导截流工程

导截流工程（共6篇）

导截流工程 篇1

1 引言

截流, 截流是水利工程施工中的常见项目, 有一定风险, 需周密计划、充分准备。目前截流工程多使用大块石和钢筋石龙等材料, 利截流用大型自卸汽车及推土机施工, 小型河流的截流施工多采用立堵法施工, 是由龙口一端向另一端或从两端向龙口同时抛投进占, 逐渐束窄龙口直至合龙。由于机械设备大, 进占河道的石块和钢筋石龙等体积和重量大, 河流流量小, 石块和钢筋石龙自身稳定, 这种情况下河流的合拢已没有难度。然而如何选择截流方案, 缺点防渗方式和材料选择, 直接关系到截流的工程投资。

2 某工程的实际截流方案

2.1 工程概况

萨里克特水电站工程第Ⅰ标引水枢纽施工导流工程主要包括:一期导流明渠和上下游粘土截水槽、二期纵向围堰、二期主河床截流及上下游横向围堰、三期上下游横向围堰、施工期安全度汛和防护以及一、二期围堰拆除。该条河流的补给以冰川积雪融水补给为主, 降雨补给为辅, 地下水补给次之的混合型补给方式, 多年平均流量62.65m3/s, 多年平均径流量19.77×108m3, 电站引水枢纽坝址及分期设计洪水成果见表1~4。

2.2 导流设计

2.2.1 导流设计标准

二期导流采用上、下游围堰挡水, 导流明渠过流, 上下游围堰为土石围堰, 导流明渠位于左岸Ⅰ级阶地。根据合同技术条款要求:“二期围堰导流采用10年一遇洪水标准, 相应洪峰流量558.41m3/s”。

2.2.2 导流方式

上下游挡水围堰采用土石围堰结构, 施工导流采用河床一次断流, 土石围堰挡水, 左岸导流明渠过流, 主体工程全年施工的导流方式。

2.3 围堰设计

2.3.1 围堰结构

二期上游围堰 (桩号E0+000.00m~E0+062.036m) 设计为土石围堰。围堰设计顶高程为1905.00m, 最大堰高7.5m, 堰顶长约62m, 堰顶宽8.0m, 迎水坡1:2.0, 背水坡1:1.5, 围堰填筑料取自右岸护坡开挖料。

围堰上部基础为第四系河床冲积含漂石的砂卵砾石层, 砾石粒径一般10~15cm, 最大为1.0m, 结构密实。下部为第三系红褐色泥岩夹薄层砂砾岩, 局部呈透镜体状。强风化层厚1~3m, 弱风化层厚8~10m。上游围堰主要采用控制灌浆防渗堆石围堰形式, 防渗体采用控制灌浆和粘土心墙防渗相结合的方式。

2.3.2 二期下游围堰

下游围堰 (桩号E0+260.202m~E0+328.440m) 设计为土石围堰, 围堰设计顶高程为1902.50m。最大堰高5.5m, 堰顶长约68m, 堰体主要采用控制灌浆防渗。

2.3.3 二期纵向围堰

纵向围堰设计为土石围堰, 围堰设计顶高程1902.5~1905.0m。堰顶长约198m, 堰顶宽8.0m, 迎水坡1:2.0, 背水坡1:1.5。堰体主要采用粘土斜墙防渗。

2.4 二期纵、横向围堰工程量

二期纵、横向围堰主要工程量见表5。

2.5 截流设计

2.5.1 截流方式

通过对现场实际情况的分析, 本工程截流方式为:采用单戗立堵、河床一次断流的截流方式。左、右岸同时进占, 龙口留在左岸。截流正式开始前, 先从左岸向右岸进行预进占, 预留龙口在河道中间, 约35m宽, 对左岸预留龙口戗堤端部进行裹头保护防冲。合龙时, 左右岸同时进占, 最后合龙, 实现河床断流。

2.5.2 截流时间和截流流量

截流标准采用9月份多年月平均流量Q=67.7m3/s。从工程全局安排考虑, 与业主协商将截流提前至2010年8月10日截流, 相应的截流标准采用目前枢纽水位对应流量Q=143m3/s。

2.5.3 截流戗堤设计

截流堤设计为上游围堰的一部分, 与围堰结合布置, 位于围堰迎水侧。

上游戗堤堤顶轴线长约55m, 最大高约3.5m, 堤顶宽8m。戗堤主体采用砂砾料填筑, 上游坡比为1:3.0, 下游坡比为1:1.5。上游采用粘土斜墙进行铺盖, 顶宽2.5m, 粘土斜墙上游面压垫砂砾料盖重。

2.5.4 截流水力计算

根据截流时给定的流量和河床的水文特性, 龙口现场实际的边界条件, 进行水力学计算, 先绘制出龙口水位~流量关系曲线, 再将导流明渠泄流曲线和龙口泄流曲线用图解法求得截流龙口不同时段的有关参数, 确定抛投强度和抛投料粒径大小, 作为安排和指挥截流准备和施工的参数。截流现场指挥时, 再视实际情况灵活调整。根据截流水力学计算结果, 当龙口宽度在15.5~35.5m左右时, 流速最大, 平均为3.20~3.08m/s左右。龙口宽度范围内流速均大于河床抗冲刷流速, 计划对龙口底部进行块石护底, 以减少截流时水流对河床基础覆盖层的冲刷, 降低截流难度。根据现场实际地形, 在龙口采用50cm以上块石抛投护底, 铅丝石笼裹头防护。

2.5.5 截流戗堤主要工程量

经计算, 截流所需砂砾料、超粒径石、闭气土料等物料共计4000m3, 其中各种物料规格和数量见表6。

3 方案选择分析

针对上述工程实例, 进行如下分析:

3.1 导流方式选择

施工导流的基本方法大体可分为两类:一类是全段围堰法导流, 即用围堰拦断河床, 全部水流通过事先修好的导流泄水建筑物流走;另一类是分段围堰法, 即水流通过河床外的束窄河床下泄, 后期通过坝体预留缺口、底孔或其它泄水建筑物下泄。但不管是分段围堰法还是全段围堰法导流, 当挡水围堰可过水时, 均可采用淹没基坑的特殊导流方法。工程实例选择了第二中方式进行导流, 选择此种方式进行导流主要原因如下:

(1) 本工程河流流量小, 洪水标准较低。

(2) 水工建筑物的主体结构大部分在河流右岸, 且较为集中, 后期可以采用永久过流建筑物进行过流。

(3) 枢纽周边地形开阔, 比较适合明渠导流。

(4) 原河床宽浅, 同时由于水工建筑物规模不大, 同时左岸坝体长度大。

与全段围堰法导流结合导流明确方式对比如下:

(1) 全段围堰法施工, 可以减少纵向围堰的施工工程量。但由于纵向围堰的施工工程量不大, 且洪水标准相对较低, 该纵向围堰的工程投资较少。

(2) 全段围堰法施工将必须结合导流明渠。该明渠将产生较大的土石方开挖工程量, 对比分期导流利用原河道的方案, 明显投资增加较大。

(3) 全段围堰法施工的导流明渠将产生较大的征地, 导致移民征地费用大幅增加。

(4) 全段围堰施工的导流明渠开挖产生的弃渣不易处理。

(5) 导流明渠的后期恢复也将产生较大费用。

3.2 截流方式选择

截流方式可归纳为戗堤法截流和无戗堤法截流两种。戗堤法截流主要有平堵、立堵及混合堵截流;无戗堤法截流主要有建闸截流、水力冲填法、定向爆破截流、浮运结构截流等。目前常见的截流方式为戗堤法截流, 该方式主要有平堵法、立堵法和混合堵法三种施工方式。本工程采用单戗立堵法进行施工, 选择该种方案主要有以下原因:

(1) 工程所在地的水文地质条件不适合采用无戗堤法截流;

(2) 截流处地形平坦、河流水流量小、河道宽、水流速小适合采用立堵法施工;

(3) 由于截流工程量小, 为了节约施工机械, 采用单戗法。

3.3 截流断面及围堰设计分析

本工程采用上述的截流断面和围堰分析如下:

(1) 相比混凝土围堰, 土石围堰占地大, 但费用较低, 本工程坝址地形开阔, 大坝开挖料可以用于围堰施工, 故选择土石围堰较为合适, 同时可以节约大量投资;

(2) 上游围堰采用控制灌浆方式是由于上游水位较高, 为了较好的防渗效果, 避免后期基坑抽水产生的大量费用, 同时影响正常施工;

(3) 纵向围堰采用粘土心墙的方式是为在满足施工需要的同时节约工程, 由于河道流量小, 河水深度小, 较薄的粘土心墙就可以满足防渗要求, 同时本工程的粘土料场较近, 因此选择粘土心墙围堰比起上游围堰一样的控制性灌浆要大幅节约投资。

参考文献

[1]于淑芳, 王锦成.浅议水利工程施工中导流与截流方案的重要性[J].中国水运月刊, 2012, 12 (3) :141~142.

[2]李建.水利工程施工导截流控制要点分析[J].广东科技, 2014 (8) :78~79.

[3]张玉民.水利工程施工中导流与截流方案浅析[J].黑龙江科学, 2013 (11) :67.

导截流工程 篇2

2.1导流施工工艺

在整个水利工程项目的施工过程中，导流技术是一项必备的技术，也是一项极为关键的技术手段。不仅能够有效的引导施工区域的水源，降低截流面的压力，还能够有效的提升整个水利工程施工的安全性与可靠性。然而，在使用导流施工工艺以前，必须满足以下几个条件：首先，从事导流施工的技术人员必须拥有较高的素质水平与专业技术能力。由于水利施工项目在施工开始前，虽然需要对周围的地质水文情况进行勘探，但水下环境变幻莫测，随时都有可能发生一些突发事件。只有具有足够的专业素质水平以及实践能力，才能在短时间内找到处理突发事件的有效办法。其次，要做好施工前的勘探工作。虽然水下的情况变幻莫测，但是前期对地质水文的勘探情况，可以为施工技术人员提供必要的参考依据，使其能够更好的规避风险，并及时发现施工设计中存在的问题。从而，做好应对突发情况的准备。最后，由于施工水域的不同，在选择导流方法方面也大有不同。最常见的导流方法主要有两种，第一种是分期导流，第二种则是一次性导流。从施工工期上来看，一次性导流的施工工期较短，分期导流则需要分阶段进行导流，施工工期较长。从施工费用上来看，一次性导流的施工费用更低，而分期导流由于阶段性较多，因此造成了较高的成本费用支出。因此，许多中小型水利工程多数会选择施工工期短，费用低的一次性导流技术。而一些水压较高的大型水利工程项目则使用分流导流技术，从而确保整个工程项目的施工质量与安全。除此之外，在水流较为湍急的水域，分流导流在安全性等方面要好于一次性导流。而一次性导流在维护的过程中不需要长期维护，减少了维护过程中所消耗的费用，但导流效率却不如分期导流稳定。因此，在实际的施工过程中，还要根据施工单位与施工水域的实际情况来进行选择。

2.2导流时段的选择

导截流工程 篇3

1 水利工程概述

笔者以接受的一个水利工程项目为例:这个水利工程是某市的重点工程项目, 工程的组成部分包括:混凝土双曲拱坝、二道坝、水垫塘、右岸泄洪洞和左岸引水发电建筑物。对于这种一等水利工程来说, 其中包含的永久性重点建筑物是一级建筑物, 一般情况下, 永久性次级建筑物是三级建筑物, 这个水利工程的最高水坝可以达到二百一十米, 整个水库的容量达到了7.44亿立方米。在正常情况下, 水电站的蓄水总量达到了1135米, 并且在发电系统中使用的电站装机的容量达到了4×655MW。在水利工程的施工阶段, 运用了两条导流, 导流的位置分别在工程两岸, 导流断面的形状像城门洞, 导流断面的尺寸全部控制在13.5m×15m的尺寸范围内, 允许的误差值是±2mm。这个工程项目的所在地两岸的山形比较宏伟, 体积比较大, 基岩裸露程度较大, 并且坡度比较陡, 在笔者的测量报告中显示, 山体坡度保持在40°~60°之间。相邻山坡之间的相对高度差比较大, 保持在650米以上, 整个峡谷、河谷呈现V字形结构。

2 水利工程建设项目的导截流施工中流量设计

水利工程建设项目中导截流施工技术与整个水利工程建设相比, 施工工序比较简单, 没有复杂的操作流程。但是这并不意味着操作人员可以随意操作。在正式开展导截流施工之前, 需要对整个施工过程进行详细的规划和设计, 严格控制施工过程中的每个环节。只有这样才能保障后续施工作业的顺利开展, 接下来笔者将具体论述导截流施工流量设计的内容:

2.1 导截流流量设计

导截流流量设计主要指的是在规定时间内, 对施工所需要的导截流流量进行规划, 一般情况下, 在导截流流量设计过程中, 应当使用相关流量标准作为衡量标准。与此同时, 结合水利工程截流施工现场的地形地貌、气候条件、温度湿度等因素, 综合考虑设计出导截流流量的数值, 在笔者看来这个数值必须具备科学性和可行性。在其设计中, 通常会将当地的气候条件和水文条件作为参考依据, 只有结合实际的需求和条件, 才能设计出科学合理的导截流流量。

导截流流量的设计方式不止一种, 所以在设计过程中, 工作人员可以根据实际情况的需求和工程特点来选择设计方式。比如:在导截流流量设计中, 可以运用频率法, 这种设计方法主要是根据工程的实际截留时间段, 对这个时间段内的导截流流量进行设计控制。除此之外, 还存在实测资料分析法, 这种设计方法主要是依赖企业中的水文资料, 通过对以前工程的水文资料进行分析, 来对新工程进行设计, 所以这种方式比较适用于水文资料较多的企业。综上可知, 每种设计方式的特点都不相同, 在选择设计方式时需要全方位考虑水利工程的情况。

2.2 确定节流时间

截留时间在导截流施工中占据着非常重要的作用, 也具备着非常重要的意义。所以在设计导截流施工流程时, 必须要明确截留时间, 笔者根据经验将截留时间的确定过程分成四个部分:1、观察水利工程中是否存在泄流设备, 有没有泄流条件, 这主要是为了保障工程的使用寿命。还需要观察导流泄水操作的建筑物能不能达到施工要求。2、在截流工序完成后还要设定一定的空档期, 这个时间主要是用作缓冲, 在汛期到来之前, 工作人员必须将所有的截流工作处理完成。在选择截流时间时, 需要综合考量通航要求, 一般情况下, 选定的截留时间不能对通航作业有影响, 所以在实际操作过程中通常会避开通航时间。4、最后, 还要考虑水利施工所处的地理位置特点, 这需要结合当地的气候条件、温度湿度条件和地形地貌特征, 不同地区的最佳截流时间有很大的差别。比如:在东北一带气温较低, 特别是冬季非常寒冷, 在这种地方的截流时间就不应当设置在流冰期内。一旦截流时间与流冰期重合, 那么就会增加工作人员的施工作业量。加大施工难度系数, 还会给施工人员的人身安全带来威胁。

2.3 选择抛石材料

在水利工程建设导截流施工中, 如果开展施工流程现场的水文环境比较差, 无法正常开展工作, 那么可以运用钢筋混凝土结构来打造出平面、四面体和六面体等因素。方便施工人员开展全方面的导截流施工操作, 最终达到保证水利工程质量的目标。抛石材料直接影响了水利工程节流效果, 所以对抛石材料的选择要慎重, 事先掌握工程对抛石材料质量的要求, 在购进后, 工作人员应当复查材料的质量。首先, 抛石材料不应当给施工带来负担, 在起重及运输建设过程中比较简单;其次, 抛石材料的选择应当根据工程的需求, 考虑会出现的损失、地质及水文数量因素。

3 水利工程建设项目导截流方式

水利工程建设项目中运用导截流方式, 为工程开展带来了许多便利之处, 但是万事万物没有十全十美的, 对于导截流施工技术而言, 最大的不足就是具体施工操作方法没有唯一性。现阶段, 我国水利工程导截流施工中存在两种常用的方法, 分别是平堵法和立堵法。

3.1 平堵法

这种方法主要是沿着龙口的方向抛洒物料, 直到物料的堆积高度浮出水面, 所以这种方法具备一定的均匀性和稳定性。在施工过程中单宽流量较小, 所以施工产生的流速也比较小, 所以对抛洒的物料有相应的要求。

3.2 立堵法

这种方式主要在河床两岸同时进行单面填筑截流戗堤, 这种方式会引发河床缩窄, 当河床缩窄到一定程度时, 就会出现龙口。这时就应当马上停止填筑施工工作, 在河床戗堤与龙口位置实行加固措施, 促使河床戗堤迅速合拢。这种方式的优势在于工序比较简单、运用到的机械很少, 可以降低施工成本。

4 结语

本文详细论述了导截流施工技术的作用及特点, 导截流施工技术在水利工程中的利用情况, 希望对相关工作者有所帮助。

摘要：随着时代的发展, 我国水利工程队伍也在不断壮大, 如今导截流施工技术被广泛运用于水利工程建设的基础施工项目中。导截流施工技术是水利工程的基础施工技术, 也是重点施工技术, 它质量的优劣对整个水利工程的稳定性和使用寿命都有重大影响。为了保证水利工程建设的可靠性和使用寿命, 促使水利工程建设的发展, 接下来笔者将结合自己多年从事水利工程建设的经验和调查走访结果, 基于导截流施工技术的作用及特点, 详细论述导截流施工技术在水利工程中的利用情况。

关键词：导截流施工技术,水利工程,实践分析

参考文献

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[3]刘世伟.低闸坝航运枢纽工程施工导截流水力学数值模拟研究[D].重庆交通大学, 2013.

水利工程中导截流施工工艺 篇4

当前国内水利工程施工技术在不断进步, 无论是技术管理方面还是工程设计方面都取得了阶段性进步, 在沿用了固有的有效施工方式的同时提高了水利工程施工质量。通过长期的发展, 水利工程施工进步尤为突出, 其中提高工程施工效率, 合理分配各项工程项目, 做到分工明确, 内容细化。在当前我国水利工程施工过程中涉及到的导截流的内容主要包括施工导流和施工截流。主要是由于整个水利工程施工的质量及工期受施工导流和施工截流的影响较大, 因此必须全方位掌控施工过程, 并且结合各种资源。

2水利工程施工导流与截流施工工艺

在我国以往的防洪、治洪方面的实战经验来看, 我国水利施工工程中的导流施工及截流施工都得到很好的发展, 同时累积的丰富的实战经验, 为日后提高技术支持提供的便利, 例如解决险工、堵口截流与导流施工等方面。接下来文章将详细讨论导流技术和截流技术的区别。

2.1首先, 先介绍导流技术, 在水域里实施建筑工程或者水利工程, 首先需要作业人员修筑能够挡水的基坑, 然后修建工程的主体工程, 通过这样的方式可以促进水流朝既定方向流动, 从而为旱地提供有利条件。在多数水利施工中普遍重视的工程施工是施工导流工程, 在施工过程中, 工程作业人员综合施工特殊性及河流四周特点来分析实际情况, 进而指导导流工程的进行, 通常将导流分为一次导流及分期导流, 导流施工具体方法包括分段围堰及全段围堰等方法, 导流工程施工前期需要对工程质量、施工工期、修建费用和安全度汛展开全方面的调查研究, 然后根据实际情况进行方案的确定, 同时保证方案可行, 将一切可能出现的因素问题考虑在内, 以防万一。下面介绍一般施工内容的安排。

2.1.1施工过程中首先要择优选择导流时段、导流流量及导流方式和建筑物类型等, 并且以上述内容为依据合理设计施工方案, 其中包括修建标准规划、修建顺序排列和拆除围堰与封堵导流建筑物等, 与此同时不能忽略拦洪和排水方案。

2.1.2通常为了保证工程顺利完成, 仍需制定过木、通航和供水措施。这些外界因素极容易影响到施工过程的导流工程, 因此设计施工方案人员务必将施工方案尽可能完善, 同时还要考虑到经济因素和技术因素等, 将其结合分析得出结论。另外当有特殊情况出现时, 最好的方式是展开实战模拟, 通过实际操作得出结论进而将方案不断完善, 直至最终定案。工程设计中导流工程应该考虑的是导流时段问题, 这也指确定挡水时间点的问题, 其中包括全年挡水或者枯水期挡水。对于如何选择导流方式, 一般有四个因素是需要考虑的, 即:第一, 水文因素。在指定施工方案时, 很容易受到河流流量的大小、过程线特征、洪水和枯水情况、流病和水位变幅的影响。一旦遇到河流的水位变幅很大时, 最佳处理方案是采取过水围堰, 枯水期河水流量制约着围堰挡水高度和导流泄水建筑物。第二, 地下因素。当遇到宽阔点的河床时, 工程对通航有所要求, 此时可以采取分期导流方案;当遇到狭窄河道时, 可以依据当地地形特点来确定施工方案, 或明渠或隧道导流方案。第三, 当条件成熟时, 通常选择永久水工建筑物的泄水建筑物, 综合展开导流施工工程。然而如果导流洞能够结合泄洪洞, 那么可以将围堰和土石坝坝体相结合起来。第四, 施工过程中尽量实现通航、过木、给水及灌溉综合功能。

2.1.3关于施工中的上下游围堰工程。当导流通过过流条件后, 很多临时公路会出现在工程施工左岸周围, 一直延伸到上游的围堰位置, 然后就可以展开填筑工程, 同时结合实际情况分析防渗体上游的情况, 展开进一步施工作业分配, 例如, 完成第一期堰体填筑后, C15的混凝土心墙就需要准备施工;当第二期混凝土工程竣工时, 需要保证同时展开高程堰体填筑和混凝土防渗体工程。在施工过程中还要注意围堰施工道路必须有保障, 保证截流区域交通畅通, 才能够再进行围堰填筑的施工。

2.2截流技术

2.2.1接下来介绍爆破截流工程。水利施工一旦处于峡谷位置, 由于岩石坚硬、不便的交通环境、沿途险峻、缺乏有效的运输能力, 在这样的条件下, 就可以实施爆破截流的方式实现截流。保证合拢时期可以在短期内将大量的材料堆在龙口内部, 既可以利用定向爆破岩石, 同时还可以将大块的混凝土块体浇筑在河床上, 直到合拢时炸断这个支撑体, 然后整个块体就可以落到水中, 实现封堵龙口的目的。此时还需要注意的是, 即使在实施爆破截流可以利用抛投强度极大的方式来截断水流, 然后由于抛投的瞬间强度及其大, 材料下水的瞬间所形成的挤压波及容易损坏修筑的堤坝, 进而导致断流现象出现在下游河道中。在其他因素都考虑过的情况下, 还要注意一下定向爆破岩石时会影响到个别的飞石及空气冲击波等, 尤其是地震因素, 值得高度重视。

2.2.2下闸截流具体施工方法。人工泄水道截流时, 需要先在泄水道里面修建一些闸墩, 随后开始进行下闸截流。天然河道里, 如果条件允许, 施工人员也可设置截流闸, 随后下闸截流。例如三门峡的鬼门河泄流道曾经采用的便是这种方式, 下闸期间最大落差可能高达7.08米, 历时长达30多个小时。

2.2.3投抛块料施工法。采用投抛块料施工法截流是当前国内水利工程施工中最为常用的一种截留方法, 它适用于各种情况的处理, 尤其是一些流量大并且落差较大的河道截流施工上。这种方法具体操作步骤如下:在投抛石块或者人工块体堵截水流时, 被迫促使河水经过导流使得建筑物下泄;采取投抛块料截流时, 还要根据不同投抛合龙方法进行截流, 该截流主要有平堵、立堵与混合堵三种。

3结束语

总之, 水利工程施工过程中会受到很多因素影响, 加之我国较为复杂的水利工程施工现状与条件, 就目前来说, 很多工程施工时都会面临很大的挑战, 所以能否有效控制导截流技术直接关系到工程建设质量和进度。从上述可以看出, 导截流工程属于整个水利枢纽工程非常重要的一环, 而截流工程难易程度受河道流量与泄水条件、龙口落差与流速、材料供应和施工方法以及地形地质条件以及施工设备等多种因素的影响, 所以施工前一定要认真分析研究施工图纸, 采取合适措施, 确保截流工程能够顺利竣工。

摘要：随着科技的不断发展, 我国经济发展突飞猛进, 尤其我国支柱性产业--建设工程类项目更是有了进一步发展, 与此同时, 提高了建筑施工技术和质量的要求。在众多的建筑工程项目中, 水利工程仅是其中一种, 文章将介绍水利工程如何应用导截流施工技术, 同时进一步研究在水利施工中关于导截流技术方面的难题, 结合工程实践为例, 总结经验以期解决各种难题, 进而为工程顺利完成提供保障。

关键词：导截流,水利工程,闸坝

参考文献

[1]吴阿淳, 谢小平.水利水电工程施工中导截流技术分析[J].科技与企业, 2013 (19)

[2]王佳俊, 李博.导流明渠在青山水库工程施工中的应用[J].东北水利水电, 2013 (10)

[3]王春雷, 王聪.施工导流、度汛及后期水流控制[J].黑龙江科技信息, 2012 (20)

水电工程中截流方式浅谈 篇5

截流方式可归纳为戗堤法截流和无戗堤法截流两种。戗堤法主要有立堵法和平堵法, 还有衍生出来的平立堵混合截流法等其他方法。无戗堤法截流主要有建闸截流、定向爆破、浮运结构截流等。

截流方式的选择往往取决于截流难度水力指标或截流施工机械设备, 该文主要论述截流难度及立堵截流法。

1 截流难度水力指标

截流水力学计算包括截流过程中各阶段上游水位, 口门流量、落差、流速等水力参数及抛投材料稳定计算等。截流水力学试验性很强, 截流水力学计算公式中计算系数值甚至计算表达式大多是通过模型试验得出的, 有些还通过原型观测验证。由于截流过程中复杂的动态变化的水力条件, 理论和计算皆难以准确表达和定量, 截流水力学计算具有相当程度的局限性和近似性。所以大、中型截流工程一般应通过水工模型试验验证并对复杂技术问题进行试验研究。大型截流工程在截流实施过程中尚应进行原型观测, 其目的主要是对动态变化和水流边界条件和水力要素进行实时监测, 根据变化了的水情和水流边界条件, 拟定对策措施, 指导施工顺利开展。

截流水力学计算包括截流施工过程中各阶段上游水位, 口门泄流量、落差、流速、水深、最大单宽流量等水力参数。

1.1 截流难度的定义

迄今为止, 国内外鲜有资料精确定义截流难度, 一般文献资料中多有对“截流困难段”的提及, 其判别方式往往是通过考量龙口最大落差、最大流速或最大单宽等进行综合判定, 由于这种多参数的综合判定难以找到临界值 (或者难以确定哪个参数是控制因素) , 从而导致在截流设计或者截流施工中对困难段的选取随意性较大, 继而造成困难段抛投材料浪费, 且实际截流施工过程中以上参数并不能直观表现, 不利指导现场施工。

截流难度的实质是截流抛投材料的稳定性问题。即假定将同一标准特性块体抛入A龙口, 其迅速稳定 (或流失量较少) , 而将其抛入B龙口, 其不能稳定 (或大量流失) , 那么A龙口的截流难度显然小于B龙口。

截流抛投材料的稳定主要涉及如下两个问题。

(1) 标准特性截流块体及其抛投时刻如何选取?

(2) 该块体的稳定性具体判别数值是多少, 其对应的难易程度是什么?

1.2 截流难度判别指标

为便于统一判别标准, 并利于实际截流施工操作, 应对判别指标相关的边界条件进行统一。

1.2.1 标准块体及抛投时刻

(1) 抛投标准块体时刻。

统计资料表明, 立堵截流最困难阶段是即将出现三角形断面的时刻。如果将抛投条件定义为形成三角形龙口的时刻, 虽然比较容易判断并便于操作, 但是可能错过最困难的截流时刻, 理应在最困难时刻出现之前获知截流难度。

初步设想将抛投时刻选择为:龙口宽度为4H的时刻 (H为戗堤高度) , 具体取值有待进一步研究探讨。抛投标准块体时刻如图1所示。

(2) 标准块体。

标准块体的选用应具有通用性和利于操作, 并便于稳定计算分析以便获得判断指标。

为方便计算暂定标准块体为边长为1m的混凝土立方体。

1.2.2 稳定性判别指标

将抛投材料沉入河底 (或截流堆石体) 后, 经过移动某一距离 (这个距离不长, 在截流抛石体设计断面以内, 有时这个距离甚至趋近于零) 而后稳定下来, 并且不再起动, 则称这个抛投材料是稳定的。

根据以上定义, 则判别稳定与否的最终标准为抛石冲距。

根据一些试验及理论分析, 抛石冲距可按以下公式计算:

式中:

L—抛石冲距, m;

w—所抛块石的水力粗度, m/s;

v—沿水深方向的垂线平均流速, m/s;

h—龙口水深, m。

根据上式可知, 冲距L是w、v及h的函数, 而水力粗度w为常量 (当块径确定后, 即采用标准抛投块体) , 而v、h在流量及龙口宽度确定后亦可求得, 则最终可求解抛石冲距L。

抛石冲距L可按下式求解:

式中:w=4.253m/s (按边长1m混凝土立方体计算)

由上两式可得:

取m=0.32, 则有:

由上式可见, 抛石冲距L是龙口水深h的函数。

根据对抛投块体稳定性的定义可知, 当L≤1.5H时 (假定戗堤坡比为1:1.5) 则抛投块体将留置于截流戗堤内, 那么认为该抛投材料稳定, 反之该抛投材料不稳定, 即:

综上可得:

(1) 若采用抛投材料稳定性对截流难度进行定义, 则龙口水深是衡量截流难度的标准。

(2) 在抛投标准时刻 (龙口顶宽4H时) 对龙口水深h进行计算, 若h≤2.726H2/3, 则认为标准抛投材料 (边长为1m的混凝土立方体) 是稳定的, 反之不稳定。

2 立堵截流类型及其适用条件

立堵截流是指利用自卸汽车配合推土机等机械设备, 由河床一岸向另一岸, 或由两岸向河床中间抛投各种物料形成戗堤, 逐步进占束窄过水口门, 直至合龙截断水流。由于抛投进占系在戗堤顶面的干地上进行, 有利于采取适宜的抛投技术。但龙口单宽流量随龙口缩窄而增大, 流速也相应增高, 直至最后接近合龙时方急剧下降, 故水力学条件较之平堵截流为差。另外, 由于端部进占工作面积相对较小, 故抛投施工强度受到限制。

立堵截流是我国水利水电工程截流的传统方法, 鉴于目前大容量装载、运输机械在国内大型水利水电工地的普遍使用, 抛投施工强度及块体粒径大小已不是制约因素, 立堵截流应予优先采用。20世纪80年代以来, 国内外水利水电工程截流已趋向于采用立堵法或立堵法为主的截流方法。

根据进占方向、戗堤数量及戗堤顶宽等分类方法, 立堵截流又可细分为数类, 具体分类见图2。

2.1 单向进占立堵截流

顾名思义, 单向进占立堵截流是指利用截流机械设备, 由河床一岸向另一岸抛投各种物料形成戗堤, 逐步进占束窄过水口门, 直至合龙截断水流, 见图3。

2.2 双向进占立堵截流

双向进占立堵截流是指利用截流机械设备, 由河床两岸向河中抛投各种物料形成戗堤, 逐步进占束窄过水口门, 直至合龙截断水流, 见图4。

2.3 单戗堤立堵截流

单戗堤立堵截流是立堵截流方式的一种, 截流时只布置一个戗堤, 该戗堤一般布置在上游围堰内, 见图5。

2.4 双戗堤立堵截流

在立堵截流中, 当截流流量、落差都很大的条件下, 可选择双戗堤甚至多戗堤立堵。截流时布置两个戗堤, 两个戗堤一般分别布置在上、下游围堰内, 个别工程也有将戗堤布置在基坑范围内, 见图6。

2.5 多戗堤立堵截流

由于截流难度太大, 从而布置多个截流戗堤, 以期每个戗堤分的那一定落差, 从而降低截流难度, 见图7。

2.6 普通戗堤立堵截流

本段所述普通戗堤指戗堤顶宽, 并且相对宽戗堤而言。

戗堤顶宽主要根据截流进占施工强度的需要及施工车辆等要求, 经分析确定。参照国内外立堵截流经验, 堤头有2个卸料点同时供10t级自卸汽车抛投, 顶宽一般为10~15m;堤头有3个卸料点同时供自卸汽车 (配合使用推土机) 抛投, 顶宽一般为15~20m;当用30t级以上自卸汽车时, 为20~25m。依此类推, 抛投强度越大, 堤顶宽度越大。

2.7 宽戗堤立堵截流

常规立堵截流的戗堤顶宽一般不超过20~25m, 因此从传统习惯上看, 戗堤顶宽达30m以上者, 可以称为宽戗堤。从水力学观点看, 戗堤加宽后, 增加了龙口的水流沿程磨阻损失, 可以降低龙口水流流速;从施工上看, 戗堤顶宽加大后可以提高截流抛投强度, 并有利于抑制抛投截流材料的流失。

宽戗堤的宽度效应也并非愈大越好, 而是在a/H (戗堤顶宽/龙口水头) 略大于2~3后, 宽度效应反映已趋明显, 继续增宽, 宽度效应并未成比例增大。一般当a/H小于2~3到a/H略大于2~3范围内, 宽度效应反映最明显。这时龙口内一般都能形成淹没流, 可以充分发挥宽戗堤截流的优越性。

3 结语

目前国际工程项目越来越多, 而相应的水文等设计基础资料匮乏, 如老挝南欧江梯级工程, 河水陡涨陡落, 2013年枯期遭遇100年一遇洪水, 汛期遭遇10年一遇洪水, 截流时需引起足够的重视和警惕, 避免发生施工事故。

该文浅谈了各种截流方式, 对国内外水电站工程具有一定的借鉴作用。

摘要：目前国内进入水电工程建设高峰, 相关施工、设计、监理等单位正逐步进入国际市场, 开展相关水电工程导流、截流、施工组织等分析研究, 采取合理与科学的截流施工方法, 为国际工程截流的工期进度、质量等提供经验及技术支撑。

关键词：截流方式,水力指标,立堵法

参考文献

[1]SL623-2013, 水利水电工程施工导流设计规范[S].

关于水利工程截流施工技术的分析 篇6

1 截流的方法

单戗立堵截流, 此种截流方法操作上来是比较简单的, 其所需的辅助设备相对来说并不多, 且经济实惠。单戗立堵式的截流方法通常试用于落差小于3.5cm的截流工程。然而, 一旦龙口的水流能量处于较大的状态, 且速度较快的时候就将大量其的抛投其中以进行辅助。此种技术所采用的工程设备一般都比较简单, 且种类相对较少。这样一来便在资金投入方面减少了大量的成本。另外, 当工程所处的位置有着较好的地质条件, 同时又具备较好的水文条件是, 采用此种截流技术再合适不过了, 其能够节省大量的人力与物力。

1.1 立堵法

此种截流方法的具体施工过程如下:第一, 在河床的两侧或者单侧向河床中填筑截流戗堤, 从而渐渐地导致河床缩窄 (也可称之为进占) ;当河床进占的一定程度的时候便会形成过水断面 (即龙口) , 继而停止填筑, 这个时候就要对河床和龙口戗堤端部进行及时有效的加固防冲处理;第二, 在适当的时候可以对龙口进行封堵, 继而促使戗堤能够合龙;第三, 为了对戗堤漏水情况的情况进行有效预防, 则有必要对戗堤的迎水面进行预防渗漏设备布置。我们由此可以从中得出, 整个截流的过程包括进占、护底、裹头、合龙以及闭气等工作。截流过后还要对戗堤进行下一步的施工工作, 如加高、加厚等, 如此一系列工作可以将之称为围堰。因为截流的整个施工过程都没怎么用到架设浮桥或者栈桥, 这就表明了施工工序是比较简单的, 在与其他方法的相较之下其能够省下大量的人力与物力, 与此同时, 其还具有很好的经济价值, 深受众多施工单位的青睐, 在黄河的截流施工中, 此种截流方法被经常使用。

1.2 平堵法

平堵法截流是沿着整个龙口宽度而全线抛投, 抛投料堆筑体全面上升, 直到露出水面。所以, 在合龙之前务必要将浮桥架设于龙口之上。因为平堵截流是顺着龙口的全宽而均匀的平层抛投, 因此其单宽流量与出现的流速都相对较小, 从而所需的单抛投材料重量也较轻, 然而, 抛投的强度通与施工的速度都要进一步提升, 且在施工的工程中, 两侧不允许船只通行。这样一来便在一定程度上确保施工水域的稳定性, 同时也会使河道水运受到影响。在施工过程中不可一味照搬最初的施工程序设定, 而是根据技术与施工的整体效益而进行灵活的变动处理。

2 截流日期同设计流量的确定

2.1 截流时间的确定

在对截流的时间进行确定的时候要从以下几个方面进行充分考虑:第一, 确定导流泄水的建筑与泄流的标准是否相符;第二, 确定截流之前河道中的泄水道内围堰与其他障碍物是否被清除干净;第三, 确定截流之后在汛期前是否有时间对必要进行工作;第四, 所选定的截流日期是否能够确保通航的影响度降到最低。需要注意的是在北方处于流水期的时候不可以展开截流工程。另外, 截流日期的选定还要通过对过去所记录的水文数据的参考, 以及技术人员的评估总结, 并结合当年的具体气候情况来确定, 继而设计施工进度。

2.2 截流设计流量的确定

在选取截流设计流量标准的时候, 其所选取的对象应该对某一确定截流实践进行截流流量的设计工作具有针对性。设计流量需要结合施工地点的气候、水文等各种环境特征来进行。在通常的情况下都会根据重现年法或者是水文气象预报修正法对设计流量予以确定, 一般可以根据工程重要性的大小来选取截流时段重现期5~10年的月或者旬的平均量, 当然也可以通过其他的方法来进行分析与确定。频率法是进行流量确定的常用方法, 按照已经确定的截流时段, 选取其中的一定频率作为设计流量。截流设计标准按照规定选除了频率法之外, 同时还有许多工程通过实测资料分析法来进行, 此种方法一般都是用于在水文资料系列场, 且河道水文稳定知识。就预报法而言, 目前可靠的预报期通常较短且不适用于初设, 不过若是在截流前夕则有依据预报流量进行适当修改设计的可能。对于某些重大的截流施工设计, 通常会选取以流量为主, 继而分析大小流量会发生的概率, 并结合几个流量来研究模型试验并对截流进行计算。在存在深槽和浅滩的河流方面, 若浅滩上有分流建筑物的布置, 这时候就需要着重研究会对截流造成不利影响的条件。

2.3 龙口的位置与宽度

龙口设在截流戗堤的轴线上, 戗堤轴线的得出是依据对两岸与河床的地形、地质、水运状况等各方面因素与对相关数据的分析, 再综合各方面的考虑之后而得出。戗堤轴线一经确定则表示楼口的位置也就此决定。在通常情况下, 龙口位置的环境应该建设得宽阔, 从而方便大量施工材料能够储存其中, 同时还能够方便众多来往车辆的运输, 继而满足交通的便利需求。在选择地质的时候, 应满足覆盖层教薄的龙口位置需求, 且最好备有天然保护设施从而进一步降低水流对其的冲击, 继而使其使用寿命能够得以提高。就水利条件方面而言, 应将龙口的位置设在正对主流出, 以便于洪水的大量泄流, 促使工程的安全性能够得以全面提高。在对龙口的宽度进行确定的时候要充分考虑戗堤束窄河床后所形成的水力条件, 龙口地步与两侧裹头部位的冲刷影响以及截流期通航河流在安全上的具体要求。

总之, 我国近几年对水利工程的重视越来越高, 继而促使水利工程的质量得以提高。话说如此, 其依旧会有一些问题存在, 所以相关工作人员要不断研究创新, 继而推动先进科学技术在水利工程中的充分发挥。

摘要：随着我国的社会主义经济建设的不断发展, 水利工程的重要性也日益显得重要起来。在水利工程建设项目之中, 截流作为其重要环节将直接影响到整体工程的质量好坏。因此, 在施工的过程中, 不仅要具备“天时”, 同时还要对施工地段的地质构造、水流速度等水文状况进行充分的考究, 然后将力学与地理学灵活地运用到建设当中, 此即为“地利”、“人和”。因此, 只有做到“天时、地利、人和”才能促进水利截流工程的树立完成。本文针对水流工程施工技术进行了一系列分析。

关键词：水利工程,截流,施工技术

参考文献

[1]于淑芳、王锦成, 浅议水利工程施工中导流与截流方案的重要性[J].中国水运, 2012 (3) .

[2].陈理勇, 浅谈中小型水利工程截流设计应注意的几个问题[J].治淮, 2007 (5) .