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圍堰技術(shù)在水利水電工程施工的應(yīng)用論文
摘要:近年來(lái)，國(guó)家對(duì)水利水電工程的建設(shè)十分重視，水利水電工程和人們的生活也有著密切的關(guān)系，人們對(duì)水利水電工程的建設(shè)的關(guān)注不斷提高。在水利水電工程的建設(shè)中，由于工期長(zhǎng)，其施工的地質(zhì)條件和施工的內(nèi)容比較復(fù)雜，這使施工面臨著很大的挑戰(zhàn)，為了保證其具有良好的施工條件，就常用施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)。文章針對(duì)施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對(duì)其工程施工提供一定的幫助。
關(guān)鍵詞:施工導(dǎo)流；圍堰技術(shù)；水利水電工程；施工應(yīng)用
水利水電工程是建筑工程中比較特殊的工程類型，其施工周邊環(huán)境的自然條件惡劣程度相關(guān)于施工的艱難度，為了便于水利水電工程安全順利的施工，施工前期就需要采用良好的施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)，構(gòu)建良好的施工空間和環(huán)境條件。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和探索，產(chǎn)生了諸多的施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)類型，為水利水電工程的展開(kāi)施工奠定了良好的基礎(chǔ)，而施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)如何在水利水電工程施工中進(jìn)行具體的應(yīng)用,就是文章主要研究的內(nèi)容。
1水利水電工程施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)概述
1.1施工導(dǎo)流概述
在水利水電的施工中,由于其特殊的環(huán)境條件,為了創(chuàng)設(shè)良好的施工環(huán)境，就需要對(duì)施工河道復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行有效的改善,將河水通過(guò)有效的引流,使其繞過(guò)施工的現(xiàn)場(chǎng)，避免對(duì)工程的正常施工造成影響，特別是在進(jìn)行水利工程大壩的修建中，對(duì)于施工導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用十分重視。在導(dǎo)流施工階段，需要根據(jù)水利工程實(shí)際情況的需求和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)勘察數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行導(dǎo)流方案的選擇與確定，從而采用合理的導(dǎo)流方案，若基坑總施工量較大，則說(shuō)明于河流的截流后枯水期內(nèi)是不能完成的，這就要對(duì)其導(dǎo)流期限合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，那些未完成施工的部分需要按照實(shí)際導(dǎo)流的情況進(jìn)行事故防治相關(guān)措施的制定，保證壩體安全，若基坑的施工量并不是很大，于一枯水期內(nèi)可以完成，為了避免特殊情況發(fā)生，也要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行導(dǎo)流方案的選擇。施工導(dǎo)流可分成前期導(dǎo)流的計(jì)劃、中期導(dǎo)流及后期導(dǎo)流三階段，共同來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)良好施工條件的創(chuàng)設(shè)[1]。
1.2圍堰技術(shù)概述
圍堰技術(shù)是一種水壩工程類型，圍堰是水利水電工程施工中進(jìn)行構(gòu)建的臨時(shí)性建筑物，其具有著臨時(shí)性及特殊性的特征，在水利水電工程的施工中發(fā)揮著重要的作用，主要的目的就是實(shí)現(xiàn)對(duì)施工基坑的維護(hù),保證施工環(huán)境在干地狀態(tài)中進(jìn)行，在施工任務(wù)結(jié)束后,若圍堰并不是工程建筑一部分，就需要進(jìn)行拆除。在水利水電工程施工中，一般都需要進(jìn)行圍堰設(shè)施的建設(shè)，其面積也是根據(jù)實(shí)際的情況而定，對(duì)于一些大型水利工程的建設(shè)，在圍堰的設(shè)計(jì)中還需要進(jìn)行有效的檢測(cè)，往往通過(guò)設(shè)置模型進(jìn)行檢測(cè)[2]。對(duì)于圍堰施工來(lái)說(shuō)，需要圍堰的立面能夠有效地防止水流對(duì)其河道產(chǎn)生沖刷，來(lái)緩解泄水的困難及減少設(shè)備的運(yùn)輸費(fèi)。
2施工導(dǎo)流常見(jiàn)方案
2.1缺口導(dǎo)流
對(duì)于缺口導(dǎo)流來(lái)說(shuō)，其一般適用于混凝土類型的壩體施工，主要是基于導(dǎo)流設(shè)計(jì)的規(guī)定高程及部位要求，按照水利水電工程實(shí)際的狀況，進(jìn)行適當(dāng)缺口的確定和設(shè)計(jì)，當(dāng)河流處在洪水期時(shí)，就能夠有效的發(fā)揮臨時(shí)導(dǎo)流目的。在缺口實(shí)現(xiàn)其輔助導(dǎo)流功能后，一般將根據(jù)實(shí)際的工程設(shè)計(jì)方案將其設(shè)置為永久性的建筑物部分，其主要在洪水階段發(fā)揮作用，在洪水期，河流是從導(dǎo)流的底孔或?qū)Я鞯乃淼赖纫恍┙ㄖ䦟?dǎo)流中進(jìn)行通過(guò)，如果需要增加其導(dǎo)流的建筑物，則勢(shì)必會(huì)增加其工程成本的投入，因此,這時(shí)候就在導(dǎo)流建筑建設(shè)中設(shè)置相應(yīng)的缺口，一般其缺口的設(shè)置是按河流的枯水期相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，處在河流洪水階段，通過(guò)預(yù)留的缺口，和其它導(dǎo)流的建筑進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪峰流量的宣泄，在枯水期階段，把缺口上升于與其它壩體相似高程位置，則缺口導(dǎo)流可以有效降低其導(dǎo)流的底孔以及導(dǎo)流的隧洞等建筑尺寸，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程投資的降低[3]。
2.2隧洞導(dǎo)流
對(duì)于隧洞導(dǎo)流來(lái)說(shuō)，其是水利水電工程導(dǎo)流施工中比較常用的一種方式,是將上下游進(jìn)行圍堰，對(duì)河床基坑進(jìn)行一次性的攔斷，實(shí)現(xiàn)其主體的建筑物能夠在干地展開(kāi)施工的目的，使得全部的河道水通過(guò)導(dǎo)流的隧洞進(jìn)行宣泄。這種隧洞導(dǎo)流方式，其適用的條件也有著嚴(yán)格的要求，一般是對(duì)那些導(dǎo)流的流量不是很大、壩址的河床比較狹窄、兩岸的地形比較陡峻等一岸或者兩岸的地質(zhì)條件比較好的地方使用。在導(dǎo)流隧洞布置中，要求隧洞軸線具有眼線地質(zhì)相關(guān)條件比較好，才能夠保證其隧洞的施工具有良好的安全性，其隧洞的軸線適合按照直線進(jìn)行布置，在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)，其轉(zhuǎn)彎的半徑不能小于洞徑的5倍，且轉(zhuǎn)角也不能超過(guò)60°，對(duì)彎道的首尾還要設(shè)置一定的直線段，其長(zhǎng)度不能小于洞徑的4倍，另外，進(jìn)出口的引渠軸線和河流主流的方向具有的夾角也要低于30°[4]。
2.3涵管導(dǎo)流
水利水電工程的施工建設(shè)中，一般在進(jìn)行土壩及堆石壩的修筑中，會(huì)使用到涵管導(dǎo)流的方式，這種導(dǎo)流方式能夠有效提升水利水電工程性能。對(duì)于涵管導(dǎo)流來(lái)說(shuō)，其一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則在進(jìn)行涵管的施工中，一定要嚴(yán)格把握好鋼筋混凝土具有的特性，才能夠有效避免鋼筋混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。一般在建筑物的基巖內(nèi)進(jìn)行溝槽的開(kāi)挖，必要情況下進(jìn)行襯砌,后在封上相應(yīng)的混凝土進(jìn)行頂蓋，從而形成相應(yīng)的涵管，涵管導(dǎo)流具有著良好的經(jīng)濟(jì)可靠性,但是涵管具有的泄水功能是比較有限的，則其往往用在導(dǎo)流的流量要求比較小河床中，還可以用在枯水期階段的導(dǎo)流中，另外，為了避免涵管的外壁及壩體的防滲結(jié)構(gòu)間出現(xiàn)滲流，一般在涵管的外壁中每隔相應(yīng)距離就進(jìn)行節(jié)流環(huán)的設(shè)置，來(lái)進(jìn)行其滲流量的延長(zhǎng)，降低其滲流的坡度，從而降低滲流破壞能力。
3圍堰技術(shù)類型
3.1土袋圍堰
水利水電工程的圍堰中，一般比較常用土圍堰和土袋圍堰的方式，土圍堰和土袋圍堰施工的材料一般選擇使用黏性土，缺少黏性土的話還可以選擇使用砂土類型填充物。在進(jìn)行砂土類型材質(zhì)的填筑中，其堰身滲流的長(zhǎng)度需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉挘溲呱磉�要和砂土顆粒不斷的增大而進(jìn)行適當(dāng)?shù)募雍�，其圍堰斷面的土質(zhì)情況直接就對(duì)滲水的程度與水壓作用穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響。對(duì)于土圍堰來(lái)說(shuō),其廣泛的使用在1.6m以下的水深及水流速度在0.4m/s下的水利工程內(nèi)，且其河床不適合應(yīng)用滲水性比較高土質(zhì)類型，而土袋圍堰技術(shù)則適用在4.0m以下的水深及水流速度在1.6m/s下的水利工程內(nèi)，其河床也不適合滲水性比較高土質(zhì)類型[5]。
3.2混凝土圍堰
混凝土圍堰主要是利用混凝土當(dāng)做圍堰的材料，其所具有的圍堰結(jié)構(gòu)有很不錯(cuò)的防水及抗沖擊能力，且其工程量也比較小，能夠促進(jìn)混凝土與建筑物有效連接，河水即使流過(guò)其堰頂，對(duì)圍堰的結(jié)構(gòu)也不會(huì)產(chǎn)生影響，其應(yīng)用的范圍也比較廣泛。
3.3鋼板樁圍堰
對(duì)于鋼板樁的圍堰方式，其主要是把鋼板設(shè)置并打入河床內(nèi)，借助填土來(lái)對(duì)其進(jìn)行固定，從而形成相應(yīng)的鋼板圍堰，此圍堰結(jié)構(gòu)一般使用鎖口方式進(jìn)行連接，其內(nèi)部的材料也具有非常好的防水性能，如砂石及卵石等。鋼板樁圍堰施工，先要進(jìn)行支柱的設(shè)置，再設(shè)置其鋼板樁，并填充相應(yīng)防水材料，后把支柱進(jìn)行取出，并持續(xù)進(jìn)行材料填充，直到滿足其施工的要求為止。由于此圍堰結(jié)構(gòu)具有自身的特性，會(huì)對(duì)部分河床的面積進(jìn)行占用，也會(huì)受到強(qiáng)烈的水流沖擊力，在圍堰設(shè)計(jì)中，其工程的主體建筑要根據(jù)圍堰平面進(jìn)行布局，其工程的主體輪廓要和基坑保持20~30m的距離，其主體的建筑物也要和基坑的坡趾保持20~30m的距離。鋼板樁圍堰具有著很強(qiáng)的操作性及廣泛應(yīng)用的范圍，適合應(yīng)用于較大的水流流速或者較深的水流河床類型中，并且在進(jìn)行圍堰的施工完成后，還可以拔出其鋼板重復(fù)進(jìn)行使用，還具有不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)性。
3.4木樁土圍堰
木樁土圍堰方式在水利水電工程中也比較常用，其一般通過(guò)于河床中修建相應(yīng)的木樁土進(jìn)行圍堰，先把木樁打入到河床中，后把竹笆在其木樁里側(cè)進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)而再把土圍堰在樁和樁間進(jìn)行設(shè)置，這種圍堰方式的應(yīng)用，一般在河床水深5~6m及水流的速度超過(guò)1.6m/s的情況下,才可有效地發(fā)揮其圍堰作用。
4施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用要點(diǎn)
4.1測(cè)量放線
在正式施工前,需要先進(jìn)行測(cè)量放線工作，相關(guān)人員要對(duì)其實(shí)際的地質(zhì)條件與具體控制點(diǎn)實(shí)施精確全面的測(cè)量，從而來(lái)保證地段施工中具有良好的參照準(zhǔn)確性,必要的時(shí)候還要進(jìn)行施工標(biāo)志的確定。在進(jìn)行巖體軸線的有效確定后，相關(guān)人員還要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算與分析，保證其具有良好的集中管理結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)還能對(duì)堰體實(shí)際的施工方向及砌筑的范圍進(jìn)行掌控，這對(duì)施工中運(yùn)用落實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，有利于提高工程質(zhì)量[6]。
4.2設(shè)置護(hù)坡木樁
如果圍堰底部淤泥的深度比較深，想要有效的避免其堰體位置出現(xiàn)移動(dòng)情況，就需要在堰體的兩端進(jìn)行護(hù)腳木樁的設(shè)置，來(lái)進(jìn)行堰體的保護(hù)，一般木樁間距、直徑、長(zhǎng)度等標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際的工程情況而定,如果施工中木樁的入土深度不夠，還需要通過(guò)人工方式進(jìn)行木樁向淤泥內(nèi)更深的打入。
4.3人工裝袋和堆碼黏土
如果工程施工的現(xiàn)場(chǎng)具有充足的黏土量，就可以通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)黏土,如果黏土量和質(zhì)量欠佳，就需要從外部進(jìn)行購(gòu)買。在進(jìn)行黏土的采購(gòu)后，用卡車把其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，后組織人員把黏土裝袋，其每袋黏土裝入的量要求是編織袋的1/2或2/3的容量要求，并使用鐵絲或細(xì)麻繩進(jìn)行編織袋的縫合。砌筑中要保證土袋平放，并錯(cuò)縫堆碼整齊。水中的土袋使用帶勾的木桿將其送到位，層層進(jìn)行堆碼，直到達(dá)到預(yù)先制定的高度。
4.4鋼板樁支護(hù)的設(shè)置
在堰體內(nèi)部坡腳處，需要進(jìn)行一排具有10cm長(zhǎng)度間隔的鋼板樁設(shè)置,設(shè)置的長(zhǎng)度控制在6m，對(duì)其淤泥與水深情況都要預(yù)先進(jìn)行測(cè)定，鋼板樁入土的深度要設(shè)置在5m，對(duì)于鋼板樁與堰體間可使用土袋填充，來(lái)防止圍堰過(guò)程中出現(xiàn)移動(dòng)及滑落情況等，提高堰體穩(wěn)定性。在鋼板樁支護(hù)的設(shè)置中，要先抽干水，進(jìn)行淤泥的清理，從而整理出供挖掘機(jī)行駛的道路,后再進(jìn)行鋼板樁具體的打孔作業(yè)[7]。
4.5清除淤泥
在圍堰施工結(jié)束后，就需要對(duì)其進(jìn)行有效的排水，往往進(jìn)行井子溝挖掘的方式實(shí)現(xiàn)，在排水一定時(shí)間后，再進(jìn)行淤泥的清理，對(duì)淤泥的清理可以通過(guò)人工與機(jī)械結(jié)合的方式進(jìn)行，后再借助貨車把淤泥進(jìn)行運(yùn)離。在圍堰中一定要按照預(yù)定的方案及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的情況開(kāi)展施工，在施工中還要注意圍堰的頂部比水流的表面要至少高有0.5m,若發(fā)現(xiàn)其圍堰存在漏滲的現(xiàn)象，就要采取有效的措施進(jìn)行及時(shí)的處理，在水中進(jìn)行作業(yè)中，相關(guān)人員還要做好有效的防護(hù)工作，保證安全帽和勞保器械的佩戴滿足要求。在進(jìn)行淤泥的清理中，要和機(jī)械保持有超過(guò)10m的距離，還要保證其作業(yè)具有良好的平穩(wěn)性，在淤泥的清理前，一定要對(duì)淤泥的深度進(jìn)行有效的探測(cè)，不能對(duì)淤泥的深度情況不了解的情況下盲目進(jìn)行淤泥作業(yè)，防止作業(yè)人員出現(xiàn)安全事故，也避免機(jī)械在淤泥中出現(xiàn)難以作業(yè)的情況。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述,由于水利水電工程施工環(huán)境的特點(diǎn)，為了保證其具有良好的施工條件，就需要做好其施工導(dǎo)流和圍堰,在施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)的使用中，需要根據(jù)實(shí)際的情況選擇相應(yīng)的技術(shù)類型，并嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工要求開(kāi)展作業(yè)，充分做好前期工作才能夠充分發(fā)揮施工導(dǎo)流及圍堰的效果，保證其工程順利施工。
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