水利建設(shè)項目中施工導(dǎo)流方案的決策分析

徐樟陽

(嵊州市甘霖城鎮(zhèn)建設(shè)投資有限公司，浙江嵊州312400)

1 施工導(dǎo)流概述

水利工程中的大部分建筑物都是需要在河床中間進行施工，而為了創(chuàng)造無水環(huán)境施工的條件，則需要在湖泊或河床中進行圍堰以維護基坑的安全，還得進行施工導(dǎo)流的工作。

施工導(dǎo)流工作首先需要進行的就是修建泄水建筑，然后需要修筑圍堰結(jié)構(gòu)對河道進行截流并迫使河水由導(dǎo)流泄水建筑物而排到下游。

完成了圍堰的修筑后，就需要對為圍堰中的基坑進行排水，這個過程需要注意保證基坑內(nèi)正在施工修建的水工建筑和基坑本身的安全度汛問題。

壩體高度施工至相當高度后，達到相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求的強度后，就可以將流水建筑的底孔進行封堵，而采用壩體預(yù)留的泄水口排水。

所以，施工導(dǎo)流從水利工程的整個周期性中屬于臨時性的工程，但從上文的施工程序中可以發(fā)現(xiàn)，施工導(dǎo)流在整個水利工程施工中卻是十分重要的一個關(guān)鍵工程，對整個工程施工的進度和質(zhì)量以及工程安全都是具有相當重大的影響[1]。

要使得這個水利工程項目的主體水工建筑的修建順利完成，施工導(dǎo)流工作的作用不能忽視，施工導(dǎo)流的相關(guān)細節(jié)的設(shè)計、方案的選定以及施工方案的組織計劃都十分重要。

該施工導(dǎo)流方案的主要設(shè)計內(nèi)容就是:根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件、自然條件、工程特點以及當?shù)赜盟男枨筮M行分析，來確定導(dǎo)流方案，科學(xué)而合理地劃分導(dǎo)流時段，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標準選擇導(dǎo)流建筑的形式和規(guī)格，確定設(shè)計導(dǎo)流量，擬定導(dǎo)流建筑物的施工方案，擬定導(dǎo)流工作完成后對導(dǎo)流建筑物的封堵、拆除施工方法，根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境和技術(shù)條件確定河道截流、攔洪度汛和基坑排水的相關(guān)的技術(shù)方法。

在多個技術(shù)方案中對每個方案進行造價預(yù)算，最終根據(jù)各個方案的造價和適用條件是否合理的比選結(jié)果，確定最終的施工導(dǎo)流方法。

2 施工導(dǎo)流方案設(shè)計要素

2.1 導(dǎo)流時段

一般最為常見的是采取分段圍堰進行施工導(dǎo)流，其中后期的導(dǎo)流時段通常被工程人員分成3段:

1)第一時段就是正在修建基坑內(nèi)的相關(guān)工程時，采取圍堰外的河道將河流水導(dǎo)出。

2)第二時段的導(dǎo)流方案一般采取將河流經(jīng)導(dǎo)流底孔排至下游，還可結(jié)合壩體缺口的導(dǎo)流加大導(dǎo)流能力。

3)第三時段時水工建筑物(壩體)的高度已經(jīng)達到一定標準后，可以將導(dǎo)流底孔封堵，并將河流經(jīng)永久泄水構(gòu)筑物排至下游。

2.2 導(dǎo)流設(shè)計流量

1)由河流的水文特點，得到相應(yīng)的流量值，確定泄水建筑物的上、下游水位高度。

2)由水位高度值確定泄水建筑的結(jié)構(gòu)尺寸，并對建筑物的造價進行估算。

3)估算基坑遭遇淹沒的風(fēng)險損失。

4)計算基每年基坑淹沒次數(shù)。

5)繪制導(dǎo)流費用與流量的相關(guān)性曲線。

6)確定方法施工進度，根據(jù)有效施工時間確定合理的設(shè)計導(dǎo)流流量[2]。

3 導(dǎo)流修建方式

3.1 導(dǎo)流施工步驟

3.1.1 第一階段

第一階段主要目標就是保證基坑施工是在干地上進行的，所以修筑圍堰和導(dǎo)流建筑以使得河流全部繞過基坑工程往下游泄出。

3.1.1.1 一次斷流

有一次斷流和分期導(dǎo)流兩種方法:一次斷流指的是圍堰結(jié)構(gòu)將河流全部截斷，而河流則全部通過泄水建筑泄出，其好處就是基坑工程的工作平臺更大，方便施工，不足的地方就是臨時的泄水建筑加大了造價，延長了水利工程項目的總體施工周期，并影響了主體水利工程的進度，且影響河運的航道正常通行。

3.1.1.2 分期導(dǎo)流

分期導(dǎo)流是分期用圍堰將河床分段圍護，使河道水流通過被圍堰束窄的部分河床或?qū)Я餍顾ㄖ锵滦沟氖┕?dǎo)流方式。分期導(dǎo)流多用于河谷開闊，河道有分岔，河中有島礁、河心洲等有利于修建縱向圍堰的地形條件。

采用兩期三段時，第一期先圍兩岸，河水從河道中部宣泄。第二期再圍中部。對于第一期圍堰布置要根據(jù)河床的寬度，水文、地質(zhì)和地形條件，樞紐布置，施工總進度，一、二期內(nèi)工程量的均衡性，場內(nèi)外交通，施工期通航、放筏、漂木以及盡早發(fā)揮發(fā)電效益等因素綜合分析確定。

3.1.2 第二階段

第二階段就是利用壩體預(yù)留有泄水底孔的永久建筑物進行擋水，水流可以避免對主體結(jié)構(gòu)的施工造成影響而被宣泄至下游。

3.2 圍堰設(shè)計要點

設(shè)計圍堰的主要形式時，一般采取因地制宜、就地取材、施工簡便的原則，如土石圍堰。作為臨時建筑，圍堰要滿足工程的需要，其設(shè)計及施工的要求就是:要達到相關(guān)的防滲漏、抗沖擊和抗剪強度，且穩(wěn)定性要滿足規(guī)范要求，修筑時以施工工藝簡單、方便拆除為宜。

對于圍堰的布置方式，就是盡量保證水流能平順，不會對圍堰造成較大的沖刷。圍堰的銜接處要修建可靠，防止因集中滲漏導(dǎo)致圍堰失效而對基坑內(nèi)的施工作業(yè)安全引起破壞。

4 施工導(dǎo)流方案設(shè)計

4.1 施工導(dǎo)流設(shè)計標準選擇

施工導(dǎo)流建筑物級別的選定:根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》[3]，結(jié)合本工程的工程特性和圍堰工程規(guī)模，選擇合適的的施工導(dǎo)流建筑物。

施工導(dǎo)流設(shè)計洪水標準的選擇:根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》，結(jié)合導(dǎo)流建筑物的級別，選定導(dǎo)流建筑物20 a一遇的技術(shù)標準(即P=5%)。

4.2 施工導(dǎo)流時段選擇

由于本工程的相關(guān)特定條件限制，采用分段圍堰導(dǎo)流是更合理的導(dǎo)流方案，施工導(dǎo)流中后期可以采用臨時底孔泄流來完成混凝土壩體的修建施工。劃分的3個導(dǎo)流時段為:

1)第一時段，河流由圍堰側(cè)面的窄河床通過，進行一期基坑施工。

2)第二時段，河水可以通過導(dǎo)流底孔宣泄而出，進行二期基坑的施工。

3)第三時段，壩體已經(jīng)修建至一定高度，可以將底孔封堵，使得河水改由永久泄水建筑宣泄，也可想選擇將其攔蓄于水庫中，直至工程竣工。

4.3 導(dǎo)流流量設(shè)計、壩址處水位的確定

參照有關(guān)的技術(shù)規(guī)范，結(jié)合本項目的圍堰施工方案，將施工導(dǎo)流的設(shè)計流量確定為Q=242 m3/s。根據(jù)壩址處河床水位——流量(h～Q)關(guān)系曲線，在該曲線中應(yīng)用線性內(nèi)插法確定得Q=242 m3/s時的水位為91.07 m，由于監(jiān)測觀測點距離壩址有300 m遠，考慮到坡降的影響因素，最終確定壩址處河床水位為92.65 m。

4.4 施工導(dǎo)流方案的選擇

施工導(dǎo)流設(shè)計方案選擇決策時，需要結(jié)合水利項目的自然特性和工程特性，并參照相關(guān)的施工導(dǎo)流規(guī)范和技術(shù)標準，將該工程項目的施工道路方案選擇為分段圍堰施工方案，并將其分為兩段，分兩期予以施工:

1)一期采取先由左邊岸坡進行圍堰，工程范圍包括左邊岸坡的溢流和非溢流區(qū)段，而后完成基坑內(nèi)的工程施工作業(yè)。

2)二期則進行右邊岸坡的圍堰施工，這時得涵蓋右邊岸坡的非溢流壩體區(qū)段，施行二期的基坑內(nèi)工程作業(yè)。

5 結(jié)語

為使得某水利工程基坑工程可以在干地進行施工，保障汛期基坑工程能夠安全進行，并且滿足工程進度和工程質(zhì)量的要求，保證施工安全的目標，該工程對施工導(dǎo)流工作進行了綜合而科學(xué)化的組織設(shè)計。

工程人員根據(jù)該水利工程的相關(guān)特性，結(jié)合當?shù)厮?、地質(zhì)條件，確定圍堰的形式和施工方案，計算導(dǎo)流設(shè)計流量和壩身河床水位，最終根據(jù)相關(guān)技術(shù)標準和經(jīng)濟效益選擇施工導(dǎo)流設(shè)計方案。

[1]梁峰，艾合買提·熱合曼．新疆某水電站施工導(dǎo)流設(shè)計[J].廣西水利水電，2010(12):38－40.

[2]劉思華.高州水庫灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造首期工程——施工導(dǎo)流設(shè)計與應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2011(08):35－37.

[3]中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司.SL303—2004水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2004.