广西南宁水利电力设计院广西南宁530001
摘要:引水利水电工程施工导流及围堰技术的应用现已较为成熟。在诸多水利项目工程建设过程中,项目设计与建造者应结合项目本身实际情况,考虑施工导流方案及围堰技术的适用性,进行合理设计及建造,在减小工程投资的同时保证工程的质量及建设安全,避免造成安全事故。基于此本文分析了引水式电站工程施工导流及围堰技术的应用。
关键词:水利水电工程;施工导流;围堰技术;应用
引水式水电站多为处在河流坡降较陡、落差比较集中的河段,其利用坡降平缓的引水系统引水且与下游天然河道水面形成的落差发电的水电站。引水式水电站具有水头相对较高、引用流量较小,坝区库容很小等特点。而与之对应的坝区地形多为河道两岸边坡较陡、案坡岩石出露较多的河谷地貌。针对此类型地形地质条件的小型引水式电站工程施工导流方案及围堰技术应用需因地制宜,科学设计及施工。
1、引水式电站工程施工导流及围堰技术
1.1、施工导流
施工导流为在河床上修建水工建筑物时保证在干地上施工,将天然河道来水部分或全部改道,按预定的方案向下游导流。施工导流主要分为全段围堰法导流和分段围堰法两类。
全段围堰法导流,就是在修建于河床上的主体工程上下游各建一道拦河围堰,使水流经河床以外的临时或永久建筑物下泄,主体工程建成或即将建成时,再将临时泄水建筑物封堵。该法多用于河床狭窄、基坑工作量不大、水深、流急难于实现分期导流的地方。全段围堰法按其泄水道类型有隧洞导流和明渠导流。
分段围堰法,就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工,即用围堰将拟建的水工建筑物围护成若干施工段和施工时段进行施工。分段围堰法前期由束窄的河道导流,后期可利用事先修好的泄水建筑物导流。常用泄水建筑物的类型有底孔、缺口等。
1.2、围堰技术
围堰一般为临时性水工建筑物,用来围护河床中基坑,保证水工建筑物施工在干地上进行。在导流任务完成后,对不能作为永久建筑物的部分或妨碍永久建筑物运行的部分应予以拆除。处于导流设计需要,围堰亦可结合主体工程的建筑物一起进行设计及施工。
通常按使用材料将围堰主要分为土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰等。
1)土石围堰
土石围堰能充分利用当地材料,地基适应性强,造价低,施工简便,设计应优先选用。对于土石围堰,由于不允许过水,且抗冲能力较差,一般不宜做纵向围堰,如河谷较宽且采取了防冲措施,也可将土石围堰用作为纵向围堰。土石围堰的水下部位一般采用混凝土防渗墙防渗,水上部位一般采用粘土心墙、粘土斜墙、土工合成材料等防渗。
2)草土围堰
草土围堰是是一种草土混合结构。施工时,先用稻草或麦草做成草捆,再用草绳将两个草捆扎成件,即可按照围堰设计断面进行铺填。堰体由河岸开始修筑,首先沿河岸迎水面在围堰整个宽度内分层铺设草捆,并将草绳拉直放在岸上,以便与后铺的草捆互相联结。铺草时,应使第一层草捆浸入水中1/3,各层草捆按水深大小迭接1/3~1/2,样逐层压放的草捆直至填筑至设计搞错。随后在草捆层的斜坡上铺上一层厚0.25~0.3Om的散草,再在散草上铺一层厚0.25~0.3Om的土层,人工踏实。接着在填土面上同样作堰体压草、铺散草和压土工作,如此继续进行,堰体即可向前进占,后部的堰体也渐渐深入河底。
3)混凝土围堰
混凝士围堰的抗冲及抗渗能力强,适应高水头,底宽小,易于与永久建筑物相结合,必要时可以过水,因此应用较广泛。峡谷地区岩基河床,多用混凝土拱围堰,且多为过水围堰型式,可使围堰工程量小,施工速度快,且拆除也较为方便。采用分段围堰法导流时,重力式混凝土围堰往往作为纵向围堰。混凝士围堰一般可结合主体工程的建筑一起设计及施工,后期在不影响主体工程的建设和运行的情况下,可不与拆除。
2、引水式电站工程施工导流及围堰技术的应用
印度尼西亚SISIRA水电站工程属引水式电站,其主要建筑物有挡水坝、引水渠道、压力前池及压力管、发电厂房等组成。挡水坝总长113.5m,其中溢流坝段长55m,为C20埋石砼重力坝结构型式,堰顶高程484.80m,最低建基面高程分别469.1m。溢流坝左侧布置有一孔冲沙闸。冲沙闸孔净宽4m,底板高程475.50m,建基面高程为474.50m。
2.1导流方案
拦河坝坝址的地形较为复杂,两侧均为山地,河谷中存在一处滩地,坝址处覆盖层为残坡积层及英安岩。从减小征地面积,节省投资角度出发,结合地形及地质条件,工程施工采用分段围堰法进行导流。拦河坝的施工采用两段三期进行,一期导流选择第一年的枯水期进行冲砂闸、导流孔及左岸接头坝施工,利用河道右岸进行泄水。二期导流选择在第二年枯水期进行溢流坝段及右岸接头坝施工,利用已建溢流坝左岸的导流底孔和冲沙闸进行泄水。三期施工进行导流底孔的封堵浇筑工作,三期施工选择在第二个枯水期末,利用已建冲沙闸进行泄水,主要施工内容为封堵导流底孔。
2.2围堰方案
一期导流利用河道右岸进行泄水,其相应时段水位较浅,围堰位置处于受冲刷河段,故此部分围堰采用袋装土围堰进行填筑。一期施工期间在溢流坝坝内设置导流底孔,为二期导流做准备。二期导流利用已建溢流坝左岸的导流底孔和冲沙闸进行泄水。二期围堰挡水深度较大,横向围堰采用粘土围堰,纵向围堰采用与溢流坝永久浇筑在一起的纵向砼围堰,此部分在一期施工内预先浇筑好。三期导流利用已建冲沙闸进行泄水。导流底孔上游进口端可用钢拍门在水压作用下进行挡水,下游出口端采用占地面积较小及抗冲性能较好的袋装土围堰进行围护。
3、结语
国内外对于引水式电站工程施工导流和围堰技术的应用和实践已较为成熟,但针对每个不同项目的适用程度及其经济效益的提升,仍有很大的发挥和完善空间。本文针对特定项目的情况浅析施工导流及围堰技术的应用,探讨其适用情况,在一定程度上保证了该工程的顺利展开。
参考文献
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