探討施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在水利水電施工中的運用

嚴瑞

摘 ?要：水利水電一直是我國利民利國的工程，但是在施工過程中常常會遇到與環(huán)境生態(tài)之間矛盾的問題，不僅影響著其施工，也影響著我國社會經(jīng)濟效益。在漲水期、枯水期，如果水利水電這個階段不施工，就無法保證其正常供電。針對這一現(xiàn)象，導(dǎo)流和圍堰技術(shù)開始應(yīng)運而生，其通過分段式和全段式的導(dǎo)流，通過不過水圍堰施工、混凝土圍堰，以及鋼板樁格型圍堰等，有效地防止了水流對周圍的強烈沖刷，保證了施工質(zhì)量，也保證了施工順利、正常地運行。基于此，來對施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)在水利水電施工中的應(yīng)用進行分析，以此來為水利水電項目施工提供參考。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)流技術(shù)? 圍堰技術(shù)? 水利水電? 生態(tài)環(huán)境

中圖分類號：TV5??????????? 文獻標識碼：A? ????????文章編號：1672-3791（2023）01（a）-0000-00

Discussion on the Application of Construction Diversion and Cofferdam Technology in Water Conservancy and Hydropower Construction

YAN Rui

（Dayu Reservoir Engineering Management Office in Dingyuan County， Chuzhou， Anhui Province， 233200 China）

Abstract：Water conservancy and hydropower have always been projects that benefit the people and the country in China. However， there are often contradictions between the environment and ecology during construction， which affect both their construction and China's social and economic benefits. If water conservancy and hydropower are not constructed during the periods of high water and low water， it is impossible to ensure their normal power supply. In response to this phenomenon， diversion and cofferdam technologies have emerged， which effectively prevent the strong scouring of the surroundings by water flow through segmented and full-section diversion and the construction of overflow cofferdams， concrete cofferdams and steel sheet pile cellular cofferdams， and ensure the quality and also the smooth and normal operation of construction. Based on this， this article analyzes the application of diversion technology and cofferdam technology in the construction of water conservancy and hydropower， in order to provide reference for the construction of water conservancy and hydropower projects.

Key Words：Diversion technology; Cofferdam technology; Water conservancy and hydropower; Ecological environment

水利水電屬于民生工程，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，其在“疏通河流航道、防洪防澇、水力發(fā)電，以及提升城市面貌”等作用逐漸彰顯出來。受生態(tài)環(huán)境的影響，其在施工過程中會遇到漲水、枯水等現(xiàn)象，既加大了施工難度，也影響著正常供電，因此，如何解決水利水電的施工與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾也成為了相關(guān)部門日益關(guān)注的焦點。導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)通過導(dǎo)流和圍堰的方式，可以有效地應(yīng)對水流對周圍的強烈沖刷，將其應(yīng)用在水利水電施工中不僅可以應(yīng)對水利水電跟生態(tài)之間的矛盾，還能提高水利水電施工質(zhì)量，進而提高社會經(jīng)濟效益。近幾年，我國有一些重大的水利水電工程項目都在應(yīng)用導(dǎo)流和圍堰技術(shù)，并且取得了顯著的應(yīng)用效果。因此，本文對于施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在水利水電施工中應(yīng)用的研究具有非?，F(xiàn)實的指導(dǎo)意義。

1 ?施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)的基本概述

1.1 ?導(dǎo)流技術(shù)基本概述

在水利水電施工過程中，導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用可以維護工程的基坑穩(wěn)定性，以此來避免外加水流對項目施工的影響。在水利水電項目施工中，經(jīng)常會有一些不必要的外加水流沖擊著水壩、水閘等，加大了施工難度，也讓工程產(chǎn)生了施工期滯后等現(xiàn)象。而導(dǎo)流技術(shù)就是應(yīng)對這一難題的首選技術(shù)，其通過分段式導(dǎo)流、全段式導(dǎo)流等方式，可以有效地解決這一難題，保證項目的順利施工，也保證了供電的安全性。

1.2 ?圍堰技術(shù)基本概述

在水利水電項目施工中，圍堰技術(shù)就是通過搭建臨時性圍擋的方式來應(yīng)對河流的強烈沖刷，當水利水電項目竣工后，其還需要進行拆除處理。圍堰技術(shù)有很多種，如木樁圍堰、鋼筋混凝土圍堰、草土混合圍堰以及鎖扣管樁圍堰等，通過搭建臨時的圍擋裝置，配合施工導(dǎo)流技術(shù)來共同防止水、土等進入施工現(xiàn)場，以便在圍堰內(nèi)進行排水、開挖基坑等。由此可以看出，圍堰技術(shù)的應(yīng)用可以提高施工導(dǎo)流技術(shù)的效率，提高水利水電工程的安全指標。在應(yīng)用圍堰技術(shù)過程中，圍堰施工材料、合理的圍堰技術(shù)都是影響其應(yīng)用效果的主要因素，因此，在應(yīng)用過程中需要結(jié)合施工地點的水位和施工地點的地質(zhì)結(jié)構(gòu)來合理地選擇圍堰材料、技術(shù)、高度等，以此來滿足施工要求，保證水利水電工程項目的順利開展^[1]。

1.3 ?施工導(dǎo)流技術(shù)與圍堰技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國技術(shù)的不斷進展，水利水電施工技術(shù)也逐漸趨于完善，包括導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)，有效保障了水利水電工程的運行質(zhì)量，提高了其建設(shè)效率。導(dǎo)流技術(shù)可以有效地避免河流、水流等對建筑物整體外觀的不良影響，圍堰技術(shù)可以有效地攔截和控制河流，因此，在應(yīng)用過程中兩者是密不可分的。很多大型的水利水電站的建設(shè)都是采用了兩種技術(shù)相結(jié)合的方式，既保證了建設(shè)效率，也保證了建設(shè)質(zhì)量。例如：黃山水利水電站的建設(shè)、玉曲河扎拉水電站的建設(shè)等。

生態(tài)環(huán)境的日益惡化使施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，還需要進一步優(yōu)化其技術(shù)來克服施工中的環(huán)境惡劣問題，如調(diào)整室內(nèi)水資源收集的位置、優(yōu)化導(dǎo)流技術(shù)、圍堰設(shè)備等，以此來保證施工質(zhì)量，促進經(jīng)濟社會的發(fā)展。

2 ?施工導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用

在水利水電建設(shè)施工中，導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)密不可分的，不管是在漲水期，還是在枯水期，都需要兩種技術(shù)的配合才能有效保證施工的順利進程。其中導(dǎo)流技術(shù)更像是一種功能方面的技術(shù)，而圍堰技術(shù)更像是實際操作方面的技術(shù)，其貫穿整個項目建設(shè)，目的就是為了導(dǎo)流而服務(wù)。也可以說，導(dǎo)流技術(shù)是水利水電的施工要求，而圍堰技術(shù)是操作手段，只有兩者的相互配合和協(xié)調(diào)才能有效地解決水利水電施工中的環(huán)境生態(tài)困境。施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用中，主要有如下兩種應(yīng)用方式^[2]。

2.1 ?分段式導(dǎo)流

分段式導(dǎo)流就是通過分段完成圍堰的導(dǎo)流方式，其應(yīng)用于大型水利工程中對所有主體建筑物的圍堰。應(yīng)用中會直接將大型水利工程的建設(shè)進行分段或者分期，并通過圍堰的方式將大壩主體圍起來，如圍在窄河床左岸或者右岸等，以此來讓所有的河流通過窄河床的左/右岸緩慢地向下流。其中分段是從空間上將河床圍護成若干個干地施工的基坑段進行施工，分期則為從時間上將導(dǎo)流過程劃分成若干階段來進行施工。

2.2 ?全段式導(dǎo)流

全段式導(dǎo)流就是將水利工程中兩側(cè)主要的河道通過圍堰的方式全部地截流，讓水流直接流至河道兩側(cè)主要的構(gòu)筑物、溢洪道。其常常用在排水量比較大、河道蓄水深度高的水利工程項目，會根據(jù)蓄水深度來進行不同程度的攔截，以此來保證項目建設(shè)的順利開展。

2.3 ?應(yīng)用策略

在應(yīng)用導(dǎo)流技術(shù)過程需要根據(jù)項目的實際情況做好導(dǎo)流技術(shù)的選擇和應(yīng)用，這樣才能有效地保證河道水流對施工項目的阻擋。在應(yīng)用過程中需要考慮如下情況。

首先，需要考慮施工現(xiàn)場的水文條件，如河道枯水期的水位情況、河道內(nèi)水位幅度等，以此來選擇適當?shù)膶?dǎo)流技術(shù)。其次，需要考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，如河道的寬度、河運需求等。如果河道的寬度比較小可以通過明渠導(dǎo)流的方式，或者通過隧洞導(dǎo)流的方式來進行導(dǎo)流；相反，如果寬度較大可以選擇分期導(dǎo)流的方式來進行導(dǎo)流。此外，需要考慮施工各個環(huán)節(jié)泄流的需求。在水利水電工程建設(shè)中，每一個環(huán)節(jié)的泄流需求是不同的，因此需要根據(jù)實際情況來確定導(dǎo)流技術(shù)。如果是施工初期可以通過圍堰的方式進行泄流，即對河道水流進行阻擋；如果是施工中期可以通過水壩來進行泄流；如果是施工后期就可以通過泄水設(shè)施來對河道流水進行導(dǎo)流。

3? 圍堰技術(shù)在水利水電工程中的運用

圍堰技術(shù)是水利水電工程中常用的技術(shù)，其有很多種類，常用的有土石圍堰、混凝土圍堰以及鋼板樁格型圍堰等。

3.1 ?土石堰技術(shù)

土石堰技術(shù)是圍堰技術(shù)中最常用，也是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，其是通過土石堆積的方式來進行圍堰。其中，水上部分采用分層填筑，碾壓施工，并適時安排防滲墻施工；水下部分采用土料、石渣、堆石體進占法，也可采用各種駁船拋填水下材料。將其與岸坡的接頭，即通過擴大接觸面和嵌入岸坡的方法，以延長塑性防滲體的接觸范圍，防止集中繞滲破壞。土石來源于航道的周邊，或者外運過來的土石資源，施工工藝簡單，也不需要過多的施工設(shè)備，成本比較低。但是該方式也存在著局限性，因為該方式會阻擋所有的水流，因此在防洪期是不適合采用這種技術(shù)來進行水流阻擋的。

3.2 ?混凝土圍堰

混凝土圍堰就是通過選擇混凝土主體結(jié)構(gòu)的材料來保證圍堰質(zhì)量?；炷量梢詾槌B(tài)混凝土，也可以是碾壓混凝土，將其建在巖石的地基上，可以兩面擋水，也可以與永久建筑物相結(jié)合作為壩體或閘室體的一部分。該方式的特點就是抗沖能力大、擋水水頭高、底寬小，以及堰頂可溢流等。

3.3 ?鋼板樁格型圍堰

鋼板樁格型圍堰經(jīng)常會跟混凝土圍堰一起綜合使用，可以抵擋高度小于15～18 m的水，在應(yīng)用過程中將其建在巖基或非巖基上，也可作過水圍堰用，通過鋼管主網(wǎng)架與弧形斷面相結(jié)合的方式來進行圍堰?；蛘咭部梢允菍⒁粔K鋼板卷成不同形式的筒形，然后打入水中進行圍堰。不管是哪一種圍堰方式，使用期的最后一個汛期過后，隨上游水位的下降，都需要逐層拆除圍堰背水坡和水上部分。

3.4 ?應(yīng)用策略

在應(yīng)用圍堰技術(shù)中，首先，需要繪制圍堰的路線。在繪制前需要測量人員做好測量的工作，測量時還要考慮河道的施工條件、環(huán)境的影響，以及施工周遭的用水需求等，以此來制定圍堰路線，為后續(xù)水利水電項目的施工做好保障。其次，要對圍堰進行加固處理。因為很多河道都存在著土質(zhì)松軟的情況，里面也含有大量的黏性土壤和碎石會影響著圍堰的質(zhì)量，當阻擋河流時也會因為抗擊性能力不足進而出現(xiàn)圍堰崩塌的現(xiàn)象，影響著施工進度。因此，就需要對圍堰進行加固處理，可以通過打樁機、固定木樁等方式，來進行圍堰加固處理，以此來提高圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。此外，加固處理完就需要進行圍堰防水導(dǎo)流的測試，目的在于測試圍堰主體結(jié)構(gòu)是否具備防滲能力^[3]。可以通過在圍堰主體結(jié)構(gòu)內(nèi)置入少量凈水的方式來進行測試，施工單位也要給予測試高度的重視，對測試進行監(jiān)管，以此來保證圍堰環(huán)節(jié)的安全性和可靠性。最后，就是圍堰的清淤工作。該工作屬于項目的最后一道工序，通過工程機械來開展清淤工作，在清淤過程中需要人工來輔助機械完成，還需要考慮圍堰的高度，如高度不要超過2.0 m，不要低于1.0 m等，以此來做好清淤的工作。如果在清淤過程中淤泥層的厚度比較大，可以通過分單元段的方式來進行清淤，從軟件部位開始處理，處理完后向未處理區(qū)域來依次地推進。在推進過程中需要考慮到機械會陷入淤泥中的現(xiàn)象，因此，必須要保證分段的數(shù)量要少、適當?shù)卦龃笫狭?、適當?shù)胤怕┕に俣?，以及在周圍做好警戒標識，以此來保證清淤工作質(zhì)量，避免機械和相關(guān)人員陷入淤泥中。

4 ?施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的應(yīng)用保障

在應(yīng)用施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)中需要做好應(yīng)用保障。

4.1 ?強化施工現(xiàn)場地質(zhì)和水文的勘測

施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)對于地質(zhì)和水文條件都有著較高的要求，因此，為了保障應(yīng)用質(zhì)量必須要強化施工現(xiàn)場地質(zhì)和水文的勘測。施工單位需要根據(jù)河道的實際情況安排相匹配的地質(zhì)和水文條件的勘測儀器，以此來對地質(zhì)和水文條件進行記錄和儲存。然后會根據(jù)勘測到的數(shù)據(jù)來進行全面、仔細的分析，以此來確定河道現(xiàn)場的水文條件和地質(zhì)情況，以便其在后續(xù)開展過程中選擇合適的材料和方法、安排合適的施工人員、選擇適合的方法等來保證工程的穩(wěn)固發(fā)展^[4]。

4.2 ?強化施工管理隊伍的建設(shè)

很多水利水電項目其施工條件都非常苛刻，不同的水利水電工程還存著差異化的施工目標，如有的需要供電、供水，有的則是搭建運輸網(wǎng)絡(luò)，還有的需要供電供水以及運輸網(wǎng)絡(luò)，屬于綜合體，因此，其對施工管理隊伍也有著較高的要求。建議施工單位定期對施工管理團隊進行培訓，培訓其水利水電相關(guān)的理論知識和技能等。其中，理論知識包括混凝土的設(shè)計、過水斷面、均質(zhì)黏性土坡的滑動面形式、土的飽和度、傳統(tǒng)的測量方法如何確定水平距離、高差，以及水平角等；技能相關(guān)知識包括圍堰技術(shù)、導(dǎo)流技術(shù)、大體積混凝土施工技術(shù)、壩體填筑施工技術(shù)等；通過這些知識的培訓來保障后續(xù)的工作效率。在培訓過程中，可以通過開展學術(shù)交流的方式、知識講座的方式，以及工作經(jīng)驗分享等方式來保證培訓質(zhì)量。而且，如果條件允許可以引入高素質(zhì)、專業(yè)化的管理人才，在提升整個團隊專業(yè)素養(yǎng)的同時，保障施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)的應(yīng)用效果。

4.3 ?強化施工隊伍的安全質(zhì)量意識

受地理條件、自然環(huán)境的影響，水利水電工程項目存在著較高的安全隱患，一旦發(fā)生疏忽不僅會影響項目的開展，還會影響施工人員的人身和經(jīng)濟安全，因此還需要強化施工隊伍的安全質(zhì)量意識。

首先，需要對施工人員進行安全質(zhì)量培訓，以此來強化其安全質(zhì)量意識。例如：設(shè)計結(jié)構(gòu)上的安全隱患、堤壩上的安全隱患、地質(zhì)結(jié)構(gòu)上的安全隱患、導(dǎo)流技術(shù)和圍堰施工中的安全隱患、水文和地質(zhì)的影響、清淤中的安全隱患等。其次，要制定安全質(zhì)量管理機制。機制包括管理的內(nèi)容、崗位意識、責任意識等，以此來將其強化管理人員的安全意識，進而讓其主動參與到安全質(zhì)量管理中來，對施工人員的施工和安全問題進行監(jiān)督。如安排巡檢人員，對施工現(xiàn)場實時地進行巡檢，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題，第一時間進行反饋和處理，以此來保證施工人員的安全。

4.4 ?應(yīng)用信息化技術(shù)來對施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)進行動態(tài)檢測

隨著我國信息化技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及傳感技術(shù)等也日漸完善，因此，可以將其應(yīng)用到施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的動態(tài)檢測中，利用信息化、數(shù)字化的工具和手段來保證施工質(zhì)量。如可以利用智能監(jiān)測設(shè)備對河道的水文條件進行數(shù)據(jù)的收集和存儲，再利用無線傳感技術(shù)來將搜集的數(shù)據(jù)進行傳遞，將其傳遞至中央數(shù)據(jù)處理平臺來進行數(shù)據(jù)的分析，以便施工單位的動態(tài)管理^[5]。

4.5 ?建立和完善應(yīng)急預(yù)案

完善的應(yīng)急預(yù)案是施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)的應(yīng)用保障，其可以保證施工的安全性和穩(wěn)定性。由于水利水電工程中蘊含著很多安全隱患問題，在施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)應(yīng)用過程中常常會有突發(fā)事件，盡管會提前做出預(yù)防措施，但是依然會有突發(fā)事件發(fā)生，如圍堰截流失敗、導(dǎo)流方向失控等，都會給工程以及人員帶來極大的損失。因此，在應(yīng)用過程中就需要建立和完善應(yīng)急預(yù)案^[6]。

首先，需要參考國內(nèi)外施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)應(yīng)用的成功案例，總結(jié)其成功的原因，并且結(jié)合施工單位過往的成功案例、失敗案例等來對此次施工的風險點進行預(yù)判。在預(yù)判完后邀請相關(guān)專家，或者工程技術(shù)人員來對預(yù)判進行協(xié)商、分析、討論等，以此來確定最終的應(yīng)急預(yù)案。其次，邀請水利水電的管理部門來對預(yù)案進行演練，目的在于排查響應(yīng)措施是否合理、到位，即一旦發(fā)生類似問題，所做的預(yù)判是否可以第一時間給予響應(yīng)，這樣通過多管齊下的方式來保證施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)的有效應(yīng)用。

5 ?結(jié)語

綜上所述，隨著水利水電工程項目的不斷擴大和進展，施工導(dǎo)流技術(shù)和圍堰技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，其逐漸成為了水利水電施工中非常重要的技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以防洪、節(jié)流，還可以保護石灰土、基坑等，進而有效避免了一些安全事故的發(fā)生。在應(yīng)用過程中，需要強化施工現(xiàn)場的地質(zhì)和水文的勘測，需要強化施工管理隊伍的建設(shè)、強化施工隊伍的安全質(zhì)量意識，以及應(yīng)用信息化技術(shù)來對其進行動態(tài)檢測、建立和完善應(yīng)急預(yù)案等，以此來保證施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的應(yīng)用效果，保證水利水電工程項目的安全、順利地開展。

參考文獻

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