權(quán)國(guó)洪
摘要:對(duì)水利工程中施工導(dǎo)流的施工方法和技術(shù)進(jìn)行了全面的介紹。主要是從明渠導(dǎo)流和隧洞導(dǎo)流的適用條件和布設(shè)、分段圍堰法導(dǎo)流的適用場(chǎng)合、成孔導(dǎo)流的具體布設(shè)等方面分別進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞:水利工程;導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用;工程施工
1明確明渠導(dǎo)流的適用條件和布設(shè)
1.1明渠導(dǎo)流的適用條件
明渠導(dǎo)流適用于河床較窄,河床覆蓋層較深,分期導(dǎo)流困難,具有下列四種條件之一,可考慮采用明渠導(dǎo)流。(1)需要導(dǎo)流的流量較大,地質(zhì)條件不適合開挖隧洞的。(2)河床一岸有比較寬的臺(tái)地,古河道或者埡口。(3)總工期較緊,不具備挖洞設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的。施工期不通航、排冰、過(guò)木要求。(4)在施工期間不通航、過(guò)木、排冰要求。
1.2明渠導(dǎo)流的布設(shè)
明渠導(dǎo)流的布設(shè)分二種形式:①岸坡布設(shè);②灘地布設(shè)。布設(shè)內(nèi)容大致包括以下四點(diǎn):①確定進(jìn)出口位置;②確定明渠導(dǎo)流軸線位置;③確定高程。④確實(shí)明渠比降
1.2.1布設(shè)明渠導(dǎo)流軸線的位置如果是河床的一側(cè)為較寬的臺(tái)地或者埡口,那么在布設(shè)軸線時(shí),須將渠身的軸線伸出上下游圍堰的坡腳以外,同時(shí),為了達(dá)到防沖的要求,渠身的軸線水平方向長(zhǎng)度最好是50-100m,使得上下游水流能夠及時(shí)和明渠進(jìn)出口銜接起來(lái),而且應(yīng)與河道的主流之間夾角<30°,在設(shè)置明渠轉(zhuǎn)彎半徑時(shí),為了使水流能夠順利地運(yùn)行,轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于渠底寬度的5倍以上。此外,在進(jìn)行明渠軸線布局時(shí),應(yīng)避免有深挖的現(xiàn)象,并且要最大限度地縮短明渠的長(zhǎng)度。
1.2.2 確定明渠進(jìn)出口的位置和高程在水利工程實(shí)際施工中,進(jìn)出口的設(shè)置具有很嚴(yán)格要求,施工員要對(duì)明渠進(jìn)出口形狀和位置進(jìn)行調(diào)整,保證其具有不淤、不沖、不產(chǎn)生回流的效果。其次,在進(jìn)行進(jìn)口高程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)依照截流設(shè)計(jì)對(duì)其選擇,其出口高程則由下游消能池設(shè)施進(jìn)行控制。值得注意的是,必修對(duì)明渠進(jìn)出口高程和渠道水流流態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)而滿足施工期通航、過(guò)水和排冰的要求。
2明確隧洞導(dǎo)流的適用條件和布設(shè)
2.1隧洞導(dǎo)流的適用條件。隧洞導(dǎo)流的使用應(yīng)滿足以下要求:導(dǎo)流的流量較小,壩址的河床相對(duì)狹窄,并且兩岸地勢(shì)陡峭。比如:如果說(shuō)某區(qū)域地形為一岸或者兩岸,且地質(zhì)條件較好,則可適用隧洞導(dǎo)流
2.2隧洞導(dǎo)流的布設(shè)
(1)對(duì)隧洞軸線的布設(shè),應(yīng)保證其沿線的地質(zhì)條件優(yōu)良,從而保證隧洞施工的可靠性和安全性。(2)布置隧洞軸線時(shí)應(yīng)盡量采取直線,若是一定有彎道出現(xiàn)時(shí),則必將彎道半徑設(shè)計(jì)為隧洞寬度的5倍以上,而且轉(zhuǎn)折角必須<60°。其次,值得注意的是在彎道收尾處,應(yīng)要設(shè)置一定長(zhǎng)度的直線段,而且長(zhǎng)度應(yīng)大于洞徑的3~5倍。還有就是應(yīng)保證進(jìn)出口引渠軸線與河流的主流方向所成夾角≤30°。(3)在進(jìn)行隧洞導(dǎo)流的設(shè)計(jì)時(shí),同一岸雙線隧洞壁厚應(yīng)大于2倍洞徑,以及洞臉與洞頂?shù)膸r層厚度均能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)應(yīng)力的需要。
3分段圍堰法導(dǎo)流的適用條件和布設(shè)
3.1分段圍堰法導(dǎo)流適用條件
分段圍堰法廣泛應(yīng)用國(guó)內(nèi)外的大中型水利工程。其使用要滿足以下要求:導(dǎo)流的流量較大,河床寬而且工期較長(zhǎng)的工程,特別適用冰凌非常嚴(yán)重和通航河段的河流。應(yīng)用分段圍堰法可減少施工陳本,所以得到水利工程的廣泛應(yīng)用。
3.2分段圍堰法導(dǎo)流的布設(shè)
分段圍堰法導(dǎo)流主要是在空間上利用圍堰把永久性建筑物分成若干段來(lái)施工,從而保證了該水利工程的順利開展。在分段圍堰導(dǎo)流過(guò)程中,還應(yīng)確定縱線圍堰的位置,主要考慮的因素有充分利用河心州、小島等有利地形,盡可能與導(dǎo)墻、隔墻或永久性建筑物相結(jié)合。在實(shí)際施工中,假如導(dǎo)流分段越多,則圍堰施工就會(huì)越復(fù)雜,工程量也就相應(yīng)增加;但是,若是導(dǎo)流分期越多,則工期也就相應(yīng)的增加。所以我們?cè)趹?yīng)用導(dǎo)流時(shí),權(quán)衡利弊,把工程成本降到最低,現(xiàn)在十分廣泛的應(yīng)用是二段二期導(dǎo)流法。
4底孔導(dǎo)流的設(shè)置
利用混凝土壩體中的永久底孔或者臨時(shí)底孔作為泄水道,是在二期導(dǎo)流中常采用的導(dǎo)流方法。這種導(dǎo)流是為了讓全部或部分水流通過(guò)底孔宣泄到下游去,保證了后期工程的順利開展。若是臨時(shí)的底孔,則須要在蓄水時(shí)或者工程接近完工時(shí)采取封堵。
根據(jù)水利工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),底孔高程應(yīng)布置在最低水位以下,以確保枯水期泄流。當(dāng)?shù)卓讛?shù)量較多時(shí),應(yīng)把各個(gè)底孔設(shè)置在不同的高程,在封堵時(shí)應(yīng)由最低高程那個(gè)底孔開始堵,以便減小封堵時(shí)候所承受水的壓力。
當(dāng)采用臨時(shí)底孔導(dǎo)流時(shí),底孔的數(shù)量、尺寸、位置和高程等,都必須有對(duì)應(yīng)的水力學(xué)計(jì)算確定。底孔的高程和位置的設(shè)置,應(yīng)滿足截流,圍堰施工及底孔自身封堵的要求。
5壩體缺口的導(dǎo)流的設(shè)置
在對(duì)水利工程施工時(shí),總避免不了汛期。除非工期歷時(shí)短,在低枯水期能保證施工完,否則就會(huì)對(duì)正常施工進(jìn)度有影響。所以,為了避免這種情況,必須在壩體工程完工前,預(yù)留一定的缺口,以便于洪水的宣泄,直到汛期過(guò)后,再對(duì)缺口施工。壩體上預(yù)留缺口的高度和寬度,主要由導(dǎo)流流量的設(shè)計(jì),其他建筑物的泄洪能力、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工條件決定,在對(duì)缺口預(yù)留時(shí),為了避免產(chǎn)生高缺口向低缺口的側(cè)向泄流,一般應(yīng)把高低缺口間的高差控制在4-6m之內(nèi),進(jìn)而確保壓力的均勻分布。
6施工導(dǎo)流系列方案選擇
根據(jù)不同的施工特點(diǎn)和環(huán)境,對(duì)于導(dǎo)流方案選擇也不盡相同。這就要對(duì)具體的施工條件綜合對(duì)比分析,在擬定的施工方案中選擇一個(gè)技術(shù)難度小和施工成本低的最優(yōu)方案。
6.1 地形條件:地形條件會(huì)對(duì)導(dǎo)流方案的選擇直接產(chǎn)生影響。例如:河段較為狹隘,巖體較為堅(jiān)固的區(qū)域,比較適宜隧洞導(dǎo)流法;而河床比較寬的地形,則適宜應(yīng)用分段圍堰法導(dǎo)流;如果河流有一側(cè)比較平躺,則適宜應(yīng)用明渠導(dǎo)流法。
6.2水文條件:水文條件大致包括水位變化幅度、河道流量的極值、全年流量變化情況,汛期洪水持續(xù)時(shí)間,冬季河流冰凍和融化的時(shí)間等等,都對(duì)導(dǎo)流方案產(chǎn)生直接影響。
7結(jié)語(yǔ)
導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用在水利工程施工中有利于加快施工進(jìn)度,以便降低工程造價(jià),所以導(dǎo)流技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度、工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益都得到明顯提高。綜上所述,我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中要靈活運(yùn)用、因地施宜,設(shè)計(jì)員應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備施工地段進(jìn)行水文地質(zhì)條件勘測(cè),以確保水利工程施工的合理性、科學(xué)性、可靠性,進(jìn)而保障水利這項(xiàng)民生工程即經(jīng)濟(jì)又安全,也為民生工程的施工質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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