钢管导流法在水利坝体施工中的应用

钢管导流法在水利坝体施工中的应用

朱晓坤

朱晓坤

中铁十七局集团第三工程有限公司河北石家庄050004

摘要：本文通过石阡县二塘水库工程项目坝体导流施工，利用钢管进行小流量施工导流的做法，取得了良好的预期效果，值得同类水利工程参考借鉴。

关键词：坝体；导流法；导流钢管；微膨胀混凝土

1工程概况

石阡县二塘水库工程项目位于贵州省铜仁市境内，坝址位于龙塘河上游河段，龙塘河属于长江流域乌江水系二级支流，一级支流为长溪河。施工导流采用上游设置土石围堰挡水，下游不设置围堰，涵管过流方案。导流时段为10月至次年3月。导流工作结束后，将坝内埋管端头采用钢板封堵，管内用C25微膨胀混凝土填充密实。

2导流方案的分析

施工工班前期提出采用明渠方式进行导流，笔者经过现场踏勘后认为明渠导流存在以下三点不足之处：

(一)不利于明渠段压占部分的土石方开挖。

(二)明渠导流闭水效果难以保证，给坝基开挖造成麻烦。

(三)明渠导流施工土石方工程量大，后期清理困难。

鉴于以上三点不足之处，结合本工程洪峰流量相对较小、工期短的特点，采用钢管进行底孔导流的方法进行导流。研究实际情况并经过有关计算，最终确定以φ120cm钢管，采用焊接形式接长，坝体内部分采用50cm厚C25混凝土进行外包。导流结束后将坝内埋管端头进行切割，并用钢板进行端头封堵，管内采用C25微膨胀混凝土填充密实，外露钢板采用C25混凝土进行外包。

3水力学及淹没过流量计算

根据查询设计资料可得，该处流水日常流量1.6m3/s-2.2m3/s。根据水力学计算平均过流量相应的钢管直径，其计算公式为[1-2]:

上式中:λ－阻力系数；

－水头损失累计系数。

根据现场实际情况，钢管加工长度为18m，由三根L=6m(厚10mm)无缝钢管焊接而成。将l=18m代入上式中逐步计算可以得出，淹没出流量Q=2.4m3/s。计算结果表明，钢管淹没过流量大于日常流量最大值，所以该规格钢管满足流量要求。

4施工注意事项

(一)导流涵管施工期间，采用简易明渠进行导流。简易明渠施工过程中，做好防渗水处理工作，保证导流涵管基础开挖过程中不至于过多的水渗进基坑。

(二)涵管及镇墩基础开挖至设计标高后，试验室必须对地基承载力进行测定，验证是否符合设计图纸要求，否则上报设计院进行设计调整。

(三)导流涵管上游进口设置黄土草袋横向围堰。围堰顶宽1m，底宽2m，顶部高出钢管管顶约30cm。黄土封闭能够使水流从钢管中完全通过，最大限度的防止水流下渗至基坑内，保证涵管土石方正常快速开挖。

(四)上游水流中可能夹杂一些体积较大的漂浮物，安排专人进行打捞进口处漂浮物，并在进口处安装拦污栅，以免造成堵塞。

(五)导流工作结束后，进行导流涵管封堵。在坝体上下游混凝土面外50cm处将钢管进行切割，端头采用厚10mm钢板进行封闭，并在上游留有出气孔，下游留有混凝土泵管口。采用C25微膨胀混凝土从下游泵管口泵入，直至上游出气孔流出各项指标与进口一样的混凝土为止[3-5]。

5结束语

本导流设计方案在具体应用过程中遇到了一次较强降雨，上游来水量加大，最大流量约为2.4m3/s左右，持续了大约2个小时左右，上游进水口水位淹没涵管进口50cm。项目部采取了三台抽水泵直接将上游来水抽至下游渠道中，减轻了导流涵管的泄水压力，保证了上游水位不再继续上升外溢，安全解除了潜在隐患。

通过本项目对导流涵管的应用，解决了明渠导流压占基础开挖作业面的难题，同时也解决了依靠水泵长期抽排带来的管理上的困难，并且节约了施工成本。钢管导流适用于流量较小的水利工程施工，具有使用方便、操作简单、拆除方便等优点。值得同类水利工程施工过程中借鉴。

参考文献

[1]李序量.水力学[M].水利电力出版社.1983.09.

[2]长委长江勘测规划设计研究院.水利水电工程工程进水口设计规范[S].北京:中国水利水电出版社.2003.

[3]齐媛媛.下坂地下水利枢纽工程导流泄洪洞[J].陕西水利,2009/04.

[4]徐波,姚天雯,夏辉,高琛.西淝河闸站工程开孔导流墩整流试验研究[J].水利水运工程学报.2018(6):55-61.

[5]曾昊,陈毓陵,谭林璐,等.闸站枢纽闸下的底坎整流措施[J].江苏农业科学.2014,42(5):347-349.