水利水电工程中导流施工技术的应用

水利水电工程中导流施工技术的应用

马卫 蒋昂

昆明润嘉水利水电工程有限公司 云南 昆明 650000

摘要：本文介绍了水利水电工程中常用的导流施工技术，分析各种技术的特点。以三峡工程、小浪底水电站为例，详细阐述了导流施工技术在实际工程中的应用。通过对比分析可以看出不同导流施工技术在不同工程条件下的适用性和效果。导流施工技术的选择需要综合考虑工程的规模、地形、水文、地质等因素，合理优化，以提高工程质量。

关键词：水利水电；水电工程；导流施工

引言：合理选择和应用导流施工技术，可以有效降低工程风险，提高施工效率。然而，导流施工面临着诸多挑战，如地形条件复杂、水文条件多变、地质条件差等，需要根据工程实际情况，优化设计和施工方案。本文将系统介绍水利水电工程中常用的导流施工技术，分析其特点和适用条件并结合实际工程案例探讨导流施工技术的应用和发展趋势。

一、常用导流施工技术概述

（一）明渠导流

明渠导流是通过在河道中开挖明渠，将河水引入明渠，从而实现河道干地施工的一种导流方式。明渠导流具有施工简单、成本低等优点，适用于地形开阔、水量较小的河段。施工时，需要根据河道形态、水文特征、地质条件等因素合理选择明渠的位置和尺寸。明渠一般布置在河道的一侧与河道主流方向平行，长度根据导流的需要而定。明渠断面形状通常为梯形或半圆形，尺寸根据导流流量、流速等参数计算确定。明渠的边坡坡度和防渗措施也需要根据地质条件和水流特性进行设计。

在明渠开挖过程中需要严格控制开挖线路和尺寸确保明渠的稳定性和防渗性。开挖时要分层分段进行，避免对河床和岸坡造成过大扰动。明渠开挖完成后，需要对明渠表面进行护砌，常用的护砌材料包括混凝土、浆砌石、膜袋混凝土等。护砌要做到表面平整，无缝隙，防止水流冲刷和渗漏。

明渠导流施工完成后，需要对明渠进行试运行，检查明渠的导流效果和稳定性。在试运行过程中，要密切监测明渠的水位、流速、渗漏等情况，及时发现和处理问题。明渠运行期间，还需要对明渠进行定期检查和维护，清除淤积物，修补损坏的护砌，确保明渠的正常运行[1]。

（二）隧道导流

隧道导流是通过在河岸或山体中开挖隧道，将河水引入隧道，从而实现河道干地施工的一种导流方式。与明渠导流相比隧道导流受地形影响小且导流效果好，但施工难度大、成本高。

隧道导流施工的关键是隧道的设计和施工。隧道的位置、走向、尺寸等参数需要根据河道的地形、地质、水文等条件进行优化设计。隧道断面一般为圆形或马蹄形，尺寸根据导流流量、流速等参数计算确定。隧道的坡度、衬砌、防渗等措施也需要根据地质条件和水流特性进行设计。

隧道施工一般采用钻爆法或TBM（全断面隧道掘进机）等方法进行开挖。钻爆法适用于岩质隧道，通过钻孔、装药、爆破的方式进行开挖。TBM适用于长距离、大断面的隧道施工，通过机械掘进的方式进行开挖。隧道开挖过程中，需要严格控制开挖线路和断面尺寸，确保隧道的稳定性和防渗性。开挖过程中还需要进行支护和防水措施，常用的支护方式包括锚杆、钢支撑、喷射混凝土等，防水措施包括防水板、防水涂料等[2]。

隧道开挖完成后，需要进行衬砌和防渗处理。衬砌材料一般采用现浇混凝土或预制混凝土块，衬砌厚度根据隧道的埋深、水压等条件确定。防渗措施包括设置防渗墙、注浆等，防止隧道渗漏和淤积。隧道施工完成后，需要进行试运行和验收，检查隧道的导流效果、稳定性和防渗性。

（三）涵管导流

涵管导流则适用于水量较小、地形条件适中的河段。它通过在河床中埋设涵管，将河水引入涵管，从而实现河道干地施工的一种导流方式。涵管导流施工灵活、受地形影响小但导流能力有限。

涵管导流施工的关键是涵管的选材和布设。涵管材料一般选用钢管或钢筋混凝土管，直径根据导流流量和流速等参数计算确定。涵管布设时需要综合考虑河床地形、地质条件、施工条件等因素，合理选择涵管的位置和埋深。涵管可以沿河床纵向布设，也可以横向布设，具体方式根据实际情况而定。

涵管施工一般采用明挖法或顶管法进行。明挖法适用于地形开阔、地下水位低的河段，通过在河床上开挖沟槽，将涵管吊装到位，再回填土石的方式进行施工。顶管法适用于地形复杂、地下水位高的河段，通过在河岸设置工作坑和接收坑，利用顶管设备将涵管顶入河床的方式进行施工。涵管施工过程中，需要严格控制涵管的位置和高程，确保涵管的稳定性和防渗性。

涵管施工完成后，需要在涵管进出口设置临时拦水堰或闸门，控制水流进入涵管。为了防止涵管淤积和破损，需要在涵管进口设置格栅或沉沙池，拦截漂浮物和泥沙。在涵管出口设置消力池，减缓水流冲击力，防止冲刷。涵管运行期间，需要定期进行检查和清淤，确保涵管的正常运行。

涵管导流施工相对简单，对施工技术和设备要求不高，但导流能力有限，一般只适用于中小型水利水电工程。在导流流量大、施工条件复杂的情况下，涵管导流可能无法满足导流要求，需要与其他导流方式联合使用。涵管导流运行期间，还需要注意涵管的安全和环保问题，防止出现管涌、渗漏等问题，避免对下游水质和生态环境造成影响。

表1 导流施工技术优缺点

二、导流施工技术的应用实例

（一）三峡工程导流施工技术应用

三峡工程导流明渠全长3730米，最大过水流量高达35000立方米每秒。导流明渠采用分段施工的方式，利用多台大型挖掘机和自卸车进行开挖，利用混凝土搅拌车和泵车进行混凝土浇筑。导流隧洞全长1531米，洞径38米，采用钻爆法施工，利用大型全断面掘进机进行开挖，利用环形混凝土衬砌台车进行衬砌。导流隧洞的施工难度极大，需要严格控制开挖线路和断面尺寸，确保隧洞的稳定性和防渗性。三峡工程还采用了多道纵向和横向围堰，分期分段进行导流。围堰采用土石、混凝土、钢筋混凝土等多种材料，利用大型机械设备进行填筑和浇筑。围堰的施工需要根据水文情况和施工进度进行优化设计，确保围堰的稳定性和防渗性。

（二）小浪底水电站导流施工技术应用

小浪底水电站导流明渠全长1173米，最大过水流量为6000立方米每秒。导流明渠采用分段开挖、分层填筑的方式施工，利用大型挖掘机和推土机进行开挖，利用自卸车和平地机进行填筑。导流明渠的断面采用复式结构，内部为浆砌石，外部为混凝土，确保了明渠的稳定性和耐冲刷性。

小浪底水电站导流隧洞全长1003米，洞径18米，采用钻爆法和台阶开挖法施工。导流隧洞的施工难度较大，需要克服地质条件复杂、断层破碎带多等困难。施工中采用了超前支护、锚杆喷射混凝土支护等技术，确保了隧洞的稳定性和防渗性。

小浪底水电站还采用了多道纵向和横向围堰，分期分段进行导流。围堰采用土石、混凝土、钢筋混凝土等多种材料，利用大型机械设备进行填筑和浇筑。围堰的设计和施工需要充分考虑黄河水流和泥沙特性，采取分段围堰、错开施工等措施，确保围堰的稳定性和防渗性。

结语

明渠导流、隧道导流、涵管导流等常用导流施工技术各有特点和适用条件，需要根据工程实际情况进行优化组合。合理运用导流施工技术可以有效提高工程质量，缩短工期，降低成本。随着水利水电工程建设的不断发展，导流施工技术也必将向着智能化、环保化、经济化的方向不断进步和创新。

参考文献：

[1]朱攀攀.水利水电施工中施工导流和围堰技术[J].中国高新科技,2023,(23):134-136.

[2]崔峰.浅谈水利水电工程施工导流及围堰技术[J].四川水泥,2023,(06):167-168+171.