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水利工程施工導流是指在水利工程建設(shè)過程中采取方法使流水繞過工程所在區(qū)域流向下游的一種引導水流的方式,以便于工程施工中避免水流影響到工程進度和工程質(zhì)量。施工導流技術(shù)主要起到控制和引導水流的作用,為工程施工提供良好的施工條件。施工導流技術(shù)主要包括截流,下閘蓄水和基坑排水等內(nèi)容,施工導流技術(shù)直接影響到水利工程的施工設(shè)計方案、施工進度以及工程建設(shè)質(zhì)量,是水利工程建設(shè)的重要組成部分。因此,水利工程在施工過程中,必須要按照工程的特點和具體情況來制定施工導流方案,確保導流方案具有可行性。一般情況下,在制定施工導流方案時,主要體現(xiàn)了以下幾方面特點:
(1)涉及的范圍極廣。水利施工在采用導流技術(shù)時應(yīng)綜合各方面因素加以考慮,主要包括,水能指標、地勢地形條件、水庫蓄水功能、居民搬遷問題、周邊建筑物的分布情況以及河流下游的生態(tài)環(huán)境等方面,使施工導流對周圍的環(huán)境影響降到最低。
(2)壩址的選擇。水利工程在設(shè)計之前應(yīng)重點對壩體所建設(shè)位置進行考慮,在選擇壩體時應(yīng)詳細對地形地貌等自然環(huán)境方面進行考察,分析地勢地形、工程施工難度、水資源的指標等方面優(yōu)缺點,結(jié)合各方面實際情況科學合理選擇水利工程建設(shè)位置。
(3)水電樞紐工程的布置方案。在選擇好壩址以后,通常情況下應(yīng)首先布置好導流明渠,在此基礎(chǔ)上在設(shè)計廠房的布置,這樣才能使水利工程建設(shè)的分布更加合理化且分布規(guī)律。
(4)編制施工計劃。水利工程建設(shè)之前應(yīng)制定一個科學可行的施工方案,在制定施工方案的過程中,不僅要考慮工程施工設(shè)計,還應(yīng)考慮施工導流技術(shù)是否可行。
(5)水利施工技術(shù)。由于水利工程具有蓄水緩解旱災(zāi)和防洪的作用,我國在很早時期就已經(jīng)開始了水利工程的建設(shè),因此我國水利施工方面具有非常豐富的經(jīng)驗。隨著社會的進步和科技水平的提高,水利施工建設(shè)材料以及工程施工大型機械設(shè)備等越來越先進,我國水利工程建設(shè)質(zhì)量不斷得到提高,功能也在加強。
從當前我國水利施工導流技術(shù)來看,主要有兩種方式:一種是分段圍堰法,是指水流就是水流通過河床外的束窄河床下泄,后期通過壩體預(yù)留底孔、缺口或其他泄水建筑物下泄;還有一種是全段圍堰法,是指截斷工程所在區(qū)域的全部水流,利用導流技術(shù)避開施工區(qū)域往下游流去。全段圍堰法又包括隧洞導流和明渠導流兩種。
隧洞導流在山區(qū)河流中的運用比較常見,這是由于山區(qū)河谷的地勢非常狹窄、山巖堅實、兩岸陡峭,在這種地勢條件下更適合隧洞導流技術(shù)。但隧洞的建設(shè)成本很高,且泄水能力差。所以在汛期通常使用淹沒基坑的方法或者另找出路。在隧洞施工過程中,應(yīng)盡量和永久隧洞聯(lián)合。隧洞導流適用于壩址河床狹窄、導流水流量小、地形陡峻的河流條件。
明渠導流適用于寬廣灘地的平原和岸坡平緩的河道上,在灘地或河岸上開挖渠道,在基坑上下游修建圍堰,河水通過渠道下泄。如果工程周邊有老河道,可充分利用老河道進行明渠導流,這樣能夠有效節(jié)約工程成本,且減少施工作業(yè)量。
(1)明渠導流的適用條件。一般來說,對于河床覆蓋層深或壩址河床窄的水利工程,難以進行分期導流。采用明渠導流技術(shù)必須具備以下條件中一個:導流量大,但地質(zhì)狀況不適宜進行導流隧洞的開挖;河床沿岸有較寬的古河道、埡口或臺地;水利施工過程中游通航、過木、排冰等要求;挖洞經(jīng)驗與設(shè)備不足,且施工工期較短。
(2)明渠導流的布置。明渠導流施工需要對以下幾方面進行合理布置:首先是明渠導流軸線的布置,盡可能設(shè)置在河床沿岸有較寬的古河道、埡口、臺地的地方;渠身軸線要伸出上下游圍堰外坡腳,水平距離要達到防沖需求,通常為50~100m。其次是明渠進出口位置,明渠進出口需和上下游水流相連接,金額河道主流的交角不應(yīng)超過30度;為確保水流暢通,明渠的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)比渠底寬度至少大5倍以上;明渠軸線設(shè)置必須盡量縮短渠長度,不可深挖。
在水利工程施工中,要使水利工程達到節(jié)約成本、優(yōu)化布局、布局最優(yōu)、施工技術(shù)使用有效,就應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況以及工程自身特點要求,選擇切實可行的施工導流技術(shù)方案。在選擇導流方法的過程中,應(yīng)遵循以下幾個原則:第一,投入產(chǎn)出比合理。導流方式選擇的核心在初期導流階段。當建筑物的型式確定之后,主要對基坑是否過水問題,從臨建投資、度汛安全、工期等方面進行詳細對比;第二,臨建與永久結(jié)合較緊密,泄水、擋水、導流和發(fā)電四大建筑物的總體布置協(xié)調(diào);第三,施工期通航、排冰、過木、水庫的提前淹沒等外部環(huán)境問題可以有效處理。
水利工程要提升施工工程質(zhì)量,增強企業(yè)市場競爭力,就需要堅持技術(shù)創(chuàng)新與科學管理的雙管齊下。水利技術(shù)創(chuàng)新是推進企業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展的重要助力,完善的管理機制則能為技術(shù)的創(chuàng)新保駕護航。隨著水利行業(yè)體制的不斷深化改革,水利施工企業(yè)面臨越來越大的市場壓力,而我國大多數(shù)水利企業(yè)內(nèi)部機制不完善,缺乏行之有效的施工工程質(zhì)量監(jiān)管體系,很大程度上制約了水利施工企業(yè)的發(fā)展。
科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力,在日新月異的當前形勢下,水利工程發(fā)展的關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新。在國家政策的扶持下,新技術(shù)、新工藝被研發(fā)與引進,促進了水利施工技術(shù)的飛速發(fā)展,水利事業(yè)蒸蒸日上。水利施工單位應(yīng)抓住這一機遇,大力創(chuàng)新技術(shù)改革,同時應(yīng)開拓技術(shù)創(chuàng)新渠道,走進水利高校開展校企合作,共同推動我國水利施工技術(shù)的發(fā)展。
水利施工單位應(yīng)加強對施工人員專業(yè)技能的培訓,吸收具有創(chuàng)新能力的水利人才,對員工進行考核,實行持證上崗。引進新生人才在水利施工方面比較有創(chuàng)新能力,而原有的施工隊伍有豐富的施工經(jīng)驗但缺乏創(chuàng)新精神。因此既要團結(jié)原有骨干施工人員,又要加強引進新生人才,二者相互協(xié)作,共同提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。
總而言之,要保證水利工程建設(shè)順利進行,應(yīng)做好河流導流工作,在導流施工中,應(yīng)根據(jù)工程所處區(qū)域?qū)嶋H情況采取相應(yīng)的導流技術(shù),使導流技術(shù)具有可行性,且科學合理,從而提高水利工程的施工質(zhì)量和施工進度。
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