水利水電施工導流方案風險探析
時間:2022-11-06 10:03:02
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摘要:隨著社會的不斷發展與進步,我國水利水電工程也在不斷發展,到目前,已積累了多方面的指導經驗,如處理險工、截流與導流等施工技術。而導流施工技術對水利水電工程成而言十分重要。為了確保水流能夠按照預定的方式流向下游,就要在進行水利水電工程或者在水中進行修筑環節前要構建擋水圍護基坑。水利水電工程施工的整體質量、投資成本與修筑工期等都會受導流施工的影響,因此制定出科學合理的導流實施方案具有非同尋常的意義。為減少各方面的損失,在正式施工前要進行具體設計。
關鍵詞:水利水電;導流方案;技術;風險
1施工導流存在的風險
1.1洪水流量、洪量具備隨機性
導流過程中,需圍堰擋水,在水流借助泄水建筑物流向下游河道的過程中,會受到諸多因素的影響,因此存在一定風險。對于圍堰而言,其堰頂的高程為固定值,雖然泄水建筑物布置和規模已經確定,但是從一定程度上還會受到水位及水力參數的影響。施工洪水會流入水庫當中,而涉及工程所需要的基本材料及依據則為該洪水的設計過程。隨機性是人庫施工洪水的特點導致該特點原因是:自然界中諸多不確定因素影響著洪水的形成。而且我們會發現,所設計的和現實的洪水過程存在不同程度的偏差,這是收集并整理相關水文資料與設計洪水過程線方法差異而導致的。
1.2人為的不確定因素與分布
施工環節中,難免會存在建筑物的結構尺寸出現誤差的情況,因為泄水建筑物的結構尺寸具有不確定性,但誤差值是有范圍的,要將誤差控制在規定范圍之內。如果誤差值的絕對值相等,那么出現誤差的概率就會像等,而小絕對值誤差出現的概率較大,大絕對值則反之。遵循誤差理論,尺寸的變化程正態分布,設計值為它的均值,標準差則可用若干值來進行估算。壩體臨時斷面或者圍堰的上游庫水位具有不確定性,設計的流量為洪峰流量時,水庫對洪水進行調蓄,庫水位就會符合設計洪水位標準。庫水位也會因洪水過程的不確定性而產生不確定性,依據其因素性質可判定它屬于正態分布。
2施工導流方案
2.1明渠導流方案
明渠導流的施工技術主要適用于平原地區的河道或者河谷,這些地區的壩址河床比較窄或水流覆蓋面的深度不是很高,利用明渠導流技術不僅能夠合理控制施工成本,而且還能從一定程度上提升施工質量。在相應的河岸處挖設相關渠道,還要設置好上下游的圍堰,借助對應渠道使水流通暢下瀉,最終完成水流導引,整個過程就是應用明渠導流施工技術而完成的。明渠導流技術的使用,對水利工程也有一定的條件要求,需要水利工程位置的河床具有一定寬度的臺地,并且水流量比較大,另外,其還需要滿足排水通航的要求、工程工期不宜過長等條件。現實施工環節中,要確認明渠導流高程后使用該技術。要選取合適的布置地點,科學設置明渠轉彎半徑,不僅要確保河道上下游完整銜接,還要嚴格控制明渠長度,不僅如此,還有軸線及軸線進出口的位置,都要合理選擇,尤其是對軸線進行布置環節極為重要。
2.2隧洞導流方案
對于隧洞導流施工技術來說,其主要使用于針對水利工程水流量并不是很大,并且水利工程施工環境比較復雜的地區,一般使用這種導流施工技術。通常情況下,那些狹窄的河谷地帶還有陡峭險峻的山區比較適用于這種技術,而使用這種技術也有一定的弊端,如資金投入較大、導流泄水能力一般,特別是在一些汛期環境下,需要借助一些基坑來實現泄水。現實施工中,首先要考察施工當地的環境及各方面條件,并對其進行認真分析,然后再制定隧洞的設計與挖掘,水流會借助隧洞改變流動方向,達到最終目的。而在應用該技術的時候必須要結合地面某些堅固的建筑物,挖建隧道是一項大工程,會導致其成本大幅度上升,因此在選擇導流技術的時候,在不得已的情況下一般是不選擇這種技術類型的。
2.3分段圍堰導流方案
分段圍堰導流技術也叫分期圍堰導流,這種技術已經被廣泛應用到水利水電工程的施工當中。它的使用相對而言較為簡單,但是對于分期期數和導流分段有嚴格的規定,不能將其設計過多,否則會加大水利水電工程的施工難度,從而影響施工進度及效率。分段圍堰導流技術在使用中還可以分為缺口導流以及底孔導流,對于缺口導流來說,針對底孔導流而言,在二期導流施工過程中使用該種技術,主要是利用混凝土壩體完成臨時性、永久性泄水道的構建,從而完成水流導流。要利用水力學計算并確定導流底孔的位置、高程、尺寸;而缺口導流則是對未建成壩體設置缺口,當該區域處于汛期時便可減小因汛期水位上升而對施工造成的不良影響。進行水利水電工程時,要全方位考慮并分析施工的結構、條件、泄水強度以及導流流量各種因素,在這種條件下將其寬度與高度明確后再合理的設置缺口。
2.4涵管導流方案
涵管導流也是一種導流施工技術,遇到堆石壩、土壩等類似工程,且工程水流量小或處于枯水階段,會選擇使用這種導流技術完成水流的導流。使用這種導流技術,大部分是鋼混結構為主,因為它的結構強度極高,而且成本相對合理,正因如此,致使涵管導流具有較強的質量性與經濟實用性。實際施工環節中,在應用涵管導流技術時,要結合現實施工中鋼混結構的具體特征進行施工,施工過程中若想充分發揮涵管導流技術的優勢與作用,務必確保對鋼混材料進行施工的準確性以及規范性。
2.5壩體缺口導流方案
混凝土壩體是工程施工中最明顯的部分,在汛期,它的水流量非常大,正對于這種狀況,已有的排水導流系統可能無法達到明顯的排水效果,出現這樣的情況,最終會影響到水利工程的施工進度,但若使用壩體缺口導流的施工技術就可以控制汛期的水流量的大小,從而避免上述狀況的出現。壩體缺口導流法顧名思義就是在相關的的混凝土壩體留個缺口,其作用是控制汛期水流量,汛期結束后再對這個缺口進行修補,涉及該缺口時,要綜合考慮并分析整個大壩的截水量、大小和高度等相關因素,不僅要確保它的導流作用,而且壩體的安全性及穩定性也要有所保障。
3導流方案的選擇與對比
從下列幾點進行方案的比較:設備、勞動力及施工負荷的均衡性;施工強度的合理性;工程所需費用和經濟性。①比較水力計算。計算水力從而明確導流建筑物尺寸,布置導流方案。大、中型工程要進行導流模型試驗。②比較工程量與費用。對比各方案,明確導流、泄水建筑物的最終尺寸,對工程量的計算要根據同樣的精度進行計算。③制定施工進度計劃。導流方案不同,施工進度也不同。對進度各個控制時點進行分析、研究。④計算并分析施工強度指標。以施工的進度計劃為依據繪制出施工強度圖。應對各階段的有效工日進行分析。這過程要將法定假日、停工日等扣除,根據不同工種停工也不同。⑤分析河道綜合利用的效果、可能性。導流方式不同,河道綜合利用的效果、可能性也不同。計算分析技術經濟指標要具科學性公平性。不能過于主觀,要結合實際情況做出正確的、科學的計算與分析。
4結束語
總而言之,只有制定科學合理的導流方案,才能確保水利水電工程的整體進度及質量。水利水電工程施工環節中,地質、自然環境、水文以及地形地貌等因素會從一定程度上影響導流方案的選擇。實際施工中,我們要結合現場的施工環境及狀況,及時發現并解決問題,確保整體施工進度及質量,為我國的水利水電工程建設貢獻力量。
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作者:王亮 王強 單位:中國葛洲壩集團第三工程有限公司 黑龍江省水利水電勘測設計研究院
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