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水利水电施工中导流问题和技术分析

收藏本文 2024-01-28 点赞:4737 浏览:13670 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:选择合理的导流方案,同时切实解决导流过程中出现的各种问题,是保障水利水电工程施工安全、方便施工、节约工程投资成本的关键所在。因此在水利水电工程建设施工过程中应认真分析研究可能对导流效果产生影响的各类因素,并合理选比导流方案是相当重要的。本文对导流过程中可能出现的主要影响因素进行分析,进而提出如何选择与比较最佳导流方案。
关键词:水利水电施工;导流方案;最佳比选

所谓水利水电施工中的导流,就是在施工过程中所实施的水流控制,其施工步骤包括导、截、拦、蓄、泄等,最终目的则是将全部或是部分水流量导向下游或是实施拦蓄,从而确保水利主体建筑物能够在地面上进行施工。可以说,施工导流的成败,直接关系到水利水电工程施工的质量与进度。

一、水利水电导流主要问题分析

(一)水文因素

对于导流方案来说,水文因素是对其产生直接影响的最主要因素之一,包括冬季冰冻及流冰情况、洪汛时期、枯水期长短、水位变化幅度以及河流流量等。通常情况下,如果河流的河床单宽流量较大,较为合适的导流方案为分段围堰法,水位变化幅度大的河流则宜采取基坑淹没法,这两种方法都能够使洪峰流量得到有效宣泄。另外,如果河流的枯水期较长,则应将尽量利用枯水期进行施工,以保证施工质量与进度。如果河流存在流冰现象,则应着重对流冰宣泄问题进行处理,避免因流冰导致堵塞,进而对泄流产生影响。

(二)地形地貌因素

在选择导流方案时,坝区周围的地形条件也是重要考虑因素之一。如果河流的河床宽阔,且施工期间有过木、通航需求的,应采取分段围堰法进行导流,若有沙洲或是天然石岛在河床上的,则采取分段围堰法能使围堰的布置,尤其是纵向围堰更为便捷。而遇山岩坚实、河段狭窄且两岸陡峻的地形时,则适宜采取隧洞导流法,当河流一岸或两岸较为平坦或有河道能够加以利用时,明渠导流则是较为适宜的方法。

(三)地质与水文地质因素

水利工程所面临的地质与水文地质因素是多样的,一般来说,河流一岸或两岸的抗压强度足够,如风化层薄、岩石坚硬等,则可采取隧洞导流法,如岩石风化层破碎且较厚或沉积滩地较厚时,明渠导流法较为合适。
河床的束窄程度决定了过水断面的面积与水流流速,为避免河床不被过分冲刷,进而掏空围堰基础,应以河床的地质条件为依据来确定河床束窄程度。岩石河床具有较强的抗冲刷能力,其河床的允许束窄也就相应较大,而当河床覆盖层较厚时,其抗冲刷能力就较弱。

(四)水工建筑物因素

水利工程中的水工建筑物的布置与样式与导流方案互为影响,即决定建筑物的布置与样式时,应将导流方案同时考虑在内,而选择比较导流方案时,又要对建筑物布置与样式的特点进行充分利用,包括水工建筑物中的永久泄水设施,包括渠道、涵管、隧洞、泄水孔等。
如混凝土坝枢纽是采取分段围堰法进行修建时,则应将溢流段与非溢流段、土坝与水电站之间的隔墙充分利用作纵向围堰中的组成部分,进而使导流建筑物的资源与成本得以降低。

(五)综合利用河流

在水利工程施工期间,为使水电站运转、渔业、通航、供水、灌溉等要求得到满足,就必须从导流问题上入手。由于大多数通航河流采用的是分段围堰导流法,这就要求在对河流进行束窄后,仍然能够满足一般船只通航的宽度要求,船只吃水深度要适应于水深,束窄断面的流速最大应不超过每秒2米。
当河流有散材或木筏浮运要求时,则应防止木材堵塞束窄河床或是堑塞泄水建筑。另外,还应兼顾到下游灌溉、供水、水电站运行需求,有渔业的,还应建设临时性的过鱼设施,利于鱼群通过。

(六)施工方法与进度因素

水利工程导流方案与施工进度、施工方法有着密切的关系,一般情况下,水利水电工程的进度计划都是以导流方案为依据的,其中较为关键的时段控制包括水为蓄水发电所需时间、临时泄水建筑物封堵时间、坝体拦洪期限、河床水流截断时间、导流建筑物完工时间等。而施工方法则直接影响各个时段中的导流任务的可能性与合理性。如,分段围堰施工过程中,若未建成导流底孔,也就无法将河床水流截断并进行二期围堰修建。因此,施工进度、方法与导流方法之间的关系是相当密切的。

二、水利水电工程导流问题技术应对

(一)水力计算

合理的水力计算能够确定导流建筑的尺寸,进而布置具体的导流方案,而大、中型的水利水电工程还需要实施导流模型试验。设计阶段的导流方案应对其泄水能力、压力、水位、流速、流态等各方面进行综合考虑与比选,同时对于可能产生的冲刷、气蚀、水流脉动等问题给予重视。

(二)工程费用与工程量

以经水力计算所得到的导流泄水、挡水建筑物尺寸为依据,并以相同的精度要求对主要工种工程量进行计算,其中包括安装金属结构工程量、混凝土工程量、砌石方量、土、石方的挖填量等等。在作导流方案比选时,可适当简化计算方法,如此一来,虽然无法保证经济指标完全精确,但只要能够在同一基础上实现比较,就能得出相应的工程量,进而保证导流方案在实施过程中的顺利。

(三)施工进度计划

根据导流方案的不同,所制定的施工进度计划也各不相同。首先要对施工进度中各个时间控制节点,包括开工、拦洪、截流、封孔、首台发电机组时间以及其他工程的受益时间等进行深入的分析研究,只要合理掌握这些时间控制节点,就能根据实际情况安排出最为恰当的控制性施工进度计划。其次,以各单项工程与控制性施工进度计划为依据,对工程整体的总进度计划进行编制或调整,并对完建时间与受益时间进行论证。

(四)计算分析施工强度指标

基于编制的施工进度计划,我们就能进一步将各施工强度曲线绘制出来。第一要对各施工段有效工期进行分析,即将停工日以及法定节检测日扣除,其中停工日取决于工程施工工种,如施工土坝时,降雨强度大于一定值时必须停工、遇冬季的气温过低天气,也有停工的可能。而在浇筑混凝土坝时,遇降雨强度过大、气温过低或是气温过高时,也有停工的可能。另外,过水围堰基坑淹

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没法在实施过程中,还应将因基坑过水而影响的工作日扣除。

(五)分析河道综合利用效果与可行性

所采取的导流方案不同,其河道的综合利用效果与可行性也存在较大的差异性。除了应对其进行定性分析之外,还应尽量进行定量分析。分析计算技术经济指标时,必须严格按科学规律开展。严禁出现人为主观地向某一导流方案出现倾向,进而使导流方案存在不可比较与不合理的问题。
结语:综上所述,对于水利水电工程来说,选择最为合理的导流方案是保证工程施工质量与施工进度计划的基础。由于水利水电工程在施工过程中,所受到的影响因素较多,包括水文、地质、地形地貌、水工建筑物、河流利用率等,因此在导流方案实施过程中,出现的问题也较多,所以我们应根据水利水电工程所在地的实际情况来深入分析研究可能出现的各类导流问题,并加以解决,才能保证水利水电工程导流方案顺利实施,进而保障施工质量与进度计划。为我国水利水电工程的进一步发展提供良好的基础与条件。

参考文献:
廖和武.水利水电枢纽工程施工中导流方案的选择.[J].科技风.2010(9)
杨清清,陈新,张楠,岳克栋.水利水电施工导流方案风险分析.[J].四川水力发电.2011,30(3)
[3] 干宝元.水利水电施工导流方案风险分析.[J].城市建设理论研究(电子版).2011(36)

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