水利水电施工中导流和围堰技术的运用

水利水电施工中导流和围堰技术的运用

黄文雄

关键词：水利水电施工；导流；围堰技术；实际应用

1引言

水利水电工程的建设有利国利民的应用优势，其中导流和围堰技术的应用直接关乎到工程施工的效率和质量，因此因地制宜，选择正确且有针对性的导流方案有助于加快施工进度、确保工程的安全性、降低工程造价。

2施工导流技术概述

2.1施工导流技术基本内容

在水利水电工程施工过程中，为了确保工程的正常进行，通过在河床中修筑围堰围护基坑，并将施工期间河道上游来水由泄水建筑物导向下游的方式，来为工程建设创造干地的施工条件，简言之即为施工过程中的水流控制。

施工导流的进行分为如下阶段：工程前期，掌握施工地点的地形、气候、地质情况及其河流的水文特性等基本情况；在对此基本情况进行分析后，即选定导流指标，如导流时段、导流流量和导流方式等。准备充分后，拟定导流建筑的修建方案，制定拦洪渡汛和围堰基坑排水措施。

2.2施工导流方式的分类

由于水利水电工程施工实际条件的复杂性，需要根据情况选用合理的导流方式。进行导流方式计划时需要考虑当地的水文条件、地形条件、水工建筑物的型式及其布置等，且能满足施工期间的通航、过木、给水、灌溉等综合利用要求。因此在同一工程中，通常会混合采用多种导流方式，以达到最大的导流效果。正确且有针对性的导流技术可在较大程度上加快工程进度、降低工程造价、确保施工安全。

2.2.1分段围堰法导流及其运用实例

分段围堰法又称分期围堰法或河床内导流，是指用围堰将河床围护成若干个干地施工基坑，分段进行施工。所谓分期，即为将导流过程从时间上划分成若干时期。所谓分段，就是从空间上将河床围护成若干地施工的基坑。分期是就时间而言，分段是就空间而言。分段围堰法导流可降低施工成本，一般在河床宽阔、流量大的大中型长期水利施工中采用较多。对于通航河流和冰凌较严重的河流，亦采用此法。

分段围堰法导流法中，考虑到实际情况，分期和分段的方式也有好几种，如图1所示。时间段分的数量越多，施工周期自然也越长。围堰段数分的越多，施工工程量也会随之增加。

图1分段围堰法示意图

考虑到周期时长和工程量，在工程实践中，多采用二段二期导流法，如：三峡葛洲坝工程、三门峡工程等。长洲水利枢纽施工导流工程同样采用二段围堰导流法，工程提前发电的带来的效益，有效降低了因上游淹没带来的损失，工程整体的经济效益良好。

2.2.2全段围堰法导流及其运用实例

全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，令河水流经河床以外的临时或永久导流建筑物下泄，主体工程完成或接近完成时，再将临时导流建筑物封堵。因其挡水建筑物只有上下游围堰，该法适用于河床狭窄、流量小或流急从而难以实现分期导流的地方，如：修筑土坝、堆石坝等。

3围堰技术概述

3.1围堰技术基本内容

围堰技术指的是在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，以便在围堰内排水形成干地，开挖基坑，修筑建筑物而修建的临时性围护结构，可防止建筑物的修建位置被水和土进入，并在一般修建完成后即拆除。为达到完全导流的目的，围堰的修建高度应高于可能出现的最高水位。在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩（单层或双层）围堰，以及很多会双层薄壁钢围堰。围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。

3.2围堰技术的分类

3.2.1混凝土围堰及其应用

混凝土围堰因其材料造价较高，不过混凝土较为坚固，容易实现与永久建筑物结合，抗冲防渗能力较强，因此不用担心过水导致的位置滑移问题，而且可以通过机械操作大大减低工程量，在国内外应用广泛。混凝土围堰可分为重力式钢筋混凝土围堰和双层薄壁钢筋混凝土围堰,除了少部分水下浇筑方式，混凝土围堰一般需在低水土石围堰围护下施工。

如：三峡、丹江口、三门峡、潘家口、石泉等工程的纵向围堰都采用了混凝土重力式围堰，其下游段与永久导墙相结合，刘家峡、乌江渡、紧水滩、安康等工程也均采用了拱形混凝土围堰。

3.2.2钢板桩围堰其应用

钢板桩围堰常用于沉井顶、管柱基础和桩基础承台以及明挖基础等下部结构的施工，其结构图如图2所示。如：南京长江大桥的管柱基础,曾使用钢板桩圆形围堰。其优点有：强度高耐久高，互换性良好，施工简单，缩短工期，成本低，较环保，有效保护并高效利用土地资源。钢板桩和双壁钢围堰技术是当前深水围堰技术中的比较常用的施工方法,近年来铁路大规模、高标准建设中,大型钢板桩围堰的技术创新体现了又好又快的建设理念。

图2钢板桩围堰结构图

3.2.3土围堰及其应用

土围堰是水利施工工程中常见的技术内容，为了确保稳定性，本技术应用时对土质有一定要求--具备一定的黏性，若条件不允许，可选用砂土类填充物，同时需根据砂土的颗粒大小，对围堰的渗流长度进行适当加宽，其结构如图3所示。因原材料简单易得，故此法成本较低。

图3土围堰结构图

4结束语

导流和围堰技术在水利水电工程施工中有着举足轻重的地位，直接关系到工程的质量问题，因此随着水利水电工程地位的显著提高也得到了越来越多的重视。因此工程工作人员应清晰掌握导流和围堰技术，并能认真考虑实际因素的变化，因地制宜制定施工方案，选择正确合理的导流方式，充分发挥其作用，在确保水利工程安全、有序、高效地完成的同时，致力于有效提高施工质量和工程带来的经济效益。

在此基础上，对导流与围堰技术进行进一步的改进，优化细节，以技术的完善来促进水利水电建设的整体发展。

参考文献：

[1]张恒.浅谈航道整治工程围堰施工技术.[J]中国水运（下半月）：2013（09）

[2]李迎九.钢板桩围堰施工技术.[J]桥梁建设:2011（02）

[3]韩亚勇.浅谈施工导流和围堰技术在水利水电施工中的应用.[J]四川水泥：2016（01）

[4]何玉先.钢板桩围堰在桥梁水中墩施工中的应用.[J]高速铁路技术：2013（04）

[5]李红星，刘爱华.分段围堰法导流在沱河治理中的应用.[J]河南水利与南水北调：2017（06）