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水利水电工程截流工程施工技术

作者:2018-08-22 16:18:21阅读:文章来源:

 摘要:中小河流拦河闸截流作为中小型水利工程的重要环节之一,其施工效果直接影响整个工程的质量的高低,截流施工不仅要求确定合适的施工时间,还要注重截流地的地质构造和水文状况等。文章首先介绍了截流工程的施工技术方法,其次介绍了中小截流施工中的流量设计要点,最后针对水利工程中控制截流难度进行了简要说明,旨在通过相关技术的介绍,促进中国水利工程截流施工的规范性。

  关键词:水利水电工程;截流工程;施工难度;技术分析

  引言

  截流工程就是指在施工导流过程中,当导流泄水建筑物竣工后,在有利的时间,用围堰堰体的一部分,迅速截断河床,致使河流改道实现水流的下泄。截流工程作为水利水电工程施工的重要组成部分,加强其施工技术的分析对于水利水电施工质量的保障具有重要作用。

  一、截流工程施工技术方法

  单支柱対立截流实际施工中操作简单,施工对于辅助材料的使用较少,在小流域水利截流工程中使用较多[1]。虽然该施工方法具有人力物力投入较少的优点,但是容易受水文、地理等不确定因素的影响,施工成本较高,施工中应注意河流水势较大时中各因素的控制。

  1.1立堵法

  截流工程施工中立堵法,具有使用辅助设备较少的优点,能够实现施工成本的有效节约,此外该方法还不需要架设栈桥或者浮桥,大大简化了截流的准备工作,主要运用于地质条件较好的区域,立堵法在水利水电工程各种类型截流施工中较为常用的一种方法[2]。立堵法的具体操作过程:为了实现河床的减小,首先在河床两侧或者一侧向河床中填筑截流戗堤,当河床的宽窄达到要求,停止填筑,便形成水断面,水断面又称为龙口。此时需要对水断面和河床进行加固处理。其次,待时机合适时进行水断面的封堵,使戗堤合龙。最后,采用立堵法要注重戗堤漏水情况的防止。一般会设置专门的防身设备用于防止戗堤漏水。立堵法进行水利水电工程截流施工主要包括进占、护底、合龙、裹头、闭气等环节,截流施工工程完成还要进行戗堤加高加厚,以实现围堰的修筑。

  1.2平堵法

  平堵法是指在投物料时沿着整个龙口的宽度进行,当物料直至露出水面时停止抛投,平堵法不同于立堵法,它要求架设浮桥,并在合龙之前要将浮桥架设完毕[3]。平堵法对于要求流速和单宽流量较小,对应的单抛材料的重量要求较低。但是平堵法截流施工抛投强度较高,具有极高施工速度要求,这两方面在具体施工过程中都有待进一步提升,此外采用平堵法进行中小河流拦河闸坝截流施工中要保证施工区域的水域的稳定性,船只不允许通行,使得河道的通行受阻在施工。

  二、截流施工中的流量设计

  2.1截流时间的确定

  截流时间选择的合理性直接影响截流施工的质量。在截流施工前要充分考虑泄流、空闲期、通航和地区等因素对截流时间确定的影响。1)拦河闸坝泄流对截流时间的影响。技术人员在进行截流时间确定之前要勘察水利工程是否满足泄流的条件,并检查其导流泄水作用的建筑物是否竣工投入使用,以及建筑物能否达到泄流标准要求。

  2)空闲期对拦河闸坝截流时间确定的影响。截流施工应在空闲期内进行,为了实现截流工作在汛期之前完成,一般空闲期设置在水利工程汛期到达之前。再次通航对拦河闸坝截流时间确定的影响。由上述分析可知,采用平堵法会要求暂时终止河道的通行,这就要求截流时间确定在在通航的低峰期。

  3)地区因素对截流时间确定的影响。由于截流施工操作受自然环境影响较大,技术人员在确定截流时间时充分考虑地区自然条件的影响。

  2.2截流设计中流量的确定

  截流流量的设计是指在一定的时间内通过制定断面的水流总量。设计截流流量时要根据施工地区的地质条件、水文环境和设计流程等特征,一般情况下采用水文气象预测校正方法、重现年法为依据进行具体截流流量的设计依据。一般情况下根据截流施工规模的大小选择截流时间段在5-10a重现期的月份或者旬的平均总量,同样也可采用其他方法确定设计流量,比较常用的流量确定法是频率法,按照确定的截流时段,选择其中的某段区域的频率作为设计流量的方法。此外还可选用实测材料分析法,该方法主要适用于水文特性较为稳定、水文材料完备的区域。但是由于当前的水文预报期较短,进行初设不适宜。

  2.3龙口位置和宽度的确定

  拦河闸坝的龙口位置设计过程中要根据设计要求,调整泄洪量,以满足正常社会生活的使用要求。由于龙口设在截流戗堤轴线上,而戗堤轴线是通过对两岸和河床地质、水运状况和地形状况等多方面因素的分析,综合各影响因素的作用之后进行确定的,戗堤轴线的确定伴随的龙口位置确定。正常情况下,为满足大量施工材料储存的要求,龙口位置要满足宽阔性的要求,并且要求交通便利,方便材料的运输以及泄洪量的要求。地质条件选择过程中,要求技术人员将龙口设置在覆盖层较薄的位置,并且要具有天然保护设施以实现降低水流对龙口的冲击作用,延长使用寿命。为了便于洪水泄流,龙口位置设置时需满足正对主流的要求。龙口宽度确定时要以戗堤束窄河床形成的水利条件和通航条件为依据,要求龙口宽度满足龙口水利条件和通航条件的最小宽的要求[4]。

  三、水利工程中控制截流施工难度

  截流施工难度的控制可以加大分流量,改善分流条件、转变龙口的水利条件、注重投抛料的稳定性,减少块料的浪费3个方面进行:

  1)加大分流量,改善分流条件。其中首先确定导流结构的截面尺寸,并以断面的形式标高;其次下游引航道开挖爆破和围堰结构都是提高截流施工质量的关键环节,技术人员要增强对关键部位的重视度。在实际施工中由于水下开挖难度较大,导致上下游引航道规模难以达到相关要求规范,截流落差较大,针对永久性溢洪道尺寸不符合要求时可通过建立专门的合闸或者其他建设实现泄洪分流建筑物。

  2)转变龙口水利条件。截流施工过程中,为了避免水文落差出现较差的,应将水文落差控制在3m以内。当落差超过4m时,接通过采用单戗堤实现截流,如果载流量较大时仍采用单戗堤会大大增加截流的困难,这时可通过采用宽戗堤、双戗堤、三戗堤来分散落差实现截流的目标。

  3)增大抛投料的稳定性,减少块料流失。投抛料一般采用大型构架、葡萄串石、异性人式等材料,为了增强抛料的稳定性,可以通过在龙口下游,与戗堤轴线平行的位置设置栏石坎。

  四、结语

  近年来水利工程项目越来越多,社会各界对于水利工程的重视度越来越高,水利工程的质量要求越来越高。截流施工技术是水利工程施工的主要施工技术之一,当前在中小河流截流施工中存在施工存在部分问题,相关工作人员要不断加强截流施工部技术的研究和分析,以实现整体工程的质量控制,促进我国水利水电工程施工水平的提高。

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