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圍堰技術在水利水電工程施工的應用論文
摘要:近年來，國家對水利水電工程的建設十分重視，水利水電工程和人們的生活也有著密切的關系，人們對水利水電工程的建設的關注不斷提高。在水利水電工程的建設中，由于工期長，其施工的地質(zhì)條件和施工的內(nèi)容比較復雜，這使施工面臨著很大的挑戰(zhàn)，為了保證其具有良好的施工條件，就常用施工導流及圍堰技術。文章針對施工導流及圍堰技術在水利水電工程施工中的應用進行分析，希望對其工程施工提供一定的幫助。
關鍵詞:施工導流；圍堰技術；水利水電工程；施工應用
水利水電工程是建筑工程中比較特殊的工程類型，其施工周邊環(huán)境的自然條件惡劣程度相關于施工的艱難度，為了便于水利水電工程安全順利的施工，施工前期就需要采用良好的施工導流及圍堰技術，構建良好的施工空間和環(huán)境條件。經(jīng)過長期的研究和探索，產(chǎn)生了諸多的施工導流及圍堰技術類型，為水利水電工程的展開施工奠定了良好的基礎，而施工導流及圍堰技術如何在水利水電工程施工中進行具體的應用,就是文章主要研究的內(nèi)容。
1水利水電工程施工導流及圍堰技術概述
1.1施工導流概述
在水利水電的施工中,由于其特殊的環(huán)境條件,為了創(chuàng)設良好的施工環(huán)境，就需要對施工河道復雜環(huán)境進行有效的改善,將河水通過有效的引流,使其繞過施工的現(xiàn)場，避免對工程的正常施工造成影響，特別是在進行水利工程大壩的修建中，對于施工導流技術的應用十分重視。在導流施工階段，需要根據(jù)水利工程實際情況的需求和施工現(xiàn)場的實時勘察數(shù)據(jù)，來進行導流方案的選擇與確定，從而采用合理的導流方案，若基坑總施工量較大，則說明于河流的截流后枯水期內(nèi)是不能完成的，這就要對其導流期限合理進行設計，那些未完成施工的部分需要按照實際導流的情況進行事故防治相關措施的制定，保證壩體安全，若基坑的施工量并不是很大，于一枯水期內(nèi)可以完成，為了避免特殊情況發(fā)生，也要根據(jù)實際的情況進行導流方案的選擇。施工導流可分成前期導流的計劃、中期導流及后期導流三階段，共同來實現(xiàn)對良好施工條件的創(chuàng)設[1]。
1.2圍堰技術概述
圍堰技術是一種水壩工程類型，圍堰是水利水電工程施工中進行構建的臨時性建筑物，其具有著臨時性及特殊性的特征，在水利水電工程的施工中發(fā)揮著重要的作用，主要的目的就是實現(xiàn)對施工基坑的維護,保證施工環(huán)境在干地狀態(tài)中進行，在施工任務結束后,若圍堰并不是工程建筑一部分，就需要進行拆除。在水利水電工程施工中，一般都需要進行圍堰設施的建設，其面積也是根據(jù)實際的情況而定，對于一些大型水利工程的建設，在圍堰的設計中還需要進行有效的檢測，往往通過設置模型進行檢測[2]。對于圍堰施工來說，需要圍堰的立面能夠有效地防止水流對其河道產(chǎn)生沖刷，來緩解泄水的困難及減少設備的運輸費。
2施工導流常見方案
2.1缺口導流
對于缺口導流來說，其一般適用于混凝土類型的壩體施工，主要是基于導流設計的規(guī)定高程及部位要求，按照水利水電工程實際的狀況，進行適當缺口的確定和設計，當河流處在洪水期時，就能夠有效的發(fā)揮臨時導流目的。在缺口實現(xiàn)其輔助導流功能后，一般將根據(jù)實際的工程設計方案將其設置為永久性的建筑物部分，其主要在洪水階段發(fā)揮作用，在洪水期，河流是從導流的底孔或導流的隧道等一些建筑導流中進行通過，如果需要增加其導流的建筑物，則勢必會增加其工程成本的投入，因此,這時候就在導流建筑建設中設置相應的缺口，一般其缺口的設置是按河流的枯水期相關標準進行設計，處在河流洪水階段，通過預留的缺口，和其它導流的建筑進行配合，實現(xiàn)對洪峰流量的宣泄，在枯水期階段，把缺口上升于與其它壩體相似高程位置，則缺口導流可以有效降低其導流的底孔以及導流的隧洞等建筑尺寸，實現(xiàn)對工程投資的降低[3]。
2.2隧洞導流
對于隧洞導流來說，其是水利水電工程導流施工中比較常用的一種方式,是將上下游進行圍堰，對河床基坑進行一次性的攔斷，實現(xiàn)其主體的建筑物能夠在干地展開施工的目的，使得全部的河道水通過導流的隧洞進行宣泄。這種隧洞導流方式，其適用的條件也有著嚴格的要求，一般是對那些導流的流量不是很大、壩址的河床比較狹窄、兩岸的地形比較陡峻等一岸或者兩岸的地質(zhì)條件比較好的地方使用。在導流隧洞布置中，要求隧洞軸線具有眼線地質(zhì)相關條件比較好，才能夠保證其隧洞的施工具有良好的安全性，其隧洞的軸線適合按照直線進行布置，在進行轉彎時，其轉彎的半徑不能小于洞徑的5倍，且轉角也不能超過60°，對彎道的首尾還要設置一定的直線段，其長度不能小于洞徑的4倍，另外，進出口的引渠軸線和河流主流的方向具有的夾角也要低于30°[4]。
2.3涵管導流
水利水電工程的施工建設中，一般在進行土壩及堆石壩的修筑中，會使用到涵管導流的方式，這種導流方式能夠有效提升水利水電工程性能。對于涵管導流來說，其一般為鋼筋混凝土結構，則在進行涵管的施工中，一定要嚴格把握好鋼筋混凝土具有的特性，才能夠有效避免鋼筋混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題。一般在建筑物的基巖內(nèi)進行溝槽的開挖，必要情況下進行襯砌,后在封上相應的混凝土進行頂蓋，從而形成相應的涵管，涵管導流具有著良好的經(jīng)濟可靠性,但是涵管具有的泄水功能是比較有限的，則其往往用在導流的流量要求比較小河床中，還可以用在枯水期階段的導流中，另外，為了避免涵管的外壁及壩體的防滲結構間出現(xiàn)滲流，一般在涵管的外壁中每隔相應距離就進行節(jié)流環(huán)的設置，來進行其滲流量的延長，降低其滲流的坡度，從而降低滲流破壞能力。
3圍堰技術類型
3.1土袋圍堰
水利水電工程的圍堰中，一般比較常用土圍堰和土袋圍堰的方式，土圍堰和土袋圍堰施工的材料一般選擇使用黏性土，缺少黏性土的話還可以選擇使用砂土類型填充物。在進行砂土類型材質(zhì)的填筑中，其堰身滲流的長度需要進行適當?shù)募訉�，其堰身還要和砂土顆粒不斷的增大而進行適當?shù)募雍�，其圍堰斷面的土質(zhì)情況直接就對滲水的程度與水壓作用穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響。對于土圍堰來說,其廣泛的使用在1.6m以下的水深及水流速度在0.4m/s下的水利工程內(nèi)，且其河床不適合應用滲水性比較高土質(zhì)類型，而土袋圍堰技術則適用在4.0m以下的水深及水流速度在1.6m/s下的水利工程內(nèi)，其河床也不適合滲水性比較高土質(zhì)類型[5]。
3.2混凝土圍堰
混凝土圍堰主要是利用混凝土當做圍堰的材料，其所具有的圍堰結構有很不錯的防水及抗沖擊能力，且其工程量也比較小，能夠促進混凝土與建筑物有效連接，河水即使流過其堰頂，對圍堰的結構也不會產(chǎn)生影響，其應用的范圍也比較廣泛。
3.3鋼板樁圍堰
對于鋼板樁的圍堰方式，其主要是把鋼板設置并打入河床內(nèi)，借助填土來對其進行固定，從而形成相應的鋼板圍堰，此圍堰結構一般使用鎖口方式進行連接，其內(nèi)部的材料也具有非常好的防水性能，如砂石及卵石等。鋼板樁圍堰施工，先要進行支柱的設置，再設置其鋼板樁，并填充相應防水材料，后把支柱進行取出，并持續(xù)進行材料填充，直到滿足其施工的要求為止。由于此圍堰結構具有自身的特性，會對部分河床的面積進行占用，也會受到強烈的水流沖擊力，在圍堰設計中，其工程的主體建筑要根據(jù)圍堰平面進行布局，其工程的主體輪廓要和基坑保持20~30m的距離，其主體的建筑物也要和基坑的坡趾保持20~30m的距離。鋼板樁圍堰具有著很強的操作性及廣泛應用的范圍，適合應用于較大的水流流速或者較深的水流河床類型中，并且在進行圍堰的施工完成后，還可以拔出其鋼板重復進行使用，還具有不錯的經(jīng)濟性。
3.4木樁土圍堰
木樁土圍堰方式在水利水電工程中也比較常用，其一般通過于河床中修建相應的木樁土進行圍堰，先把木樁打入到河床中，后把竹笆在其木樁里側進行設置，進而再把土圍堰在樁和樁間進行設置，這種圍堰方式的應用，一般在河床水深5~6m及水流的速度超過1.6m/s的情況下,才可有效地發(fā)揮其圍堰作用。
4施工導流及圍堰技術在水利水電工程施工中的應用要點
4.1測量放線
在正式施工前,需要先進行測量放線工作，相關人員要對其實際的地質(zhì)條件與具體控制點實施精確全面的測量，從而來保證地段施工中具有良好的參照準確性,必要的時候還要進行施工標志的確定。在進行巖體軸線的有效確定后，相關人員還要對其進行科學合理的計算與分析，保證其具有良好的集中管理結構形式，同時還能對堰體實際的施工方向及砌筑的范圍進行掌控，這對施工中運用落實準確的數(shù)據(jù)參考，有利于提高工程質(zhì)量[6]。
4.2設置護坡木樁
如果圍堰底部淤泥的深度比較深，想要有效的避免其堰體位置出現(xiàn)移動情況，就需要在堰體的兩端進行護腳木樁的設置，來進行堰體的保護，一般木樁間距、直徑、長度等標準的設置要根據(jù)實際的工程情況而定,如果施工中木樁的入土深度不夠，還需要通過人工方式進行木樁向淤泥內(nèi)更深的打入。
4.3人工裝袋和堆碼黏土
如果工程施工的現(xiàn)場具有充足的黏土量，就可以通過使用現(xiàn)場黏土,如果黏土量和質(zhì)量欠佳，就需要從外部進行購買。在進行黏土的采購后，用卡車把其運輸至施工現(xiàn)場，后組織人員把黏土裝袋，其每袋黏土裝入的量要求是編織袋的1/2或2/3的容量要求，并使用鐵絲或細麻繩進行編織袋的縫合。砌筑中要保證土袋平放，并錯縫堆碼整齊。水中的土袋使用帶勾的木桿將其送到位，層層進行堆碼，直到達到預先制定的高度。
4.4鋼板樁支護的設置
在堰體內(nèi)部坡腳處，需要進行一排具有10cm長度間隔的鋼板樁設置,設置的長度控制在6m，對其淤泥與水深情況都要預先進行測定，鋼板樁入土的深度要設置在5m，對于鋼板樁與堰體間可使用土袋填充，來防止圍堰過程中出現(xiàn)移動及滑落情況等，提高堰體穩(wěn)定性。在鋼板樁支護的設置中，要先抽干水，進行淤泥的清理，從而整理出供挖掘機行駛的道路,后再進行鋼板樁具體的打孔作業(yè)[7]。
4.5清除淤泥
在圍堰施工結束后，就需要對其進行有效的排水，往往進行井子溝挖掘的方式實現(xiàn)，在排水一定時間后，再進行淤泥的清理，對淤泥的清理可以通過人工與機械結合的方式進行，后再借助貨車把淤泥進行運離。在圍堰中一定要按照預定的方案及實際現(xiàn)場的情況開展施工，在施工中還要注意圍堰的頂部比水流的表面要至少高有0.5m,若發(fā)現(xiàn)其圍堰存在漏滲的現(xiàn)象，就要采取有效的措施進行及時的處理，在水中進行作業(yè)中，相關人員還要做好有效的防護工作，保證安全帽和勞保器械的佩戴滿足要求。在進行淤泥的清理中，要和機械保持有超過10m的距離，還要保證其作業(yè)具有良好的平穩(wěn)性，在淤泥的清理前，一定要對淤泥的深度進行有效的探測，不能對淤泥的深度情況不了解的情況下盲目進行淤泥作業(yè)，防止作業(yè)人員出現(xiàn)安全事故，也避免機械在淤泥中出現(xiàn)難以作業(yè)的情況。
5結語
綜上所述,由于水利水電工程施工環(huán)境的特點，為了保證其具有良好的施工條件，就需要做好其施工導流和圍堰,在施工導流及圍堰技術的使用中，需要根據(jù)實際的情況選擇相應的技術類型，并嚴格按照技術標準和施工要求開展作業(yè)，充分做好前期工作才能夠充分發(fā)揮施工導流及圍堰的效果，保證其工程順利施工。
參考文獻:
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[6]毛海龍.施工導流和圍堰技術在水利水電施工中的應用[J].工程技術:全文版:170.
[7]李錦.淺析水利水電工程施工中施工導流及圍堰技術的應用[J].工程技術:文摘版61.
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