水利工程截流施工的相关问题探讨

水利工程截流施工的相关问题探讨

虞杰

浙江省围海建设集团舟山有限公司

摘要：本文针对水利工程截流施工的相关问题，结合工程实例，在简要阐述水利工程截流施工难度的基础上，深入分析了常用的截流方法，并提出截流工程施工过程中水流量的确定。得出在水利工程施工建设中，选择科学合理的截流施工技术，是提升水利工程施工质量和效率关键的结论，希望相关单位有一定帮助。

关键词：水利工程；截流方式；水流量；

引言：截流施工是水利工程施工建设的重中之重，其施工质量直接决定了水利工程能否发挥出应用的作用和功能。但截留具有很强的专业性和技术性，容易受到自然环境、水流量、施工方法等因素的影响，大大增加了施工的难度，需要不断调整设计方案，并制定完善的质量控制措施，才能最大限度上提升水利工程施工质量。但我国对此方面的研究还不够深入，因此，本文基于工程实例，对水利工程截流施工的相关问题做了如下探讨。

1、案例分析

某水利工程，在施工中上游采用了戗堤立堵双向进占，下游采用了戗堤跟进的方法进行截留施工，该工程最大特点是靠近海域，海浪的冲击截流工程造成严重影响，而且截流水的深度比较大，最深出为60m，截流量比较大，约为15000m³/s，但截流的落差相对比较小，在0.78~1.65m之间。由于海水流量比较大，截流封堵多次以后，仍然被冲垮，通过不断调整方案，最后采用成功，值得大力借鉴参考。

2、截流施工的难点

2.1分流量比较大

为改善水利工程分流的条件，就必须不断加大分流量。就案例工程而言，改善分流时需要先确定导流截面尺寸大小，然后根据断面尺寸，确保截流的高度。并在下游进行航道开挖和围堰结构施工，对技术人员的专业性提出了更高的要求。在截流使用中，受到海水冲力的影响，大大增加了开挖的难度，使得上下游航道规模难以达到设计标准，从而影响了截流的落差【1】。

2.2水断面水利条件的转换

在进行案例工程截流施工中，为避免水位落差过大的情况发生，在截流施工方案设计中，水文的最大落差不能超过5m，否则就需要借助单戗堤来进行截流，此种方法实现截流的前提条件是载流量不能太大，否则会起到适得其反的效果。但通过双戗堤、宽戗堤或三戗堤三种方法的结合应用，则可以大幅度分散水位的较大落差，从而实现截流的目的。

2.3投抛物料的稳定性增加

在案例工程截流施工中，投抛物料采用了构架比较大的石料，为切实提升投抛物料大的稳定性，需要在水断面下游的位置设置拦石坎。

3、水利工程中常用的截流方法

3.1戗堤截流法

戗堤截流法截流的原理是在流水中直接抛筑戗堤从而达到截流的目的，此种方法比较适用于流量大、落差大的水流截流中。在龙口处投抛石块和人工块体来堵截水流，通过投抛块料截流，可按照不同的投抛合拢方法，可分为平堵截流、立堵截流、平立混合截流三种方法。此种方法比较适用于截流落差大于3.5m的水流截流中，且力学性能比较好，但造价相对比较高，技术比较复杂，主要应用在重要水利工程施工建设中【2】。立堵截流指的是把截流材料，从两岸向河床抛投进占，逐渐束窄到河道，从而实现截流的目的，但随着戗堤的不断占进，虽然河床逐渐束窄，但龙口的流速则大幅度提升，需要采用较大重量块体，才能满足实际需求；平堵截流法在应用时，需要在河床上搭设浮桥，通过汽车把截流材料运输浮桥山然后抛入水中，直到河道被全部截断；平立混合堵需要提前护固河床，以降低大流量、高落差对截流施工的影响，综合了立堵和平堵的优势，具有良好的应用前景。

3.2瞬时截流法

瞬时截流法包括：定向爆破、下闸截流、预制混凝土体截流等，此种方法可以有效满足落差较大、两侧陡峻的水利工程截流施工中。借助水流的浮力把箱型大框架，浮运到龙口的位置，然后把块石抛填到框架中，增加框架的重力来抵抗浮力，使之逐步下沉，从而达到截流的目的。预制混凝土体法指的是利用岸边竖起的形状和龙口大小相符的混凝凝土体，在进行合拢操作时，炸除临河支撑面，促使混凝土体卧倒在龙口的位置，从而到达瞬间截流的效果。

3.3无戗堤法截流法

无戗堤法截流法指的是采用不修筑戗堤的方法将河道水流截断，常见的有钢板桩格仓、木笼围堰和水力充填等方法。

4、水利工程截流施工中水流量的确定

4.1截流最大块体的确定

在海塘等海里工程截流施工中，截流块体重量小流失比较多，而如果重量比较大则流失比较小。在具体截流过程中，要根据实际情况，从截流的可靠性、经济性、合理性等方面入手，选择科学合理的截流方法。比如：可以利用开挖石渣肥料和少量大石，虽然流失量比较大，但截流效率比较高，而且比较经济适用，不需要特大汽车。如果在海塘截流时，截流的难度比较大，石渣和少量大石难以保证截流效果，则可加大石块尺寸和数量，或者采用较大的混凝土砌块，其重要和规格要根据汽车载重能力进行制定，最大块体计算公式为：

此公式中，Vmax表示该海塘的最大流速，单位为m/s；K表示稳定系数，此系数和截流抛投料形状以及边界条件有关；g表示截流石块的重力加速度，单位为m/s2；r1表示混凝土的容中，N/m3；r表示水的容重，通常取值为1.0，单位为N/m3；D表示混凝土块体折合圆球直径，单位为m；G表示石块体的重量，单位为t。

在具体重量计算中，平堵截流石块的稳定系数为0.84，抗滚动稳定系数为1.2；而对于立堵截流而言，不同抛投方式其稳定性系数也不尽相同，比如：混凝土块体的稳定系数可以在0.68~0.70之间，块石的稳定性系数为0.86，在边坡上稳定性系数在1.02~1.08之间。通常情况下，选择平均K值进行计算，计算得到的块体重量再乘以1.5，就在设计块体的重量。

4.2河流流量的确定

截流流量指的是某段时间内，水断面集聚水流的总量，确保水利工程截流施工能顺利进行，对该水利工程周围的地质条件、水文特点、设计流量等因素进行综合分析，从而为截流流量的设计提供真实有效的参考依据。在设计截流流量时，可采用的方法并非是单一的，可以根据截流工程的特性来选择与之相适的设计方法。就案例工程而言，采用了频率法，有效保证了截流工程施工质量，避免海水冲力造成的影响。具体做法为以河流流量变化频率作为确定截流流量的主要依据，在应用此方面时，要辅以实测材料分析法，通过对现有材料的全面分析，为水利工程截流流量确定提供数据支撑【4】。

4.3水断面的位置和宽度确定

在进行截流工程水断面确定时，要以具体的设计为主要依据，然后根据实际需求，合理调整河流的泄洪总量，但不同影响该区域社会发生和人们生产生活的对水资源的正常需求。水断面通常设置在戗堤的轴线上，而戗堤的轴线是在综合分析河流两岸与河床的地质、河流的水运状况以及河流所处的地形情况下确定的。因此水断面要尽量选择在地理位置比较宽阔的区域，确保水断面的宽度可以满足实际需求。

5、结束语

综上所述，本文结合工程实例，深入分析了水利工程截流施工的相关问题，分析结果表明，截流施工对整个水利工程的施工质量和提升使用寿命等有非常重要的意义，因此，在截流施工中，必须选择与之相适的截流方法，并合理确定截流时间、河流流量、水断面的位置和宽度，才能提升截流施工的质量。

参考文献：

[1]孙全灵.水利工程截流施工技术探讨[J].南方农机，2017，48（4）：178-178.

[2]况中元.水利水电工程截流工程施工技术分析[J].黑龙江水利科技，2016，44（10）：100-101.

[3]陈虎.减小水利枢纽工程截流施工难度措施的探讨[J].黑龙江水利，2017，3（4）：76-78.

[4]曾昭彪.水利工程中的截流工程施工要点探析[J].工程技术：全文版，2016（9）：00234-00234.