浅谈水利工程施工中导流施工技术的应用

摘要：对水利工程中施工导流的施工方法和技术进行了全面的介绍。主要是从明渠导流和隧洞导流的适用条件和布置、分段围堰法导流的适用场合、成孔导流的具体布置等方面分别进行了详细的阐述。

关键词：水利工程；导流施工技术

Abstract: in the water conservancy project construction diversion of the construction method and technology to the comprehensive introduction. The main channel tunnel from diversion and diversion of the applicable condition and decorate, stage cofferdam method diversion of the applicable occasions, into hole diversion of the aspects such as the layout are detailed in this paper.

Keywords: water conservancy projects; Diversion construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

全段围堰法导流是在河床主体工程的上下游各修建一道拦河围堰，使上游的来水通过预先修筑好的临时或永久泄水建筑物（如明渠、隧洞等）泄入河道的下游，主体建筑物在排干水的基坑中进行施工，主体工程建成或接近建成时再进行临时泄水道的封堵。全段围堰法导流的特点是工作场地比较大，河床内的建筑物在一次性围堰的围护下可顺利地建造。全段围堰法按泄水建筑物的类型不同，可分为明渠导流、隧洞导流和涵管导流等。

1 明渠导流的适用条件和布置

当坝址河床较窄，或河床覆盖层很深，分期导流比较困难，具备下列条件之一者，可以考虑采用明渠导流方式。

1.1 河床一岸有较宽的台地、垭口或古河道。

1.2 导流流量大，地质条件不适于开挖导流隧洞。

1.3 施工期有通航、排冰、过木的要求。

1.4 施工总工期很紧，不具备挖洞经验和设备。

明渠导流的布置，可分为岸坡上布置和滩地上布置两种形式。明渠导流的布置主要包括明渠导流轴线的布置、明渠进出口位置和高程确定。

1）明渠导流轴线的布置。明渠导流应布置在较宽台地、垭口或古河道的一岸；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离要满足防冲要求，一般为50~100m；明渠进出口应与上下游水流相衔接，与河道主流的交角以小于 30度为宜；为保证水流畅通，明渠的转弯半径应大于5倍渠底宽度；明渠轴线布置应当尽可能缩短明渠长度，也要尽量避免深挖。

2）明渠进出口位置和高程确定。明渠的进出口力求不冲、不淤和不产生回流，一般可以通过调整进出口形状和位置，以达到以上要求和目的；进口高程按截流设计选择，出口高程一般由下游消能设施控制；进出口高程和渠道水流流态应满足施工期通航、过木和排冰的要求；在满足以上各要求的条件下，尽可能抬高进出口的高程，以减小水下的开挖量。

2 隧洞导流的适用条件和布置

当导流流量不大，坝址河床比较狭窄，两岸地形比较陡峭，如一岸或两岸地形、地质条件良好，可以考虑采用隧洞导流方式。隧洞导流的布置应满足以下要求。

2.1 隧洞轴线沿线的地质条件良好，足以保证隧洞施工成功和运行的安全。

2.2 隧洞轴线宜按直线进行布置，如必须有转弯时，转弯半径不小于隧洞直径或隧洞宽度的5倍，转角宜不大于60度，弯道首尾应设置直线段，长度不小于3~5倍的洞径或洞宽；进出口引渠轴线与河流主流方向夹角宜小于30度。

2.3 隧洞间的净距、隧洞与永久建筑物间距、洞脸与洞顶围岩厚度等，均应满足结构和应力的要求。

2.4 隧洞进出口的位置应保证水力条件良好，伸出围堰坡脚一定距离，一般距离应大于50m，以满足围堰防止冲刷的要求。进1：1的高程多由截流控制，出1：3的高程由下游消能设施控制，洞底按需要设计成缓坡或陡坡，但避免出现反坡。

3 分段围堰法导流及适用场合

分段围堰法也称为分期围堰法或河床内导流方式，就是用围堰将建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。所谓分段，就是从空间上将河床围护成几个干燥基坑进行施工。所谓分期，就是从时间上将导流过程划分成阶段。导流的分期数和围堰的分段数并不一定相同，因为在同一导流分期中，建筑物可以在一段围堰内施工，也可以同时在不同段内施工。必须明确指出：导流分段的段数分得越多，围堰的工程量越大，施工也就越复杂；同样，导流分期的期数分得越多，工期有可能拖得越长。因此，在实际的水利工程施工中，二段二期导流法是最常采用的一种。只有在比较宽阔的通航河道上施工，不允许断航或其他特殊情况下，才考虑采用多段多期导流的方法。分段围堰法导流一般适用于河床宽阔、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。这种导流方法的费用较低，国内外一些大、中型水利水电工程采用较多。分段围堰法导流，前期由束窄的原河道导流，后期可利用事先修好的泄水道导流。常见泄水道的类型有底孔、缺口等。

4 成孔导流的具体布置

利用设置在混凝土坝体中的永久底孔或临时底孔作为泄水道，是二期导流中经常采用的一种导流方式。导流时让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证后期工程顺利施工。如要是临时性的底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时加以封堵。

采用临时底孔进行导流时，底孔的尺寸、数量、高程和位置等，都必须通过相应的水力学计算确定。底孔的尺寸在很大程度上，主要取决于导流的任务和功能，以及水工建筑物结构特点和封堵用闸门设备的类型。底孔的高程和位置的布置，要满足截流、围堰工程及底孔本身封蕾的要求。如底坎高程布置较高，截流时落差就比较大，相应围堰的高度也较高，但封堵时的木头比较低，封堵起来比较容易。

根据水利工程设计和施工经验，一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以保证枯水期泄水。当底孔的数量比较多时，可把各个底孔布置在不同的高程，封堵时从最低高程的底孔堵起，这样可以减小封堵时所承受的水压力。

5 坝体缺口导流的布置

混凝土坝在施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，设置的导流建筑物不足以宣泄全部流量，为了不影响混凝土坝体的施工进度，使坝体在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的混凝土坝体上预留缺口，让部分洪水在缺口宣泄，以便配合其他导流建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落，再进行缺口处混凝土坝体的施工。混凝土坝体上所留缺口的宽度和高度，主要取决于导流设计流量、其他建筑物的泄水能力、建筑物的结构特点和施工条件。采用底坎高程不同的缺口时，为避免高低缺口单宽流量相差过大，产生高缺口向低缺口的侧向泄流，引起压力分布不均匀，需要适当控制高低缺口间的高差。根据有关水利工程的经验，其高差应控制在4~6m。以上所述的成孔导流和坝体缺口导流方式，一般只适用于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。至于土石坝或非重力式混凝土坝，可采用分段围堰法导流，可以与隧洞导流、明渠导流等河床外导流方式相结合。

6 施工导流的方案选择

导流方案的选择受各种因素的影响，科学合理的导流方案，必须在周密地研究各种影响因素的基础上，拟订几个可能的方案，进行技术经济比较，从中选取技术经济指标优越的方案。要选用技术经济比较优越的方案，就必须了解选择导流方案时应考虑的因素。

6.1 水文条件。水文条件主要包括河道流量大小、水位变化幅度、全年流量变化情况、枯水期的长短、汛期洪水延续时间、冬季冰冻情况和融化时间等。以上这些水文条件均直接影响导流方案的选择。

6.2 地形条件。坝区附近的地形条件对导流方案的选择影响很大。对于河床宽阔的河流，尤其在施工期间有通航、过水要求的情况，宜采用分段围堰法导流。当河床中有河心洲、浅滩、小岛、基岩露头时，采用分段围堰法导流更有利于导流围堰的布置，特别适宜纵向围堰的布置。在河段狭窄、两岸陡坡、山岩坚实的地区，宜采用隧洞导流。对于平原河道，河流的两岸或一岸比较平坦，或有河湾、老河道可以利用时，宜采用明渠导流。

6.3 地质及水文地质条件。河流两岸及河床的地质条件，对导流方案的选择与导流建筑物的布置有直接影响。如果河流两岸或一岸岩石坚硬、风化层较薄，有足够的抗压强度时，则有利于选择隧洞导流。如果岩石的风化层厚且破碎，或有较厚的沉积滩地时，则适宜采用明渠导流。对于岩石河床其抗冲刷能力较强，河床允许束窄度较大，束窄度可达80％以上，流速可达到 7.5m/s；对于覆盖层较厚的河床，其抗冲刷能力较差，束窄度一般在 30％以下，流速不得超过3.0m/s。此外，选择围堰形式、基坑是否允许淹没、能否利用当地材料等，也与地质条件有关。在选择导流方案时，除考虑以上各方面的因素外，还应使主体工程尽可能早日发挥效益，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物既简单易行，又适用可靠。

参考文献

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