论文部分内容阅读
【摘要】施工导流是水利工程顺利施工的一项重要工程措施，其分为全段围堰法和分段围堰法，而选择何种最为合理的施工导流方案，则须根据水利工程的具体情况，并结合自然因素和社会因素等等众多因素，才能最终确保水利工程的顺利施工。为此，在本文中首先介绍了施工导流方式的种类，进而详细论述了全段围堰法的几种泄水类型，以供参考。
【关键词】水利工程；导流；施工技术
施工导流，是指在修建水利工程时，为了给建筑施工提供干地施工条件，前期会用围堰围护基坑，为了让河流中的水绕过围堰基坑流向下游而采取的引导水流的施工技术。作为水利工程施工中的一项十分重要的工程措施，导流方案的选定，关系到整个水利工程施工的工期、质量、造价和安全渡汛，是水利工程后续施工得以顺利开展的前提和保证。为此，在本文中，首先介绍了水利工程中施工导流方式的种类，并由于篇幅的关系，仅详细介绍全段围堰法的几种泄水类型，以供参考。
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）一般，导流明渠宜布置在较宽台地、垭口或古河道一岸。同时，为保证明渠的水流畅通，明渠转弯半径至少是5倍渠底宽；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离宜控制在50m-100m之间，以满足防冲要求。
（2）在布置明渠轴线时，应尽量缩短明渠长度和避免深挖方，并保证明渠进出口与上下游水流相衔接，与河道主流的交角控制在30o以内。
（3）在确定明渠进出口位置时，应该按照不冲、不淤和不产生回流的标准进行，一般需要利用水力学模型试验调整进出口形状和位置。
（4）一般，在布置明渠进、出口的高程时，一般，按截流设计要求控制进口高程，而由下游能控制出口高程。同时，明渠进、出口高程的布置要满足施工期通航、过木和排冰要求，同时为了尽可能的减小水下开挖量，在满足以上条件时，应尽可能抬高进、出口高程。
2.1.2导流明渠断面设计
（1）明渠断面尺寸的确定。由设计导流流量控制明渠断面尺寸，同时也要根据地形地质和允许抗冲流速影响来决定，所以需要按不同的明渠断面尺寸与围堰的组合，再通过综合分析后再行确定。
（2）明渠断面形式的选择。一般，明渠断面设计为梯形，但遇渠底为坚硬基岩时，则一般设计为矩形。另外，为了满足截流和通航的目的，还可将明渠断面设计为复式梯形断面。
2.1.3明渠糙率的确定
糙率是河床、岸壁的不规则性和表面粗糙度以及其他影响水流运动能量损失因素的一个综合性指标，糙率的大小接影响到明渠断面的的泄水能力。一般，衬砌的材料、开挖的方法、渠底的平整度等都会直接影响糙率的大小。由于糙率是工程中一个重要的设计参数，在实际中，应根据具体情况，通过模型试验选取糙率。
2.2 隧洞导流
隧洞导流是河水通过岸边的水工隧洞导向下游的施工导流方式，其适用于导流流量不大，坝址河床狭窄，两岸地形陡峻但地质条件良好的工程。据统计，我国约49%的大中型水电工程采用隧洞导流。在选用隧道导流方案时，应注意以下几点：
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隧洞轴线宜按直线进行布置，如布置为曲线时，转弯半径不小于隧洞直径或隧洞宽度的5倍，转角宜不大于60o， 弯道首尾应设置直线段，长度不小于3～5倍的洞径或洞宽。为使隧洞内流水流畅，进出口引渠轴线与河流主流方向夹角宜小于30o为宜，进口段交角视具体情况可适当放宽。
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。
2.2.5隧洞进出口的位置的选择：在布置进、出口时，应根据枢纽总体布置要求和地质条件，并考虑闸门、拦污清淤设备的位置和对外交通等。一般，进、出口位置应布置在地质构造简单、岩体完整、风化覆盖层较浅的地区，洞脸和两侧边坡要避免高边坡开挖。
2.2.6隧洞横断面形式和尺寸。隧洞横断面形式和尺寸不仅要满足前期导流，还须考虑中、后期的施工度汛要求。
（1）隧洞横断面形式：常用的断面形式有圆形、圆拱直墙形、马蹄形等。在具体工程中，由于常需要截流和有放木要求，因此较常选用圆拱直墙形断面。
（2）尺寸：隧洞尺寸的大小取决于通过流量的大小、地质和施工条件。在拟定尺寸时，应计算围堰的高度，并计算不同断面尺寸的隧洞和围堰的工程量和造价，从而选取最为经济的断面尺寸。另外，断面尺寸的选择，还应注意：1）洞内流速不超过允许冲刷流速；2）满足放木等要求；3）满足中后期的度汛要求。
2.3涵管导流
一般，由于涵管导流的泄水能力不是很强，因此在（下转第44页）（上接第37页）修筑土坝和堆石工程中才会选用涵管导流方案。
2.3.1在选用涵管导流时，为了防止涵管外壁与坝体防渗结构之间的渗流，通常在涵管外壁每隔一定距离设置节流环，以延长渗流量， 降低渗流坡度，减少渗流的破坏作用。
2.3.2由于管道过水时间较长且经过水流的冲刷，因此应检查管内有无被破坏而出现渗水现象。如有渗水点，应及时进行堵漏，不能完全堵住的要做好引排，以防止导流管封堵后不能完全闭气而渗水。
3.结语
综上所述，水利工程中施工导流的方案有两大种类，且其细分的泄水类型又分为六种，在具体的工程中，如何选择最佳的施工导流方案，须根据工程的具体情况和地形地质条件，并充分考虑到自然因素和社会因素等，以使所采用的导流方案能确保水利工程的顺利施工。[科]
【参考文献】
［1］魏才.施工导流技术在水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2014（6）.
［2］徐樟阳.水利建设项目中施工导流方案的决策分析[J].黑龙江水利科技，2013（11）.
【关键词】水利工程；导流；施工技术
施工导流，是指在修建水利工程时，为了给建筑施工提供干地施工条件，前期会用围堰围护基坑，为了让河流中的水绕过围堰基坑流向下游而采取的引导水流的施工技术。作为水利工程施工中的一项十分重要的工程措施，导流方案的选定，关系到整个水利工程施工的工期、质量、造价和安全渡汛，是水利工程后续施工得以顺利开展的前提和保证。为此，在本文中，首先介绍了水利工程中施工导流方式的种类，并由于篇幅的关系，仅详细介绍全段围堰法的几种泄水类型，以供参考。
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）一般，导流明渠宜布置在较宽台地、垭口或古河道一岸。同时，为保证明渠的水流畅通，明渠转弯半径至少是5倍渠底宽；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离宜控制在50m-100m之间，以满足防冲要求。
（2）在布置明渠轴线时，应尽量缩短明渠长度和避免深挖方，并保证明渠进出口与上下游水流相衔接，与河道主流的交角控制在30o以内。
（3）在确定明渠进出口位置时，应该按照不冲、不淤和不产生回流的标准进行，一般需要利用水力学模型试验调整进出口形状和位置。
（4）一般，在布置明渠进、出口的高程时，一般，按截流设计要求控制进口高程，而由下游能控制出口高程。同时，明渠进、出口高程的布置要满足施工期通航、过木和排冰要求，同时为了尽可能的减小水下开挖量，在满足以上条件时，应尽可能抬高进、出口高程。
2.1.2导流明渠断面设计
（1）明渠断面尺寸的确定。由设计导流流量控制明渠断面尺寸，同时也要根据地形地质和允许抗冲流速影响来决定，所以需要按不同的明渠断面尺寸与围堰的组合，再通过综合分析后再行确定。
（2）明渠断面形式的选择。一般，明渠断面设计为梯形，但遇渠底为坚硬基岩时，则一般设计为矩形。另外，为了满足截流和通航的目的，还可将明渠断面设计为复式梯形断面。
2.1.3明渠糙率的确定
糙率是河床、岸壁的不规则性和表面粗糙度以及其他影响水流运动能量损失因素的一个综合性指标，糙率的大小接影响到明渠断面的的泄水能力。一般，衬砌的材料、开挖的方法、渠底的平整度等都会直接影响糙率的大小。由于糙率是工程中一个重要的设计参数，在实际中，应根据具体情况，通过模型试验选取糙率。
2.2 隧洞导流
隧洞导流是河水通过岸边的水工隧洞导向下游的施工导流方式，其适用于导流流量不大，坝址河床狭窄，两岸地形陡峻但地质条件良好的工程。据统计，我国约49%的大中型水电工程采用隧洞导流。在选用隧道导流方案时，应注意以下几点：
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隧洞轴线宜按直线进行布置，如布置为曲线时，转弯半径不小于隧洞直径或隧洞宽度的5倍，转角宜不大于60o， 弯道首尾应设置直线段，长度不小于3～5倍的洞径或洞宽。为使隧洞内流水流畅，进出口引渠轴线与河流主流方向夹角宜小于30o为宜，进口段交角视具体情况可适当放宽。
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。
2.2.5隧洞进出口的位置的选择：在布置进、出口时，应根据枢纽总体布置要求和地质条件，并考虑闸门、拦污清淤设备的位置和对外交通等。一般，进、出口位置应布置在地质构造简单、岩体完整、风化覆盖层较浅的地区，洞脸和两侧边坡要避免高边坡开挖。
2.2.6隧洞横断面形式和尺寸。隧洞横断面形式和尺寸不仅要满足前期导流，还须考虑中、后期的施工度汛要求。
（1）隧洞横断面形式：常用的断面形式有圆形、圆拱直墙形、马蹄形等。在具体工程中，由于常需要截流和有放木要求，因此较常选用圆拱直墙形断面。
（2）尺寸：隧洞尺寸的大小取决于通过流量的大小、地质和施工条件。在拟定尺寸时，应计算围堰的高度，并计算不同断面尺寸的隧洞和围堰的工程量和造价，从而选取最为经济的断面尺寸。另外，断面尺寸的选择，还应注意：1）洞内流速不超过允许冲刷流速；2）满足放木等要求；3）满足中后期的度汛要求。
2.3涵管导流
一般，由于涵管导流的泄水能力不是很强，因此在（下转第44页）（上接第37页）修筑土坝和堆石工程中才会选用涵管导流方案。
2.3.1在选用涵管导流时，为了防止涵管外壁与坝体防渗结构之间的渗流，通常在涵管外壁每隔一定距离设置节流环，以延长渗流量， 降低渗流坡度，减少渗流的破坏作用。
2.3.2由于管道过水时间较长且经过水流的冲刷，因此应检查管内有无被破坏而出现渗水现象。如有渗水点，应及时进行堵漏，不能完全堵住的要做好引排，以防止导流管封堵后不能完全闭气而渗水。
3.结语
综上所述，水利工程中施工导流的方案有两大种类，且其细分的泄水类型又分为六种，在具体的工程中，如何选择最佳的施工导流方案，须根据工程的具体情况和地形地质条件，并充分考虑到自然因素和社会因素等，以使所采用的导流方案能确保水利工程的顺利施工。[科]
【参考文献】
［1］魏才.施工导流技术在水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2014（6）.
［2］徐樟阳.水利建设项目中施工导流方案的决策分析[J].黑龙江水利科技，2013（11）.