基于水电站施工截流方法的分析

关键词 水电站施工；截流方法；截流流量；截流方案

　　水利工程建设中，需要解决很多技术问题，在诸多技术难题中，如何对施工河道进行水流宣泄和施工工程控制水量之间的矛盾是最难以解决的。因此必须合理探究出新的方法以为施工工程的安全性打好基础，避免水流对工程造成不利影响。这也是水利工程和民用建筑工程之间的差异性体现之一。一般而言，工程上经常选择泄水建筑物和挡水建筑物来做为导流建筑物。过去常常有人将导流挡水物称作围堰。建设挡水建筑物的最基本条件和前提就是必须能够截流成功。如果截流工程进展不顺利导致工程整体工期被迫推后，那么会直接影响围堰的修建，并对其安全性造成损害，同时延长工期。而且如果工期错过枯水期，那么将导致施工工程直接推后一整年，并导致这个期间的河道完全失去航运能力，所以，必须要合理解决截流和导流之间的矛盾，并合理安排工期。

　　1 截流在水利水电工程建设中的作用

　　所谓截流，就是通过一定的工程建造以改变航道，具体而言，就是在河道上修建截水建筑物，并改变原河道，进而使得河水改道，合理导流。截流技术一般有两种，即无戗堤法截流和戗堤法。无戗堤法截流包括四种主要的方式，有下闸法，水力冲填法，定向爆破法和浮运格箱沉放法。而戗堤法在我国的工程建设中应用得更为广泛，简而言之就是“填海”式截流：将河床过水面逐渐提高，向河道里倾倒石块等。一般戗堤法截流也有两种技术手段，即平堵截流和立堵截流。截流是工程中的重要工程内容，关系到工程的安全性、工期以及成本，并且涉及到下游的防洪问题。在实践中，没有合理协调工期和工程进度而导致的事故屡见不鲜。1971年，湖南省某水电站工程建设施工技术不达标，因此工期被迫一拖再拖。为了能够抢回工期，水电站建设方强行进行截流，但是遇到了洪水而导致截流措施没有达到预想效果。后来又经过几次尝试，都没有达到预期目标。最后虽然勉强通过验收，但是其防洪能力十分脆弱。后来遇到洪水，工程坍塌，导致洪灾，并造成了严重的经济损失。

　　2 截流水力学计算公式

　　截流水力学是物理学的一个分支，研究水位、落差、流速等因素和水力能量等参数之间的关系。它是建立在实验的基础上发展起来的，其公式多为经验公式。但是由于实际情况十分复杂，所以截流学的公式都是近似性的，有很大的误差。在理论上能够讲的通的公式到了实际往往需要修正。所以在实践中，截流水力学只能起到参考作用。但是由于该公式大体上描述出了各个变量之间的关系，因此具有一定的指导意义，可以作为工程建设中的修正标准。同时，工程建设方也不能拘泥于公式，必须根据实际情况进行调整，从而依据实际的水情和水文条件，进行后续工程的建设。

　　根据截流水力学，河道水量=分流建筑物分流量+上游河道蓄流量+戗堤渗流量+龙口泄流量。

　　截流工程进行中，龙口的宽度会影响其中的龙口泄流量因数，而上游河道蓄流量会受到时间因数的影响。而且不同河流，不同的水文条件也会对工程建设起到实际的干扰。所以在关于截流水力学的理论一般都基于这一公式，但是会有一定的修正，从而达到 “正确地定性，近似地定量”。

　　3 截流设计与施工的主要内容

　　3.1 截流时段及截流流量的选择

　　截流时间的选择是工程中必须重点考虑的因素。一般要考虑建筑物的施工工期长度和过水的位置和季节，并要结合实际的工期和安全性施工的要求，从而进行截流。优化选择截流时间段，进而避开丰水期，寻找到最安全并最低造价的时间段进行施工。这么做的目的，一是提高施工安全系数，二是降低经济成本。一般工程中常以《水利水电工程施工组织设计规范（试行）》为规章，合理安排工期进度，进行经济效益的初步测度。

　　3.2 分流建筑物设计

　　一般工程中会选择自然物体作为分流泄水物，因为这样可以降低经济成本并避免对环境造成较大影响。但是实际情况限制这一施工原则时，施工方也会采取隧道和明渠等来作为导流泄水建筑物。这些工程也可以被用来做截流或分流建筑物。其分流能力和投入的运营时间也应该满足截流的要求。这些工程的主要内容有以下几个方面：选择分流建筑物；确定建筑物结构；根据水利工程一般技术公式进行实际确定规格；分流建筑物最后的测试和外围建筑的拆除等。

　　3.3 截流方案比选

　　截流方案的比较包括以下几个方面：确定龙口的位置，为截流方案确定截流戗堤；龙口段的进占程序；水力学指标和模型试验的实际调整；截流方案的技术选择，设备选择和规划和设计概念计算。在实际工程建设的过程中，施工人员必须严格遵守截流方案确定的技术选择和工期安排，从而更好地完成工程建设，降低经济成本。

　　3.4 选定截流方案设计

　　对截流方案的设计是在整个工程建设的过程中必须高度重视的。在对断面和截流戗堤布置方面，首先要根据截流水力学的公式和水工模拟试验而得到相关的指标，之后降低难度，采用较易实现的工程方法来进行施工建设。对截流戗的非龙口段分区进行材料设计和程序安排。同时，要降低截流的难度并提出具体的水文和力学指标等的测度要求和项目实验。

　　3.5 截流施工

　　截流施工是整个工程建设中的“重头戏”，是具体操作的环节。施工方法和施工的进度是必须重点监督和重点安排的。施工的强度和设备的选择、配置的数量等都是施工方案应当包括的内容。而施工截流的布置涉及到具体建设时的诸多内容，比如截流交通道路布置、备料堆场和石料堆放等具体问题。要加强组织建设，包括总指挥所，指挥机构，技术顾问机构和信息管理部门，要重点监测水文情况变化和气象预测，从而更好地指导工程建设和工程

　　计算。

　　4 截流方案

　　对截流方案的选取，一般有平堵和立堵两大类别。所谓平度截流，就是河面的龙口位置建立栈桥或者浮桥，同时将截流材料运送到桥上之后，到达预定位置之后抛入江中。在抛置的过程中，要均匀地抛填上升，直到堆积物能够将河道全面截断。与之不同的是，立堵截流法是将截流物从截流戗堤端口处就投入截流物，并使龙口的截面逐渐缩小直至完全将河道拦断。截流物一般直接在上游就投入江中，可以降低经济成本和施工难度。对立堵截流而言，因为不必要建设浮桥，因此安全系数得到一定程度的提高，因此在实践中更为广泛地被采取。对立堵截流龙口而言，龙口处出水流一般呈三向分布，流速变化大，整体较大。对河床而言，总有一侧会受到严重的冲刷，因此需要堆积物的体积较大，从而避免冲刷过度而导致安全性受到影响。

　　参考文献

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