新疆阿克蘇地區(qū)水利局,新疆 阿克蘇 843000
為高效保護(hù)我國水資源,提高水資源的利用率,水利工程項目建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大,施工技術(shù)得到不斷創(chuàng)新,工程施工效率也不斷提高。導(dǎo)流施工技術(shù)作為水利工程施工的典型技術(shù)類型之一,為保障水利工程建成后的功能發(fā)揮提供了技術(shù)支撐。在實際項目管理的過程中,施工技術(shù)管理人員應(yīng)深入研究導(dǎo)流施工技術(shù),明確導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用價值,為科學(xué)施工提供堅實基礎(chǔ)。
某發(fā)電站位于某流域的中上游,距離市中心7.2km。原大壩建筑結(jié)構(gòu)形式為5跨連拱壩體,壩頂高程達(dá)246.36m,壩底高程達(dá)230.49m,最大的壩高可達(dá)8.89m,大壩整體為溢流壩,連拱壩結(jié)構(gòu)與地面廠房之間連接形式為沖沙底孔,孔體結(jié)構(gòu)的直徑為1.2m,沖沙底孔結(jié)構(gòu)已經(jīng)全部呈現(xiàn)出淤堵的狀態(tài),并且使用的難度較大。船閘排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)遭到破壞,不能夠正常工作。經(jīng)過改造,該水電站不但改善了水生態(tài)環(huán)境,而且成為集發(fā)電、旅游和航運等綜合效益于一體的水利工程。該水電站多年來的平均發(fā)電量可達(dá)到8690萬kW·h,改造后的工程規(guī)模為中型。其中水電站的樞紐建筑為永久性建筑,如大壩、溢洪道等建筑物,結(jié)構(gòu)建筑等級為3級;其他建筑物如電站的廠房等,按4級建筑物設(shè)計;臨時建筑物設(shè)計為5級。該項目在施工過程中無通航需求。
(1)導(dǎo)流施工方式的明確。明渠導(dǎo)流布置模式主要有兩種,即灘地上和岸坡上的布置,依據(jù)導(dǎo)流的時間可將導(dǎo)流的過程合理劃分為同一時期的導(dǎo)流和分期導(dǎo)流。在該項目工程中,導(dǎo)流上游圍堰結(jié)構(gòu)為原混凝土連拱壩體系,縱向位置圍堰主要為原右岸船閘左側(cè)的導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)體系,下游結(jié)構(gòu)為土石圍堰,導(dǎo)流的具體施工方式為右岸導(dǎo)流明渠施工。
如果河床的覆蓋層較深或者壩址的河床結(jié)構(gòu)較淺,分期導(dǎo)流實施過程相對困難。通暢情況下,可選取明渠導(dǎo)流形式,針對以下幾種情況進(jìn)行導(dǎo)流施工:①河床沿著古河道、埡口或者臺地面相對較寬的位置;②地質(zhì)條件不容許使用隧道挖洞進(jìn)行導(dǎo)流;③施工過程中有過木、排冰及通航等要求;④工期緊張。
(2)導(dǎo)流施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和時間段的選取。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置要按照導(dǎo)流建筑物的建筑級別、建筑洪水的標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)進(jìn)行測定。在該項目工程中,將導(dǎo)流建筑物的級別劃分為5級建筑物,施工洪水標(biāo)準(zhǔn)按照枯水期5年一遇。在導(dǎo)流段選取的過程中,需要對主體建筑物的建筑形式、導(dǎo)流的過程和施工進(jìn)度等因素進(jìn)行分析,所選取的導(dǎo)流施工時間段為當(dāng)年11月至次年3月,對應(yīng)的導(dǎo)流流量為422m3/s。該項目地區(qū)某水文站1日最大洪峰流量統(tǒng)計(當(dāng)年11月至次年3月)如表1所示。
表1 該項目地區(qū)水文站1日最大洪峰流量統(tǒng)計表(當(dāng)年11月至次年3月)
(1)底部導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用管理。底孔導(dǎo)流施工技術(shù)是導(dǎo)流技術(shù)的重要組成部分,主要以水利工程混凝土壩體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),將混凝土壩底空腔結(jié)構(gòu)完全排水,達(dá)到導(dǎo)流的施工效果。此技術(shù)的應(yīng)用難度相對較低,成本也較低,能夠達(dá)到良好的引水效果,對于下一環(huán)節(jié)水利工程的實施具有積極意義。此類型導(dǎo)流施工技術(shù)可以有效地減少水體對混凝土結(jié)構(gòu)的沖擊,提高壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,延長壩體結(jié)構(gòu)的使用壽命。
(2)明渠導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用管理。明渠導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用需要利用河岸或者河灘修建對應(yīng)渠道,在基坑的上下游建設(shè)圍堰結(jié)構(gòu),并通過渠道將水排入水系中。此類型導(dǎo)流施工技術(shù)可應(yīng)用于緩坡河流、寬闊的河灘等,主要涉及導(dǎo)流軸線、進(jìn)出口點位的布置。如果項目周邊存在較多老舊的水路系統(tǒng),則應(yīng)先完善,然后再回收利用,以此降低施工成本。但明渠導(dǎo)流施工技術(shù)局限性大,僅適用于水利工程施工建設(shè)過程中正在實施的航運、破冰等情況,對施工進(jìn)度的要求高。在壩床較窄的區(qū)域,使用分段導(dǎo)流施工技術(shù)的難度相對較大,這時可使用明渠導(dǎo)流施工技術(shù)。如果施工技術(shù)團(tuán)隊的施工經(jīng)驗不足,或者存在設(shè)備缺乏的情況,可使用明渠導(dǎo)流施工技術(shù)解決施工過程中遇到的難點問題。但是當(dāng)河床結(jié)構(gòu)處存在埡口,需要引入大流量區(qū)域時,則不可以使用明渠導(dǎo)流。
(3)隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用管理。由于該水利工程現(xiàn)場施工位置復(fù)雜,施工環(huán)境也相對復(fù)雜,施工技術(shù)人員應(yīng)在施工前做好勘察工作,明確是否需要使用隧洞導(dǎo)流技術(shù)對阻礙施工進(jìn)展的情況進(jìn)行排除。隧洞導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用的難度相對較大,導(dǎo)致施工成本顯著增加,在地形不允許的條件下,施工方應(yīng)慎重考慮,可選擇使用其他技術(shù)方案替代。在實際工程施工的過程中,施工技術(shù)人員要按照河床區(qū)域是否已經(jīng)開通水源,決定是否開展有效的隧洞引水作業(yè),避免出現(xiàn)意外事故,影響水利工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。在分析水利工程隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分流現(xiàn)象時,要保證選裝質(zhì)量的合理化,并依據(jù)要求設(shè)定隧洞的實際長度,確保長度的科學(xué)合理。此外,在施工作業(yè)的過程中,應(yīng)清楚周邊巖石厚度、間距,提高受力穩(wěn)定性,使施工作業(yè)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
在導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié),首先,需要充分結(jié)合水利工程現(xiàn)場實際情況,科學(xué)分析施工前勘察得到的各項技術(shù)指標(biāo),選取有用的指標(biāo),保障導(dǎo)流施工技術(shù)應(yīng)用具備針對性,這對提升其使用價值具有積極意義。其次,在具體工程實踐的過程中,應(yīng)綜合化、全面化地構(gòu)建完整的管理機(jī)制,按照分層施工標(biāo)準(zhǔn),明確施工技術(shù)規(guī)范,確保所有的施工技術(shù)應(yīng)用都符合相關(guān)規(guī)范要求。最后,合理評估導(dǎo)流施工成本,確保導(dǎo)流施工在提質(zhì)增效的基礎(chǔ)上不斷地壓縮成本,提高生產(chǎn)質(zhì)量。
導(dǎo)流施工是一種復(fù)雜程度相對較大的工程,為了在不降低施工質(zhì)量、不提高施工成本的情況下簡化施工環(huán)節(jié),應(yīng)創(chuàng)新導(dǎo)流施工技術(shù),重視導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用成果,加大導(dǎo)流施工技術(shù)研發(fā)上的投入,必要時可全面引入全新的施工技術(shù)體系,融合信息技術(shù)。例如,借助虛擬技術(shù)對水利工程施工過程中存在的相關(guān)問題進(jìn)行判斷,及時做出整改方案,在加快施工進(jìn)度的同時,明確導(dǎo)流施工技術(shù)方案的相關(guān)內(nèi)容。
導(dǎo)流施工技術(shù)相對復(fù)雜,因而必須對施工技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)程度更高的培訓(xùn)工作,提高專業(yè)技術(shù)人員的施工素質(zhì),全面優(yōu)化技術(shù)人員的職業(yè)素養(yǎng)。尤其是在施工前的勘察設(shè)計階段,要做好現(xiàn)場施工勘察,并詳細(xì)地進(jìn)行論證和分析,如水量的預(yù)測、導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用等。只有明確參數(shù),才能夠提高施工技術(shù)應(yīng)用的精度。
綜上所述,在水利工程中應(yīng)用導(dǎo)流施工技術(shù)時,應(yīng)在施工之前進(jìn)行合理的勘察作業(yè),明確各項施工技術(shù)的應(yīng)用參數(shù),從而優(yōu)化導(dǎo)流施工作業(yè)流程,提高導(dǎo)流施工技術(shù)在具體水利工程施工中的應(yīng)用質(zhì)量。