梁紅興
摘 要:人們在日常的生產(chǎn)生活過程中都需要使用大量的水資源與電能資源,所以為了滿足社會發(fā)展的基本需求,加大水電站建設(shè)力度就十分重要。而在水電站建設(shè)中,截流環(huán)節(jié)對水電站整體質(zhì)量影響比較突出。因此,本文將針對水電站施工中運用的截流方法進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:水電站;投拋塊料法;爆破截流法;下閘截流法
在水電站施工建設(shè)中,科學(xué)合理的運用截流方法,有助于縮短施工工期、提高水電站施工質(zhì)量。所以,本文將針對投拋塊料、爆破截流等方法在水電站施工中的運用進(jìn)行研究。
一、將截流方法運用到水電站施工中的重要性
在水電站建設(shè)中將源河道河床中河流的走向進(jìn)行封堵、引流,被稱為截流,這樣做有助于建筑物在河床中的建設(shè)。水電站橫向圍堰施工必須做好截流工作,準(zhǔn)確的講,把河道中水流的流向進(jìn)行改變就是截流?;谡w規(guī)劃為基礎(chǔ)進(jìn)行分析,截流技術(shù)通常由無戧堤截流法和戧堤法組成。無戧堤截流法是通過運用水力填充法、浮運格箱沉放法、定向爆破法、下閘法等組成;戧堤截流則運用的方法更加廣泛,且在水面比河床低時的施工中常用。在操作過程中,首先要傾倒石塊,通常分為立堵截流與平堵截流。在水電站施工中,截流是給常重要的工作,這對水利工程 的施工安全性、成本投入、工期等都具有一定的影響。另外,水電站防洪也受截流影響。例如湖南省酉水鳳灘水電站主河道截流因施工進(jìn)度拖后,為搶回工期,于1971年8月8日~8月11日在汛期強行進(jìn)行截流,遇洪水截流失??;9月5日再次截流,雖然合龍,但截流戧堤不能閉氣,滲漏量很大,再遇洪水,戧堤頂部5m高堆石體被洪水沖走;11月16日又進(jìn)行截流,攔斷河床后,因漏水嚴(yán)重,基坑積水無法施工,圍堰防滲處理拖延了主體建筑物施工工期,經(jīng)濟(jì)上也造成巨大損失。[1]因此,在水電站施工中,必須做好截流施工工期的掌控與截流方案的制定與實施,從而才能防止逾期等問題增加施工成本問題的發(fā)生、才能提高工程施工質(zhì)量。
二、截流水利學(xué)計算公式在水電站施工運用中的研究
截流水利學(xué)屬于物理學(xué)范疇,其研究的主要內(nèi)容包括水位、河流流速、落差等相關(guān)參數(shù)。在研究期間,全部基于實驗為研究基礎(chǔ),因此使用的公式也是經(jīng)驗推導(dǎo)公式。受到施工環(huán)境的影響,在水電站施工期間利用截流公式的時候,必然會受到現(xiàn)實因素影響出現(xiàn)誤差,因此在實際使用中要適當(dāng)修正參數(shù)。所以,當(dāng)前截流水力學(xué)結(jié)果只能提供參考或指導(dǎo)作用。原因是,各個變量的關(guān)系在公式中被明確規(guī)定,所以才能作為施工建設(shè)參數(shù)的依據(jù)。在實際截流施工中,要根據(jù)施工環(huán)境狀況,合理利用工作,充分考慮當(dāng)?shù)厮疁貤l件等,才能確保截流工作的順利開展。
三、水電站施工中運用的截流方法
(一)投拋塊料法
我國水電站施工建設(shè)中投拋塊料法是最常用的河道截流方法,其適用與水流速度快、流量大、河道落差大的河道,且應(yīng)用效果顯著。施工操作中,主要是通過將石塊或人工塊體投拋在龍口位置的方式堵截河道水流,從而實現(xiàn)“引導(dǎo)河流向指定方向流淌”的目的。通常,投拋塊截流法還可以分成立堵、平堵、混合賭等。
首先,分析截流平堵。通常在龍口位置進(jìn)行堵截施工,施工時利用汽車等將填料運輸?shù)绞┕の恢?,然后順著龍口依次進(jìn)行拋擲。拋擲期間,首先選擇小料,在流速增加的同時,開始將大塊料進(jìn)行投拋,在水下位置使堆筑戧堤能夠均勻的實現(xiàn)上升,達(dá)到高出水面即可。經(jīng)對立堵法和平堵法的研究發(fā)現(xiàn),平堵法中單寬流量、最大流速很小,水流條件很好,可以緩解龍口基床受到的水流沖刷強度。[2]因此,若龍口地基容易被河流沖刷時,則可以選用平堵法。另外,在平堵法使用期間需要建設(shè)棧橋與浮橋,因此有助于后續(xù)水電站的機械化施工,也可以提高拋擲力度,改善截流施工效果;若施工現(xiàn)場水位較深,那么應(yīng)放棄使用平堵法,因為此時難以假設(shè)浮橋與棧橋,不利于后續(xù)施工。
其次,分析立堵方案。把塊料運送至施工場地后,利用端進(jìn)法拋擲塊料到占戧堤里面,待河床被截斷后停止。通常在流速快、單寬量大、存在楔形水流或者下游存在立體旋渦時都不適合使用該方法,因為水流會對龍口位置造成嚴(yán)重的沖刷,影響堵截效果。另外,若龍口地質(zhì)條件較差時也不應(yīng)該選擇立堵方案。
最后,分析混合堵方案。將立堵與平堵結(jié)合使用的方案被稱為混合堵方案,通常存在兩種形式,分別是“先立后平”與“先平后立”。一般,要在龍口的兩頭處分別進(jìn)行下料,從而實現(xiàn)保護(hù)戧堤頭的目的,然后要重點開展護(hù)堤工程施工,并將龍口底檻抬到一定高度,再應(yīng)用立堵方案對河流進(jìn)行截斷處理。[3]通常要利用船只實現(xiàn)塊料平拋施工,然后在使用汽車傾倒塊料的方式進(jìn)行立堵截流。
(二)水電站施工中運用的爆破截流法
首先,是定向爆破截流法。若需要在峽谷等狹窄地帶建設(shè)堤壩,受到交通、地質(zhì)環(huán)境等因素的影響,運輸設(shè)備很難到達(dá)指定位置,此時運用定向爆破截流法獲得的效果最佳。
其次,是預(yù)制混凝土爆破體截流法。通常需要先將混凝土澆筑在河床位置上,當(dāng)塊體開始合攏的時候,利用爆破法將支撐體炸斷,然后利用落入河水中的塊體封堵龍口。當(dāng)前此法在實際中應(yīng)用廣泛,且效果突出。不過,爆破截流法在爆炸的時候,會使塊體受到較大的拋物力,雖然水流被塊體阻斷,但是巨大的拋物力也會讓石塊落入河道后繼續(xù)擠壓壩體,同時產(chǎn)生的大浪也會對戧堤質(zhì)量產(chǎn)生影響,若控制不當(dāng),下游河道可能出現(xiàn)瞬間斷流的情況。另外,在對山體巖石等使用定向爆破處理時,必須要做好碎石受到爆炸力影響后飛行軌跡、力道、沖擊波的計算,避免引發(fā)地震帶共鳴。
(三)水電站施工中運用的下閘截流施工法
若需要對人泄水道實施截流處理,此時要先在先在泄水道上建設(shè)閘墩,然后進(jìn)行下閘截流。若存在天然河道,此時可先建設(shè)截流閘,然后在進(jìn)行下閘截流操作,且該法運用廣泛。
四、結(jié)語
在水電站施工建設(shè)中,要根據(jù)水電站建設(shè)實際需求、現(xiàn)場地質(zhì)、水流實際狀況等因素,合理的選擇截流方法,才能確保水電站順利施工完成,才能確保截流施工可以達(dá)到預(yù)期目的,從而提高水電站建設(shè)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]陳榮華,韋海勇.巴江口水電站施工導(dǎo)流設(shè)計及技術(shù)特點[J].廣西水利水電,2014(05):4.
[2]蘇海龍,王松.桃源水電站二期工程截流設(shè)計與施工[J].水力發(fā)電,2014(06):5355.