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施工導流在水工施工中占有極為重要的地位,影響的因素也很復雜,如水文條件、地形地質,農田灌概、搬運、工業供水以及施工場地、建筑材料的供應、施工的方式方法、機械化程度等。施工導流關系到全盤工程的施工進度,影響到施工場地的布置和工程的造價,如導流工作失誤,必將導致工程的巨大損失。因此,施工導流要進行詳細的實地查勘,作出多方案的技術經濟比較,通過論證,擇優選定。方案確定后,要力爭在訊期前將水下基礎工程安砌超出水位以上。如預計汛期前建筑物的基礎開挖和處理工程不能完成,則應考慮增大圍堰導流的工作量,預先采取防訊渡汛措施并相應地增加基礎投資量。
1施工前的準備工作
基本資料是編制施工導流設計的基礎,應具備有關地形、地質、水文氣象及水工設計方面的各方面圖紙資料。資料收集的深度和廣度,應當滿足各個設計階段的任務要求,并在時間上應與設計進度相適應,資料應確切、實用。施工導流應具備的水文、氣象資料,主要是指下列各項:(1)壩址處的水位流量關系曲線;(2)歷年實測流量資料,并按各導流時段算出各種頻率的流量資料;(3)洪峰歷時過程及其特征資料;(4)歷史洪水調查資料;(5)水庫水位容積曲線;(6)降雨記錄及各種降雨強度統計日資料和常見暴雨中心、雨強、時空分布、一次暴雨天數等暴雨特性資料;(7)冰凌、雨雪、冰雹特征資料;(8)泥沙資料;(9)氣溫、風力、風向等資料;(10)其他有關水文、氣象資料。
2施工導流的方法
施工導流的方法甚多,常用的導流方法有以下幾種形式。
2.1一次導流。河流不大,流量小的水電站基礎施工,盡量采用一次導流。一次導流的方式也比較多,常見的有;地勢平坦、河谷寬闊的地區,常用明渠、涵洞或渡槽,窄谷山區則多采用隧洞。也有不用圍堰采用一次快速合攏方式的.
2.1.1明渠導流明。渠導流的選線,應選擇線路短,開挖量小的方案。斷面的大小,要能保證在施期排泄最大的洪峰流量。最大洪峰流盒可根據當地或附近的水文資料進行計算。如果當地河流缺乏水文資料,則應對工穆現場附近的群眾進行調查,或作歷史洪水調查。洪峰流最算出后,即可進行斷面設計。
2.1.2渡槽導流。河流兩岸為陡巖狹谷,枯水期流量不大。明集導流的開挖量艱巨,同時又對主體工程的清基干擾太大,則應考慮采用渡槽導流。渡渭導流有木結構、鋼管,俐筋棍凝土管等形式。因導流工程多為臨時性工程,水下施工結束后,到了汛期就耍拆除,所以若在出產木材的山區則可考慮采用木渡槽,可節省造價。但用木渡槽必須嚴格要求質址,處理好企口接縫的技術問題,嚴防滲漏,渡摺的支架或支座要安裝堅固、安全,不能干擾主體工程的施工,以免發生意外事故。
2.1.3涵管導流。涵管導流是水工建筑常用的導流方法,特別是在重力壩及拱壩壩體內設置底孔涵洞導流,效果較好。河流在枯水期,流量甚小,建筑物可以在訊期前完工的工程,多采用涵管導流。涵管的結構形式有石砌方涵,拱涵,鋼筋混凝土涵和鋼管等。不論采用哪種形式,都必須保證質量。首先,必須設置在堅硬的地基上,如基礎不是堅硬的巖右,則應進行擴大加固處理,使不產生局部沉陷;其次,涵管與壩體之閣應采取嚴密的結合處理,涵管不僅作為施工導流之用,而且應考慮與永久性泄水相結合,作為一項永久性工程對待,如涵管質量不好,接縫漏水,將會影響壩體的安全。據已建工程發生的垮壩、滲漏、角陷等事故的調查資料,大部原因都是由于涵管漏水引起。因此,采用涵管導流,應特別注意質量。涵管如僅作施工導流用,就應考慮適當降低設計標準以減少工程造價。
2.1.4隧洞導流。隧洞導流工期長,造價大,應作為永久性工程。如灌溉、發電、泄洪,供水、放空庫容等綜合利用,才能具有較高的經濟效益。此外,排水地點的地形、地質條件要好,隧洞線路要短、造價相對不高,又不干擾主體工程的施工,否則,一般不采用隧洞導流。
2.2分期導流。基礎部分的水下工程量很大,施工期長,若河道寬,流量大,水工建筑必須分為兩段或三段施工時,就要將河道分期,分段進行圍筑。第一期先圍筑廠房及溢流部分,將水流堵截,流向右邊,待左邊的主體廠房及溢流壩建好,可以通水后,再進行二期圍堰。二期圍堰時,應先將一期圍堰撤除,再把水引向另一側。
2.3圍堰形式。常用的圍堰形式有以下幾種。
2.3.1竹籠圍堰.用竹蔑編制,直徑0.3至1.0米,長5至10米,內裝石塊或卵石,順河流堆置,上游迎水面加設面板止水。中部用沙土填緊,背水面用卵石或塊石鋪砌。在產竹地區,就地取材,極為經濟。其優點是整體性好、質柔、抗沖能力強。缺點是耐久性差,只適宜臨時性使用。2.3.2草捆圍堰,流量小,工期短,河床泥土堆積較厚的基礎工程,可以就地取材,采用草捆圍堰。方法是用蘆葦,稻草、麥稈、柳枝等編扎成捆,與泥土分層堆置。其優點是施工簡便,經止水效果較好、拆除較方便,具有一定筑沖能力。缺點是易腐爛,耐時短。
2.3.3土圍堰。其特點是結構簡單、就地取材,施工簡便、造價低廉,各種地質基礎都適用,又可利用工程開挖的棄土。缺點是圍堰底寬大,土質、砂質粒徑過大時,止水效果差,必須增設齒墻或心墻止水,抗沖能力差,汛期要加筑過水面層。
2.3.4土石混合圍堰.流速較大的河城,附近又有可開采的石渣可以利用時,宜采用土石混合圍堰。其優點是抗沖力較強,缺點是拆除困難。如汛期通過的流量較大,則可在壩面加鋪薄層混凝土,或在上游迎水面砌。
2.4圍堰渡汛。建筑物的基礎圍堰工程,如能在訊期前將墓礎安砌超出水位以上,就不存在度汛的問題。但有的基礎工程量大,或者地質復雜,開挖時出現的新情況與查勘分析有出入,基礎工程量突然增大,汛期前不能完成,圍堰工程就要采取度汛措施,以免釀成被洪水沖毀的事故。
2.5截流工程。截流是導流圍堰中一種特殊的工程,也稱合攏工程,是一期導流泄水建筑(如底孔、隧洞、渡槽、明渠等)完工后,修建工期圍堰預留攏口,利用枯水季節的最短時間,強行將攏口堵合,迫使河水行經已建好的泄水道下泄的工程。截流是關系到水電站主體大壩成敗的關鍵工程,如果截流失誤,就將使工期拖延,造成巨大損失。
2.6基坑排水。當截流合攏以及防滲止水措施結束后,就要進行建筑物基坑的排水。水工建筑物碩蓋層的清淤開挖和電站廠房內尾水室等基礎開挖都在她下水位以下進行,故必須將基坑的積水和滲漏水向外排除,使基礎工程能在于地進行。保證工程質毋符合標準。因此,施工排水是一項極其重要的工程。基坑排水方法節分為兩類:一是在基坑旁側開挖集水井,將基坑里的水集中引至井中,然后用抽水泵排除。
另一類是在基坑周圍開挖管井,用水泵抽出滲水,從而降低基坑地下水位。水位下降速度應限制在0.5~1.0米每晝夜以內,以避免地基土壤的破壞。結束語:總的來說,施工導流設計的主要任務是:選定設計標準,選擇施工時段和導流流量,確定導流和截流方案,設計擋水、導水建筑物及施工過程中的渡汛安排;解決施工期河水滿足綜合利用要求的措施;設計基坑排水等等。就是要解決施工全過程中施工和水流之間的矛盾。這個矛盾解決不好,就要影響施工的安全、質量、進度和經濟性。