水利水電施工導(dǎo)流方案風(fēng)險分析

王 亮 王 強

（1中國葛洲壩集團第三工程有限公司， 湖北 宜昌 4430022；2 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院， 黑龍江 哈爾濱 150080）

1 施工導(dǎo)流存在的風(fēng)險

1.1 洪水流量、洪量具備隨機性

導(dǎo)流過程中，需圍堰擋水，在水流借助泄水建筑物流向下游河道的過程中，會受到諸多因素的影響，因此存在一定風(fēng)險。對于圍堰而言，其堰頂?shù)母叱虨楣潭ㄖ?，雖然泄水建筑物布置和規(guī)模已經(jīng)確定，但是從一定程度上還會受到水位及水力參數(shù)的影響。施工洪水會流入水庫當(dāng)中，而涉及工程所需要的基本材料及依據(jù)則為該洪水的設(shè)計過程。隨機性是人庫施工洪水的特點導(dǎo)致該特點原因是：自然界中諸多不確定因素影響著洪水的形成。而且我們會發(fā)現(xiàn)，所設(shè)計的和現(xiàn)實的洪水過程存在不同程度的偏差，這是收集并整理相關(guān)水文資料與設(shè)計洪水過程線方法差異而導(dǎo)致的。

1.2 人為的不確定因素與分布

施工環(huán)節(jié)中，難免會存在建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸出現(xiàn)誤差的情況，因為泄水建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸具有不確定性，但誤差值是有范圍的，要將誤差控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。如果誤差值的絕對值相等，那么出現(xiàn)誤差的概率就會像等，而小絕對值誤差出現(xiàn)的概率較大，大絕對值則反之。遵循誤差理論，尺寸的變化程正態(tài)分布，設(shè)計值為它的均值，標(biāo)準(zhǔn)差則可用若干值來進(jìn)行估算。壩體臨時斷面或者圍堰的上游庫水位具有不確定性,設(shè)計的流量為洪峰流量時，水庫對洪水進(jìn)行調(diào)蓄，庫水位就會符合設(shè)計洪水位標(biāo)準(zhǔn)。庫水位也會因洪水過程的不確定性而產(chǎn)生不確定性，依據(jù)其因素性質(zhì)可判定它屬于正態(tài)分布。

2 施工導(dǎo)流方案

2.1 明渠導(dǎo)流方案

明渠導(dǎo)流的施工技術(shù)主要適用于平原地區(qū)的河道或者河谷，這些地區(qū)的壩址河床比較窄或水流覆蓋面的深度不是很高，利用明渠導(dǎo)流技術(shù)不僅能夠合理控制施工成本，而且還能從一定程度上提升施工質(zhì)量。在相應(yīng)的河岸處挖設(shè)相關(guān)渠道，還要設(shè)置好上下游的圍堰，借助對應(yīng)渠道使水流通暢下瀉，最終完成水流導(dǎo)引，整個過程就是應(yīng)用明渠導(dǎo)流施工技術(shù)而完成的。明渠導(dǎo)流技術(shù)的使用，對水利工程也有一定的條件要求，需要水利工程位置的河床具有一定寬度的臺地，并且水流量比較大，另外，其還需要滿足排水通航的要求、工程工期不宜過長等條件。現(xiàn)實施工環(huán)節(jié)中，要確認(rèn)明渠導(dǎo)流高程后使用該技術(shù)。要選取合適的布置地點，科學(xué)設(shè)置明渠轉(zhuǎn)彎半徑，不僅要確保河道上下游完整銜接，還要嚴(yán)格控制明渠長度，不僅如此，還有軸線及軸線進(jìn)出口的位置，都要合理選擇，尤其是對軸線進(jìn)行布置環(huán)節(jié)極為重要。

2.2 隧洞導(dǎo)流方案

對于隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)來說，其主要使用于針對水利工程水流量并不是很大，并且水利工程施工環(huán)境比較復(fù)雜的地區(qū)，一般使用這種導(dǎo)流施工技術(shù)。通常情況下，那些狹窄的河谷地帶還有陡峭險峻的山區(qū)比較適用于這種技術(shù)，而使用這種技術(shù)也有一定的弊端，如資金投入較大、導(dǎo)流泄水能力一般，特別是在一些汛期環(huán)境下，需要借助一些基坑來實現(xiàn)泄水?，F(xiàn)實施工中，首先要考察施工當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境及各方面條件，并對其進(jìn)行認(rèn)真分析，然后再制定隧洞的設(shè)計與挖掘，水流會借助隧洞改變流動方向，達(dá)到最終目的。而在應(yīng)用該技術(shù)的時候必須要結(jié)合地面某些堅固的建筑物，挖建隧道是一項大工程，會導(dǎo)致其成本大幅度上升，因此在選擇導(dǎo)流技術(shù)的時候，在不得已的情況下一般是不選擇這種技術(shù)類型的 。

2.3 分段圍堰導(dǎo)流方案

分段圍堰導(dǎo)流技術(shù)也叫分期圍堰導(dǎo)流，這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到水利水電工程的施工當(dāng)中。它的使用相對而言較為簡單，但是對于分期期數(shù)和導(dǎo)流分段有嚴(yán)格的規(guī)定，不能將其設(shè)計過多，否則會加大水利水電工程的施工難度，從而影響施工進(jìn)度及效率。分段圍堰導(dǎo)流技術(shù)在使用中還可以分為缺口導(dǎo)流以及底孔導(dǎo)流，對于缺口導(dǎo)流來說，針對底孔導(dǎo)流而言，在二期導(dǎo)流施工過程中使用該種技術(shù)，主要是利用混凝土壩體完成臨時性、永久性泄水道的構(gòu)建，從而完成水流導(dǎo)流。要利用水力學(xué)計算并確定導(dǎo)流底孔的位置、高程、尺寸；而缺口導(dǎo)流則是對未建成壩體設(shè)置缺口，當(dāng)該區(qū)域處于汛期時便可減小因汛期水位上升而對施工造成的不良影響。進(jìn)行水利水電工程時，要全方位考慮并分析施工的結(jié)構(gòu)、條件、泄水強度以及導(dǎo)流流量各種因素，在這種條件下將其寬度與高度明確后再合理的設(shè)置缺口。

2.4 涵管導(dǎo)流方案

涵管導(dǎo)流也是一種導(dǎo)流施工技術(shù)，遇到堆石壩、土壩等類似工程，且工程水流量小或處于枯水階段，會選擇使用這種導(dǎo)流技術(shù)完成水流的導(dǎo)流。使用這種導(dǎo)流技術(shù)，大部分是鋼混結(jié)構(gòu)為主，因為它的結(jié)構(gòu)強度極高，而且成本相對合理，正因如此，致使涵管導(dǎo)流具有較強的質(zhì)量性與經(jīng)濟實用性。實際施工環(huán)節(jié)中，在應(yīng)用涵管導(dǎo)流技術(shù)時，要結(jié)合現(xiàn)實施工中鋼混結(jié)構(gòu)的具體特征進(jìn)行施工，施工過程中若想充分發(fā)揮涵管導(dǎo)流技術(shù)的優(yōu)勢與作用，務(wù)必確保對鋼混材料進(jìn)行施工的準(zhǔn)確性以及規(guī)范性。

2.5 壩體缺口導(dǎo)流方案

混凝土壩體是工程施工中最明顯的部分，在汛期，它的水流量非常大，正對于這種狀況，已有的排水導(dǎo)流系統(tǒng)可能無法達(dá)到明顯的排水效果，出現(xiàn)這樣的情況，最終會影響到水利工程的施工進(jìn)度，但若使用壩體缺口導(dǎo)流的施工技術(shù)就可以控制汛期的水流量的大小，從而避免上述狀況的出現(xiàn)。壩體缺口導(dǎo)流法顧名思義就是在相關(guān)的的混凝土壩體留個缺口，其作用是控制汛期水流量，汛期結(jié)束后再對這個缺口進(jìn)行修補，涉及該缺口時，要綜合考慮并分析整個大壩的截水量、大小和高度等相關(guān)因素，不僅要確保它的導(dǎo)流作用，而且壩體的安全性及穩(wěn)定性也要有所保障。

3 導(dǎo)流方案的選擇與對比

從下列幾點進(jìn)行方案的比較：設(shè)備、勞動力及施工負(fù)荷的均衡性；施工強度的合理性；工程所需費用和經(jīng)濟性。①比較水力計算。計算水力從而明確導(dǎo)流建筑物尺寸，布置導(dǎo)流方案。大、中型工程要進(jìn)行導(dǎo)流模型試驗。②比較工程量與費用。對比各方案，明確導(dǎo)流、泄水建筑物的最終尺寸，對工程量的計算要根據(jù)同樣的精度進(jìn)行計算。③制定施工進(jìn)度計劃。導(dǎo)流方案不同，施工進(jìn)度也不同。對進(jìn)度各個控制時點進(jìn)行分析、研究。④計算并分析施工強度指標(biāo)。以施工的進(jìn)度計劃為依據(jù)繪制出施工強度圖。應(yīng)對各階段的有效工日進(jìn)行分析。這過程要將法定假日、停工日等扣除，根據(jù)不同工種停工也不同。⑤分析河道綜合利用的效果、可能性。導(dǎo)流方式不同，河道綜合利用的效果、可能性也不同。計算分析技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)要具科學(xué)性公平性。不能過于主觀，要結(jié)合實際情況做出正確的、科學(xué)的計算與分析。

4 結(jié)束語

總而言之，只有制定科學(xué)合理的導(dǎo)流方案，才能確保水利水電工程的整體進(jìn)度及質(zhì)量。水利水電工程施工環(huán)節(jié)中，地質(zhì)、自然環(huán)境、水文以及地形地貌等因素會從一定程度上影響導(dǎo)流方案的選擇。實際施工中，我們要結(jié)合現(xiàn)場的施工環(huán)境及狀況，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，確保整體施工進(jìn)度及質(zhì)量，為我國的水利水電工程建設(shè)貢獻(xiàn)力量。