水利工程施工导流及围堰技术的应用研究

钟绵志

（山东省调水工程运行维护中心东营分中心，山东 东营257300）

1 引言

新发展环境下，随着越来越多的水利工程项目相继出现，相应的工程技术水平也得到了显著提升。在水利工程施工建设中，导流技术和围堰技术的应用能够实现对工程使用中各种问题的预防和应对，保证水利工程的施工效果。

2 相关概念

2.1 导流

施工导流主要是在对水利水电工程进行建设的过程中，为了确保水工建筑可以在相对干燥的地面上进行施工，减少水流对施工的影响，使用围堰对基坑进行围护，将水流导向相应的泄水建筑物。在实际施工中，施工导流技术可以分为全段围堰法和分段围堰法[1]。施工导流是水利工程施工建设中一项重要的工程措施，导流方案的选择会对工程施工的工期、质量、成本和安全等产生直接影响，必须得到足够的重视。在对导流方式进行确定时，需要考虑3个条件：

1）水文条件，包括河流量大小、过程线特征、河水洪水及枯水水位等；

2）地形条件，主要是河床宽度，如果河床本身比较宽阔，并且在施工期间存在通航需求，可以采用分期导流，如果河道相对较窄，应结合实际情况选用隧洞导流或者明渠导流；

3）导流方式必须能够同时满足通航、给水、灌溉等方面的要求。

2.2 围堰

围堰是水利工程建设中修建的临时围护结构，能够有效防止水、土进入建筑施工区域，方便施工作业人员在围堰范围内进行排水、基坑开挖和建筑施工[2]。在水利工程施工完毕后，一般都会将围堰拆除。

围堰技术要求体现在如下4个方面：

1）结构稳定，具备较高的强度和良好的防渗防冲刷性能；

2）构造简单，能够为施工、维护和拆除提供便利；

3）通过围堰可以使水流变得平顺，避免局部冲刷；

4）围堰接头以及与岸坡连接位置必须可靠，避免渗漏等因素引发的围堰崩塌等事故。

3 水利工程施工导流技术的应用

3.1 做好施工准备

良好的施工准备是确保水利工程施工导流技术合理应用的前提。在水利工程建设前，建设单位和技术人员需要对工程的安全性指数进行测评，明确工程建设中的相关责任，完善问责机制，确保在发生问题时能够及时找到负责人，督促工作人员以更加积极的态度完成各项工作。同时，应做好实地考察工作，了解水利工程施工建设区域的水文条件和地形地势，对照水能指标、工期要求等做好相应的导流设计，为后续施工提供便利。考虑到导流技术应用环节可能会遇到一些突发状况，在进行方案设计的过程中，必须做好深入细致的研究，结合实际施工情况做好风险评估，制订应急预案[3]。

3.2 选择导流方式

3.2.1 明渠导流

明渠导流需要在河岸或者滩涂位置对河道进行开挖，然后于基坑上下游位置做好相应的围堰设计工作，将流水排出。明渠导流技术适用于相对平缓的河道、缓坡或者比较宽阔的海滩，若施工区域周边存在旧通道，可以在旧通道中对明渠进行改道，通过这样的方式能够显著降低成本，减少工作量。

3.2.2 隧道导流

隧道导流主要是通过在河岸上方建造隧道的方式，对水流进行引导，虽然单个隧道的引流量较小，但可以通过增加隧道数量的方式增加引流量。隧道导流适用于环境条件相对恶劣的山区，如河流两侧地势险峻，水流迅速的山区，可以采用隧道导流的方法进行施工。在隧道转弯位置，需要充分考虑各方面的影响因素，选择恰当的转弯方式，避免在隧道底部出现泥沙淤积或者强力冲刷的问题[4]。

3.2.3 涵洞导流

涵洞导流常见于部分小型石坝或水闸中，通过将水引入涵洞的方式实现导流。涵洞可以设置在山中或大坝岩石中，也可以设置在岩石海滩上，若涵洞需要经过墙壁，必须做好相应的防渗工作，以免其对墙体的稳定性造成影响。若施工现场环境条件恶劣，需要将涵洞构建在坚硬的土层上，以避免土层沉降而造成对涵洞的影响[5]。

3.2.4 全段导流

全段导流适用于水流量小、施工区域小、工期短的工程。在水利工程施工建设中，需要一次性完成河流的截断工作，对河道内的建筑物进行充分运用，若周边地质环境存在差异，则应采用不同的施工方案。例如，当河流位于山区时，两侧围岩比较坚硬，或者存在永久性隧道时，可采用隧道分流方案；当河流处于平原，两侧地形平坦时，可采用明渠改道方案；当河流分流量较小时，可选择涵管导流的方式。

3.2.5 分段围堰导流

分段围堰导流指借助围堰对河床上的各类建筑进行均匀划分，然后开展分段施工。当河床被包围后，河流流经河床时可以对其进行截断。分段围堰导流技术适用于河流量巨大，河床宽度大且工程周期长的情况[6]。

4 水利工程施工围堰技术的应用

围堰技术是河流改道的一个重要组成部分，属于临时性结构，仅存在于施工分流期间，导流结束后会对围堰进行拆除。围堰可以对基坑进行保护，避免出现渗水问题，营造良好的现场施工环境。但是，围堰施工可能占据河床，压缩河道排水面积，导致流量和流速加快，带来更加巨大的冲击力。因此，在对围堰施工方案进行选择的过程中，需要充分考虑施工现场的实际情况，明确围堰结构可能带来的河流流速及流量变化，保证施工的顺利进行。在水利工程施工中，围堰结构大致可以分为以下几种。

4.1 木桩围堰

在水利工程施工中，木桩围堰是一种比较常见的围堰结构，适用于施工深度相对较浅的工程，能够有效避免渗水问题。在实际施工环节，技术人员必须充分考虑各方面的实际情况，做好施工方案设计工作，选择恰当的位置，将木桩打入基坑内，确保2个相邻木桩能够无缝连接，以确保其具备较好的封闭性[7]。

4.2 混凝土围堰

混凝土围堰同样是水利工程施工中常见的围堰形式，主要是将混凝土作为围堰材料，具备良好的防水和防冲击能力，工程量相对较小，即使水流没过围堰顶部，也不会对围堰结构的稳定性产生影响，能够实现混凝土与建筑物之间的可靠连接。混凝土围堰结构采用锁相连的形式，内部采用具备良好防水性能的材料，在施工过程中，需要先设置支柱，然后设置钢板桩，填充防水材料到一定程度后，将支柱取出，继续填充以满足施工要求。混凝土结构容易出现开裂问题，尤其是在温差相对较大的情况下，对此，在对混凝土围堰进行施工过程中，应切实做好温差控制，保证混凝土围堰的施工质量。

4.3 过水围堰

在水利工程分流方案中，围堰技术的应用存在比较明显的差异性，需要工程技术人员结合实际情况进行全面的分析，若导流方案要求水必须漫过基坑，应采取有效措施保证围堰结构在水上部分的安全性，避免水流对围堰的整体稳定性造成影响，如果发生泄漏，可能会导致下游斜坡深度滑动。在水利工程施工中，围堰技术的应用以混凝土平板围堰和加筋围堰为主，加筋围堰一般会在河流下游大坝水面设置加强格栅，避免水流冲走石块，混凝土平板围堰主要是在大坝向水面覆盖1层混凝土板，这层混凝土板应具备良好的防水性能，可以有效预防渗漏水的问题[8]。

4.4 不过水围堰

不过水围堰结构与土石坝存在一定的相似性，对于材料的要求不高，一般在施工现场就能够实现就地取材，减少了材料采购和运输成本。导流环节结束后，土石围堰的拆除比较简单，避免了工期的延误。不过水围堰凭借自身独特的优势，在水利工程施工建设中得到了广泛应用。需要注意的是，如果遭遇暴雨或洪水，则需要进一步做好防护工作，避免出现渗水问题。

4.5 钢板桩围堰

钢板桩围堰适用于各种渗水基础，具有强度高、防水性好、可重复利用的优点。在水利工程施工中，考虑到施工面积较大，一般是将钢板桩设置成围堰，其包含了许多相互连接的单体结构，每一个单体由多个钢板桩组成，中间使用土料进行填充。围堰的维护范围较大，不能对围堰壁进行支撑，因此，要求每一个单体都能独立抵抗倾覆和滑动问题，并且确保不会在联锁位置产生拉裂。

5 结语

在水利工程施工建设中，导流技术和围堰技术有非常重要的作用，应得到施工技术人员的重视。在工程实际施工过程中，应充分考虑工程所处区域的环境条件和气候条件，选择恰当的施工方案和施工工艺，充分发挥导流技术和围堰技术的作用，促进水利工程施工质量的提高，为我国水利事业的健康发展奠定坚实的基础。