浅谈对水利施工中导流和混凝土运输技术问题的探讨

 

 

　　[关键词]水利工程；导流技术；运输技术

 

　　中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0201-02

 

　　水利工程的建设条件多是以水而建的，非常容易受到河流环境的影响，水文和地质等因素都会不同程度上限制施工，综合增加了水利工程施工难度。水利工程中导流工作和混凝土运输工作在工程中占据着很重要的地位，必须要采取合适的施工技术，确保水利工程安全的进行。水利工程的施工原则是建立在施工设计之上的，施工单位将施工设计结合科学的施工方案与符合实际的施工技术实现在施工实体中，规划与设计阶段就应当将施工中关键的工作规范化，事先分析工作相关的影响因素和施工技术。 

　　一、 水利工程中导流技术分析 

　　导流：修筑水利水电工程时，为了使水工建筑能够保持在水分相对较低的干地上进行施工工作，采用围堰来保护基坑，并将水流引向预定泄水方向。常见的导流方法有全段围堰法和分段围堰法。水利工程对依靠水域修建，为了创造相对干燥的施工场地，前期使用围堰维护基坑江河道水流按照预定方式，绕过施工现场，通过重构流向导向下游。导流工作的设计，是水利工程中一项十分重要的工作，关系到整个工程的工期，质量，安全度过汛期等，需要在工程设计阶段做好周密的安排。 

　　导流工程在设计阶段主要需要考虑以下问题：第一、掌握施工现场周围河流等水体的水文特征，并且做好施工地点周边气候，地形，地质等基本的环境检测计量；第二、设计与选定合适的导流时间，确定导流工作的生效指标，提前计算出导流流量，合适的导流方式，并且还要考虑导流工程所影响的施工建筑；第三、拟定导流流径，模拟规划导流顺序，事先做好围堰拆除及封堵导流建筑的施工方法；第四、制定河流汛期基坑排水的措施。导流工作受到多种因素的影响与制约，一个相对完整的施工方案，需要通过科学的手段实地考察与分析，在通过多方案的综合比较，反复论证施工重点问题，再确定最后的施工计划。 

　　从河床的角度来看，导流方式从大体上可以分为河床外导流和河床内导流。河床外导流使用围堰一次性阻断河床，让河水通过河床外的导流设施顺利流向下游方向；而河床内导流则是用围堰先后分段围堵部分河床，河水通过未围堵的窄束部分地沿河床导走，也可以叫做分期分段导流。按照导流工作泄水建筑类型分，又可以分为明渠导流，隧道导流，涵洞，坝体底孔，梳齿，缺口过流，涵管导流等导流方式。涵洞导流一般适用于中小型水利工程的建设，导流流量相对较小，施工成本也相对较低；底孔导流适用于混凝土水坝等，水流通过坝体底部设置的临时导流孔，或根据实际需要设置永久导流孔，水流通过导流孔导入下游方向；梳齿导流则是通过水坝坝体下不梳齿状缺口导流，适用于导流流量相对较大的导流工作，特点是随着霸体施工进行，分段对梳齿缺口的高度进行调整与封堵，也是分段导流的一种方式；涵管导流是利用涵管的导流方法，适用于导流流量小的工程，也可以用来做枯水期的导流工作，大大降低了导流的施工难度。 

　　导流方式的选择需要考虑以下几个方面的因素： 

　　1. 水文条件；也就是水流量大小，汛期和枯水期，水位等因素。例如水流水位变化较剧烈，可以采用过水围堰，水流量小或者枯水期可以采用涵管导流。 

　　2. 地形条件；也就是河床宽度，河床走向。根据该因素选择采取分段导流还是河床外导流，例如在河床宽度过窄是，明渠导流会更好。 

　　3. 尽量利用永久水工建筑；如导流涵洞与泄洪涵洞共同工作，围堰和已有霸体共同工作等。 

　　4. 满足施工期航道通畅；最基本的过水和灌溉不应收到工程影响。 

　　按照一般的水利工程施工顺序来分析，导流工作的顺序一般是：根据实地情况确定合理的导流方案，对于该方案后续分析其在工程中的经济效益指标等；在导流工作初步设计方案之上，施工人员结合工程多项指标综合拟定最终的工作流程及所需条件。在施工人员对导流工作流程具体分析过程中，通常需要分析施工风险并指定多套工作计划，来应对实地施工过程中可能遇到的问题。以水利大坝工程为例，这类水利工程中导流工作多选择分期导流计划，分期导流设计考虑到水坝工程的施工分段，详细分析各分段的施工要点和导流时间点，还要考虑导流的周边问题，如围堰等。施工人员在确定后期导流建设完成后，还需要更加深入的观察和研究，如果是一次性阻断动作，施工就要考虑到施工技术与施工位置的协调性，根据不同的实际情况，导流又分为：涵管、明渠、暗渠和渡槽等。导流工作选择了合适的导流方式，水流控制也是导流工作的重点之一，水流量是否可能过大而导致基坑淹没，是否需要采用围堰对导流进行辅助。中后期的导流工作主要是针对拦洪度汛，主要分为两个阶段：坝体高度超过了围堰的高度，导致导流建筑封堵，是临时挡水度汛阶段；霸体高度超过围堰高度，永久泄洪建筑完成，是蓄水阶段。详细的度汛措施有：1.混凝土坝度汛。该方法可能影响到整个工程的进度，汛前可抢修坝体到拦洪高度以上。2.土坝度汛措施。临时断面阻挡水流度汛，该方法应用相对广泛，施工建筑相对较少，有效降低防汛工作的难度。3.过水度汛。 

　　通过研究与分析，在施工设计中找到不合理的工作安排并予以排除，再确定更加完善细致的导流工作方案，这样的方案更加科学，在施工方面也能尽可能避免事故发生。具体的施工方案确定原则有：第一、合理节约性。导流工程的费用是导流方案首先要考虑的问题，既要保证导流工程的顺利完成与正常工作，也要尽可能减少不必要的消耗，以保证最大化工程收益；第二、施工技术合理性。由于导流工程需要一定的技术分析，这就要求导流工程的技术要符合实际情况，施工现场施工人员的工作负荷也是技术适应度的表现之一，要保证导流效果，更要保证人员安全；第三、设备安全性。导流工程对于整个水利工程的安全有很大影响，为了整个工程顺利完工，导流工程的设备需要定期保养与维护，避免因为设备突发状况延误工期，甚至对工程安全造成威胁；第四、施工进度合理性。施工工期对于工程效率有严格的要求，这对于导流工程的效率也有约束，所以在导流方案确定时就要将工期因素考虑在内，确保导流效率完全能够满足工程进度；第五、环境保护原则。水利工程的工作环境特殊，对于水体和周边环境的保护也是工程设计需要注意的方面，导流工程由于可能改变周边水文和地理结构，故在导流方案设计时要将导流路径结合实地因素综合考察，确保工程对环境的影响最小化。

 

　　另外，需要说明的是，施工人员在确定导流方案时尽可能采用实地模拟法，既要做好定量的分析，也要做好定性的分析，高拟合度的分析过程通过总结更能保证导流方案的科学性，这对工程的进度，质量和经济效益等方面都有重要作用。导流方案的确定要综合多种因素，总之要以工程施工原则为主，保证工程安全与经济效益。导流设计标準是导流工程设计中的重要问题，所谓导流设计标準就是对导流工作所采用的流量统计数据作出相关规定，使得实际导流工作有标準可以依靠，规范化导流工作，保证导流工作的安全运行和导流效率。总体要求是：初期导流工作对于洪水的防范要求可以低一些，但是仍需要作出防洪的预警方案；中后期的防洪意识需要进一步加强，考虑到水利工程中后期对于水文环境的影响，导流设计需要考虑到更高要求的防洪方案，同时导流设计工作中，也要将导流建筑施工方案计划在内，导流建筑对于施工的整体影响和导流建筑的建筑级别，都是导流方案确立需要考虑的重要因素。

二、 水利工程中混凝土运输方案分析 

　　混凝土运输工程中根据运输料种类可以分为：普通混凝土或钢筋混凝土，预制力混凝土。混凝土自从搅拌机中卸出后，需要及时运输到灌注点进行灌注，为了保证混凝土的使用质量，下面作出对混凝土运输的基本要求： 

　　1. 运输过程首先要保证混凝土的均匀性，避免离析、泌水、砂浆流失等现象。 

　　2. 运输过程尽量要短，保证在4914混凝土初凝之前完成灌注工作，也就是说混凝土从搅拌机卸出后停留时间不宜过长。 

　　3. 混凝土运输工具倾斜时，骨料重力大于粘聚力，会出现砂浆分离。但倾斜高度大于两米时，砂浆分离现象最为明显，严重离析现象将导致混凝土性能严重下降。相应的预防措施可以降低卸料高度，或者采用滑槽等工具帮助混凝土的卸下。 

　　4. 道路平坦，距离要短。仍须保证混凝土即混即用，减少混凝土转运次数。 

　　混凝土运输是搅拌与使用的中间必要环节，直接影响到混凝土在使用时的性能与质量，也会影响到水利工程施工质量。施工现场场外运输，混凝土从搅拌站到施工现场，需要用到翻斗车或专业的混凝土搅拌运输车。施工现场场内运输，将施工现场搅拌好的混凝土分配到灌注工地，通常采用的是人力推车，搭配塔吊或吊车使用；机动小型翻斗，适合在复杂的施工现场穿梭，运输量稍大于手推车，速度也相对较快；起重机与吊斗运输，直接的灌注运输过程，结合混凝土浇灌泵一同使用，可以将混凝土尽快的灌注到所需建筑内，大大缩短了运输时间，但是需要设备支持。混凝土的运输工具还需要具备不吸水，不漏浆的特点，且运输速度需要一定的保证，气温因素也是运输过程中需要考虑的问题。例如，在夏天平均气温高于25摄氏度时，运输时间在90分钟内可以保证混凝土强度等级小于等于C30；春秋季节施工时，气温低于25摄氏度时，要保证运输时间小于120分钟。 

　　水利工程中导流工作多依靠混凝土，考虑到水利工程施工环境的特殊性，混凝土的运输方案与工程质量也有很大关系。混凝土的运输就是指将水利工程施工过程中所需要的建设用混凝土从混拌地点运送到建设所需地点。从空间角度分析，混凝土运输分为垂直运输和水平运输两种。垂直运输简单来说就是利用吊车或是塔式起重机将混凝土运输到不同的高度，水平运输就是通过车辆或者水平运输皮带机将混凝土从供给点运到需求点。不管何种运输方式，可能用到的运输工具有：缆索起重机，塔式起重机，吊车，螺旋供给运输车等各种运输重型机械。 

　　汽车运输混凝土的方式在水平运输过程中十分常见，在供给点与需求点相距较远时，汽车运输较为快捷方便，当然可以考虑铁路和水陆，为保证工程消耗尽量避免长距离运输模式。当然，汽车运输方式也有限制，为了使混凝土保证质量，运输质量不宜过长，路面的平整度也需要加以控制，防止混凝土在颠簸中产生分离现象，从而影响使用质量。也可以根据实际需要，如果供给点与需求点距离不能满足上述要求，可以选用螺旋式搅拌运输机械。常见的混凝土搅拌运输车可以在运行过程中对混凝土进行搅拌，防止混凝土因为长距离运输而产生密度不均匀等问题。 

　　混凝土运输过程中需要掌握的一般性要求与原则有：第一、保质性。确保运输过程不会导致混凝土主要性质发生变化，如匀质性，避免离析现象，导致运输到灌注地点时稠度过高难以灌注或是凝固性能不均匀，这些问题都会严重影响水利工程的质量；第二、独立性。混凝土的运输路线往往会穿过其他施工现场，而混凝土运输车辆相对较大，这就要求运输路线的选择尽可能不影响其他施工，保证整体的施工进度一致；第三、安全性。由于混凝土运输设备在灌注点执行灌注工作时，难免有溢出的混凝土附着在车辆或者罐体表面，不及时的清除会在车体上产生固化，当该车辆来往于普通路面时由于颠簸，固化的混凝土掉落很可能影响到行车安全，在施工现场坠落也可能造成人员或者设备的伤害，所以及时对混凝土运输车清理，保证运输的安全性。在实际的工程中，也能总结出不少经验，比如混凝土在施工现场卸载或者灌注时，要保证卸载高度低于两米，高于两米的卸载对混凝土硬度消耗过大；还有就是灌注口尽量保持竖直，这样对于混凝土均匀灌注有所帮助。 

　　三、 总结语 

　　总而言之，水利工程需要注意的内容还有很多，而导流工程与混凝土运输工程相对更加重要，这两项工作对于技术的要求也更高，对于工程整体的完成质量也有重要作用。要想提高导流和运输工作的质量，首先要从设计阶段下功夫，确定合理的导流方案和运输方案，将是导流与运输工作高效完成的基础，其次是注意施工现场的管理与监督，对于设备的检测与保养，为工程实施提供安全可靠的技术设备支持，另外对于施工人员的管理与培训也是必要的，施工人员的水平与施工技术的采用要相适应，这样才能保证工程高质量的完成。最后，施工单位也应当在施工过程中总结经验，组建高水平的施工团队，积极研究导流与混凝土运输技术，保证工程安全施工，高质量施工。水利工程的质量取决于施工方案合理性和施工人员技术水平，认真做好施工工序的每一个环节，严格监管，提高施工人员素质与责任心，才能全面保证工程质量。