥橡胶坝段总长1.85km的河道生态修复。永定河自三家店出山后,进入平原区,形成了广阔的冲洪积扇,构成了北京平原区的西北部分,地势较平缓,总体地势西北高东南低。该区含水层为单一的砂、卵砾石层或其顶部覆盖薄层粘性土;第三系含砾泥岩及砂岩构成其隔水底板。本工程防渗面积23万m2,施工面积大,因此合理组织材料进场,机械施工,是本工程的主要难点。
3.2确定导流方案
在设计导流施工方案时,应严格按照《防洪标准》(GB50201-94)执行;同时严格按照《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)及招标围堰进行围堰设计;保证该方案安全可靠、经济合理、且施工方便;要充分利用当地材料及开挖土料。其中,草土围堰断面设计参数为顶宽b=1.0m;高h=1.0m;坡比m=1:1;底宽3.0m。
3.3导流围堰施工
草土围堰填筑以人工为主,反铲挖掘机配合施工。围堰土方来源河底开挖土方,草袋装土不可装满,每层草袋要人工码放并踏实,而且要有1/3搭接。土方填筑高度为2.0m,在填土之前,现场施工人员提前将槽钢桩打入地下,地下埋深3.0m,地表露出的槽钢桩内填充无纺布。使用自卸车将素土填入,然后压实。素土分三次填入,同时相应的进行三次碾压,保证硬度。河道部分施工完毕,由机械配合人工将围堰拆除,草土围堰利用预先在围堰内侧挖设的纵向围堰平衡沟拆除,采用挖掘机将围堰土方与河底预留平衡沟进行土方平衡,完成围堰拆除工作,河道整平达到设计要求。
4水利工程导流施工技术的应用管理
4.1重视实地调查与方案设计工作
水利工程所在地区的地质条件相对复杂,另外根据整个工程的建设要求,还要统筹协调周边的景观工程、绿化工程,尽量减少对生态环境的破坏。因此,施工单位无论是出于导流施工方案设计考虑,还是出于生态保护考虑,都需要重视前期调研工作。要成立专门的调查小组,利用各类测绘仪器,对水利工程周边的水能指标、地形地质、施工条件等做到全方位了解。在此基础上,科学编制导流施工方案,从施工难易程度、工程成本高低、导流效果优劣等角度,选择最佳的导流形式,完善方案细节,为下一步作业的开展提供参考。
4.2开展施工队伍的技能培训工作
由于每项水利工程所面临的环境、技术要点存在差异,这也意味着每次施工前,都需要针对施工队伍开展专项培训。结合设计方案,通过培训明确其中的技术要点,质量标准,切实提升质量管理意识。此外,还要结合不同的部门、不同的岗位,明确具体的施工责任。采用隧道导流法,要注意加强施工现场的安全管理。引进现场监督管理机制,成立质量监督小组,对其中的技术要点、难点进行重点监督、检查,如果发现质量问题,应当立即上报工程负责人,及时整改问题,保证导流施工效果。
4.3施工过程中的生态保护工作
水利工程及导流施工,不可避免的会对工程周边的环境产生破坏影响。通过加强生态管理,一来可以将这种破坏影响降到最低,二来也能够在工程结束后,尽快恢复原有的生态,保证水利工程周边生态绿化景观的整体协调性。例如,在本次工程中,施工单位除了加强导流施工技术管理外,还设计了绿化工程、景观工程,采取了文物保护措施等。
5结语
导流施工是水利工程建设中不可或缺的环节之一,而导流方式的选择、技术的控制,除了会直接影响水利工程施工进度、工程质量外,还会对环境安全产生影响。正是基于导流施工的重要性考虑,施工单位必须要严格管理,树立全过程的管控理念,前期要开展广泛而深入的调研,对工程周边的地质、水流等影响因素做到全面把控;中期要遵循设计方案,按部就班的施工,并且注意对其中的技术要点进行控制;后期要及时拆除围堰,并恢复生态。在综合管理的基础上,确保水利工程高质量建设完成。