水利水电工程导截流技术论文

2022-04-13

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《水利水电工程导截流技术论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。【摘要】随着我国社会经济的不断发展,水利水电工程项目建设越来越多,在其施工过程中,导截流是其中比较关键的一个环节。因此,必须解决在施工过程中导截流技术的相关难题,根据闸坝的实际情况,采取相应的解决措施,同时要考虑到闸坝工作人员的安全,以保证工程项目顺利完工。

水利水电工程导截流技术论文 篇1:

水利水电工程施工中导截流技术的相关研究

【摘要】导截流在施工中占有重要地位,假如无法按时完成,河槽内的主体建筑物就无法施工,这将会延误整个建筑物施工,甚至可能拖延工期一年,因此,在施工中常将导截流作为关键性工程,其技术优劣直接关系到工程进展和施工质量。为了保证工程顺利开展,必需要在导截流技术上完成合理的设计和施工。而这就需要设计施工人员要知每一种施工方式,并根据一定的技术标准进行。本文就水利水电工程施工中的导导截流技术进行相关研究。

【关键词】水电水利;导截流技术;施工;研究

前言

导截流工程指的是在施工导流过程中,在完成导流泄水建筑物建设后,抓住最有利时机,迅速截断原河床水流,促使河水经完建的导流泄水建筑物下泄,最后在河床中全面展开主体建筑物的施工。导截流过程一般包括:戗堤进占、龙口裹头及护底、合龙、闭气等四项工作。先在河床的一侧,或者两侧向河床中填筑导截流戗堤,再逐步缩窄河床,称为进占。当戗堤进占到一定程度后,河床就会束窄,进而形成流速较大的泄水缺口,我们称之为龙口。通常采用如抛投大块石、铅丝笼等工程防护措施,来保证龙口两侧堤端和底部的抗冲稳定,封堵龙口的工作叫合龙。当完成合龙以后,龙口段及戗堤本身还会在漏水,因此,就必须在戗堤全线设置防渗措施,这一工作叫闭气。导截流后,对戗堤进一步加高培厚,修筑成设计围堰。同时,在施工中为了保证导截流的成功实施,一定要充分掌握河流的水文、地形、地质等条件,同时还需要进一步掌握导截流过程中水流的变化规律及其影响,做好周密的施工组织,并尽量在狭小的工作面上用较大的施工强度,在较短的时间内完成导截流。

一、截流的方式

从目前的施工技术情况上看,截流的基本方式有两种,即立堵法和平堵法。

(一)立堵法

所谓的立堵法导截流就是把导截流材料从龙口一端,或者两端向中间抛投进占,实现逐渐束窄河床,最终全部拦断的目的。一般而言,立堵法导截流无需架设浮桥,具有准备工作比较简单,造价较低的特点。但其缺点是其在导截流时,水力条件是不利的,龙口单宽流量很大,而出现的流速也比较大,而且水流绕导截流戗堤端部,也会产生强烈的立轴旋涡,这就会在水流分离线附近形成紊流,起结果是河床被冲刷,同时,由于其流速分布不均匀,所以需要抛投单个质量较大的导截流材料。导截流因为工作前线狭窄,其抛投强度会受到很大的限制。

立堵法截流主要是适用于大流量、岩基或覆盖层较薄的岩基河床,如果遇到软基河床那就需要根据实际情况采用护底措施后才能使用。

(二)平堵法

平堵法截流就是沿整个龙口宽度全线抛投,抛投料堆筑体全面上升,直到露出水面。一般而言,这种方法的龙口是部分河宽,也可能是全河宽。所以,合龙前应该在龙口架设浮桥,因为其是沿龙口全宽均匀地抛投,因此,其具有单宽流量较小,出现的流速也较小,需要的单个材料的重量也较轻,抛投强度较大,施工速度快的优点,但其缺点是碍于通航。这种方法在软基河床,河流架桥方便且对通航影响不大的河流上使用比较合适。

二、可视化仿真的技术应用

将仿真所涉及到的数据和信息转化为图形和图像的技术,是可视化仿真中最核心的技术之一。这种技术,在水利工程导截流工程中也得到了较为广泛的使用。

(一)水利水电施工可视化仿真计算结果的三维图形显示

OpenGL和Dir ectX应用最为广泛,OpenGL即Open Graphics Lib的缩写,意思是开放的图形库。OGRE程序是从Root开始执行的,程序通过场景组织器组织整个的渲染过程,节点控制了场景中的所有实体、灯光、视点等的空间位置,O-GRE通过对节点的位置变换,控制了物体的移动、位置变换等工作,灯光的位置、方向的变化则能表现真实的光影效果,视点的移动则使我们能从不同的位置,多个角度地观察仿真中各个实体的即时状态。

(二)工程应用

基于OGRE强大的三维渲染能力,在场景中加入了植被、水流、天空体等实体模型,每个实体模型对应挂接到OGRE坐标系中的三维坐标中的一个结点,并初始化视点和视线方向,同时对场景进行景深处理,实现对工程场地的任意漫游,从而能够充分了解整个施工场地的布置和施工状况。将仿真计算结果数据库中的数据转化为系统可识别的数据组,系统运行时,帧监听模块接受到鼠标、键盘输入的指令,从而控制场景的渲染,实现导截流的戗堤进占过程模拟。通过改变仿真数据的输入,进行多次方案比较,得到不同的可视化结果,以便了解不同施工强度、不同资源消耗配置等方面的实时详细信息。

总之,将可视化仿真技术应用到工程施工导截流中,并基于最新的OGRE图形渲染引擎进行了导截流过程的模拟,能够使研究人员能以更直观和客观的方式发现隐藏在数据中的科学规律,为制定合理的施工组织设计提供科学依据。

三、导截流时间和设计流量的确定

(一)导截流时间的确定

枢纽工程施工控制性进度计划或总进度计划,是导截流时间的确定因素。至于时段选择,通常需要考虑以下原则,在进行全面分析比较后再确定。

(1)尽量在流量较小时导截流,但是需要注意的是,必须全面考虑河道水文特性和导截流应完成的各项控制工程量,充分合理的使用枯水期。(2)对于具有灌溉、供水、通航、过木等特殊要求的河道,就必需要全面兼顾这些要求,尽可能的减少导截流对河道综合利用的影响。(3)有冰冻的河流,通常不在流冰?期导截流,这样才能避免导截流和闭气工作复杂化。当然,如果有特殊情况需要在流冰期导截流时,就需要成立相关的技术小组进行充分论证,同时还需要有周密的安全措施。

根据以上论述,导截流时间必需要按照气候条件、河流水文特征、围堰施工及通航、过木等因素综合分析确定。一般情况是在枯水期初进行,在流量已有显著下降的时候,严寒地区应该尽可能的避开河道流冰及封冻期。

(二)导截流设计流量的确定

某一确定的导截流时间的导截流设计流量就是导截流设计流量,通常般按频率法确定,按照已经选定导截流时段,选择该时段内一定频率的流量作为设计流量,一般而言其导截流设计标准可采用导截流时段重现期5—10年的月或旬平均流量。除频率法外,许多工程也会采用实测资料分析法。如果工程的水文资料系列较长,河道水文特性也比较稳定,暗这种方法可应用。由于可靠预报期较短,预报法通常不能在初设中应用不过在导截流前很有可能根据预报流量进行适当修改。在大型工程导截流设计中,一般是选取一个流量为主,然后再适当的考虑较大、较小流量出现的可能性,接着再用几个流量进行导截流计算和模型试验研究。如果是有深槽和浅滩的河道,如果分流建筑物会布置在浅滩上,那施工组就必需要对导截流的不利条件要进行细致的研究研究。

结语

總之,水利水电工程导截流工程技术是一个较为复杂的体现,需要施工方根据工程的实际需要,在施工中按照施工的标准,严格按照不同的施工方式采取不同的施工策略,保证施工的顺利进行,保证施工的安全有效。

参考文献:

1 肖焕雄,任春秀;三峡工程明渠导截流水力学指标及导截流方式分析[J];中国三峡建设;2002年10期

2 肖焕雄,唐晓阳;江河导截流中混合粒径群体抛投石料稳定性研究[J];水利学报;1994年03期

作者:王秀成 崔玉振 崔晓凡

水利水电工程导截流技术论文 篇2:

水利水电工程施工中导截流技术分析

【摘要】随着我国社会经济的不断发展,水利水电工程项目建设越来越多,在其施工过程中,导截流是其中比较关键的一个环节。因此,必须解决在施工过程中导截流技术的相关难题,根据闸坝的实际情况,采取相应的解决措施,同时要考虑到闸坝工作人员的安全,以保证工程项目顺利完工。

【关键字】水利水电工程;施工技术;导截流技术

1、工程概况

该电站采用低闸坝河床式长尾水渠开发方式,由闸坝和左、右岸防洪堤作为副坝形成水库。坝体坐落在软基上,围堰及基础采用悬挂式防渗墙,主体建筑物为Ⅲ级,相应导流建筑物级别为Ⅴ级,相应设计洪水标准为10~5年一遇洪水,导流设计洪水标准为10年一遇。

2、水利水电工程施工导流方法

2.1施工导流建筑物。导流方式采用已建成的4孔冲沙闸、4孔泄洪闸进行导流。第一阶段由围堰挡水,导流标准为10年一遇,利用左侧已建好的4孔冲砂闸和4孔泄洪闸过流,该时段施工河床右侧12孔泄洪闸、右岸储门槽坝段、上游右岸近坝段防洪堤等。第二阶段由闸门挡水,导流标准为10年一遇全年洪水。

2.2龙口设计。龙口位置位于左侧,根据本工程预进占填筑渣料特性及河床束窄程度,确定龙口宽度为60.0m,龙口进占分三个区:Ⅰ区龙口宽度60m~30m,龙口平均流速3.333m/s~3.730m/s;Ⅱ区龙口宽度30m~10m,龙口平均流速3.765m/s~3.805m/s;Ⅲ区龙口宽度10m~0m,龙口平均流速3.726m/s~0m/s。当龙口合龙时,上游壅高水位为399.01m,龙口下游水位为397.00m,最大瞬时落差为1.88m。戗堤顶部高程定位400.50m。截流合龙后,围堰应继续加高至拦挡,即405.00m高程。龙口抛投料粒径计算如下:

按伊兹巴什公式计算

式中:v—流速;K—稳定系数(取0.90);γs—块石容重(取2.72);γ—水容重(取1.00);d—块石化引为球体的当量直径。

计算结果如表1所示。

表1 截流龙口进占分区及抛投材料量表

2.3上下游围堰施工

导流洞具备过流条件后,由左岸施工道路修建临时道路至上游围堰处,进行上游围堰填筑施工,依据防渗体的不同上游围堰分两期进行施工,第一期堰体填筑至464m高程,开始做C15混凝土心墙;第二期待混凝土完成之后,464m高程以上堰体填筑与混凝土防渗体同时进行。主要施工方法及措施:围堰填筑料源,围堰堰体填筑料源大巴开挖的土石料;黏土料由料场开挖;混凝土采用集中拌制。施工道路,围堰填筑施工道路同截流施工道路,由左岸施工道路修建临时施工道路至围堰基础,利用临时施工道路进行围堰的填筑,逐层进行围堰填筑。

3、水利水电施工截流技术方法

3.1截流材料

截流材料主要为填筑料、粘土闭气料、大块石。戗堤填筑料主要采用临时堆存的大坝开挖料,料场补足;粘土闭气料主要采用料场覆盖层开挖料;大块石从左、右岸石方爆破料中选取,满足截流抛投材料的需要。大坝开挖的填筑料临时堆存在大坝下游处,同时为提高上料强度,预备8月中旬开挖料5000m3,满足戗堤填筑强度的需要。粘土闭气料利用覆盖层开挖料直接上料填筑;选取的大块石临时堆存在左岸戗堤施工平台上,便于抛投,块石大约堆存500m3。戗堤进占按8月多年月平均流量3.19m3/s设计,预进占区分布于左岸,戗堤预进占长度35m,5m宽龙口最大平均流速5m/s,结合戗堤左岸端部开挖,形成一個较大的回车场,道路采用小石和中石以及普通石渣,对外交通道路在截流前加高至463.3m高程,满足戗堤合拢过程中的施工需要,保证交通顺畅。

3.2截流工艺

3.2.1爆破截流施工。如果坝址处于峡谷地区,而且岩石坚硬,交通不便,岸坡陡峻,缺乏运输设备时,可利用定向爆破截流。为了在合龙关键时刻,瞬间抛入龙口大量材料封闭龙口,除了用定向爆破岩石外,还可在河床上预先浇筑巨大的混凝土块体合龙时将其支撑体用爆破法炸断,使块体落入水中,将龙口封闭。但是应当指出,采用爆破截流,虽然可以利用瞬时的巨大抛投强度截断水流,但因瞬间抛投强度很大,材料入水时会产生很大的挤压波,巨大的波浪可能使已修好的戗堤遭到破坏,并会造成下游河道瞬时断流。除此外,定向爆破岩石时,还需校核个别飞石距离,空气冲击波和地震的安全影响距离。

3.2.2下闸截流施工方法。人工泄水道的截流,常在泄水道中预先修建闸墩,最后采用下闸截流.天然河道中,有条件时也可设截流闸,最后下闸截流,三门峡鬼门河泄流道就曾采用这种方式,下闸时最大落差达7.08m,历时30余小时;神门岛泄水道也曾考虑下闸截流,但闸墩在汛期被冲倒,后来改为管柱拦石栅截流。

3.2.3投抛块料截流施工方法。投抛块料截流是目前国内外最常用的截流方法,适用于各种情况,特别适用于大流量、大落差的河道上的截流。该法是在龙口投抛石块或人工块体(混凝土方块、混凝土四面体、铅丝笼、竹笼、柳石枕、串石等)堵截水流,迫使河水经导流建筑物下泄。采用投抛块料截流,按不同的投抛合龙方法,截流可分为平堵、立堵、混合堵三种方法。先在龙口建造浮桥或栈桥,由自卸汽车或其他运输工具运来块料,沿龙口前沿投抛,先下小料,随着流速增加,逐渐投抛大块料,使堆筑戗堤均匀地在水下上升,直至高出水面。一般说来,平堵比立堵法的单宽流量为小,最大流速也小,水流条件较好,可以减小对龙口基床的冲刷。所以特别适用于易冲刷的地基上截流。

结束语

综合上述,由于对水利工程施工的影响因素很多,再加上我国水利工程施工情况与条件过于复杂,其具体的施工难度相对较大,对导截流技术的有效控制直接影响着工程建设的质量与进度。由此而知,导截流工程是整个水利枢纽施工的关键,截流工程的难易程度取决于河道流量、泄水条件;龙口的落差、流速、地形地质条件;材料供应情况及施工方法、施工设备等因素。因此事先必须经过充分的分析研究,采取适当措施,才能保证截流施工中顺利完成导截流任务。

作者:吴阿淳 谢小平

水利水电工程导截流技术论文 篇3:

水利施工中导截流施工技术分析

摘要:随着近些年来我国社会经济持续发展,水利水电工程领域在提升城市面貌、疏通河流航道、防洪防涝和水力发电中发挥着日益重要的作用。伴随着水利水电工程施工领域的发展,相应的施工难度逐渐增加。因此,要通过科学合理的导截流施工,从根本上最大限度的节约了施工成本,加快了施工进度,也为项目于汛前完成导截流目标奠定了坚实的基础,为后期类似工程提供了借鉴经验。下面本文就对此展开探讨。

关键词:水利施工;导截流;施工技术;

1 导截流施工技术利用问题

当前我国水利工程建设过程中截流和导流施工问题主要体现在如下方面: 其一,前期勘察工作存在问题。在截流和导流施工之前必须全面分析地质环境、水文情况,进而为施工方案制定和技术利用打下基础,不过一些施工单位未能做好前期勘察工作,由此造成设计方案缺乏合理性。比如出现水流冲回截流面情况; 其二,施工技术操作不规范。一般情况下,导流截流施工必须考虑到工程量,施工所涉及的环节偏多,要求在施工期间明确分工,合理利用施工方法。然而一些技术人员未能加强技术把控,或者施工单位未能明确施工标准,由此导致水利工程建设后期出现渗漏甚至坍塌情况,严重威胁群众的生命财产安全。

2 水利施工中利用导流施工技术

当前我国水利工程建设规模普遍较大,而一些水利工程施工环境较为复杂,由此造成水利工程施工工期偏长,要求在施工前期对河流水源合理导流,以此避免受到截流面影响导致水位上升威胁农业发展以及城市建设,这就要求施工单位科学制定导流施工措施,切实做好施工安全管理以及防止施工污染问题。具体说来包括以下两个方面。

2.1 导流施工工艺的利用

在水利工程项目建设期间,导流技术的利用十分关键,其主要作用在于通过引流降低截流面压力,并且还能提升水利工程的安全性。在实际施工过程中需要注意以下问题: 首先,要求技术人员具有专业能力。由于水利工程建设前期需要勘察地质和水文条件,然而地下水环境随时变化,要求技术人员具有丰富的经验,合理利用相关仪器和设备勘察水文环境,以此避免出现突发事件; 其次,要保证前期勘察工作质量。这一环节主要是加强数据的采集和分析,并围绕相关数据制定施工方案,合理选择施工材料,最终保证水利工程建设的顺利开展; 最后,根据实际情况选择导流方法,比如一次性导流施工工期较短,而分期导流由于需要分阶段导流施工工期更长。从施工费用角度讲,一次性导流施工所需费用较低,而分期导流由于施工阶段较多,导致成本费用支出偏高,所以多数中小型水利工程会利用施工工期短、费用更低、维护周期较短的一次性导流技术,由此减少管理成本。相比之下,分流导流技术主要用于水压较大的大型水利工程项目当中,可以确保整个项目建设的安全性。此外,如果水流较为湍急,一般会优先选择分流导流技术,要求施工单位结合实际情况进行技术选择。

2.2 导流时段的选择

在导流工程施工期间需要合理选择导流时段,尽管前期施工单位和技术人员对水文地质和气候进行全面勘察,不过在施工期间依然可能受到外界因素的影响。比如施工期间突降大雨导致水位升高,施工流域流量加大,而导流施工难度随之增加,甚至对施工人员安全构成威胁,这就要求在水利工程施工期间密切关注施工区域以及流域周边的天气情况,进而确定河流上游水量,选择更加保险的导流施工技术。需要说明的是,在导流施工的整个过程中都需要开展好排水工作,不仅要考虑到自然因素,还要综合考虑人为、经济等相关因素,将各项因素综合考虑,确保方案的可行性。因此,通常施工单位需要模拟施工情况,在导流项目整体设计过程中确定挡水时间。从该角度讲一般划分为全年挡水以及枯水期挡水,在选择导流方式的过程中主要分析河流水位高低、河流流量大小等因素,如果水位变化幅度较大需要采取围堰的方法解决,而枯水期施工单位可适当降低挡水高度。

3 水利施工中利用截流施工技术

3.1 爆破截流技术

在交通环境不佳、岩层坚硬等条件下施工效果明显,并且在施工期间该技术可对周边岩层和土体造成巨大冲击,以此达到快速合龙的目标和渠道挡水的效果,等水位下降后再让块体投向水中并将龙口封闭。整体看来,该技术所投入人力以及机械设备较少,之后对渗漏区域以及承压能力交叉区域修复即可。不过爆破截流技术依旧存在其缺陷,主要表现为在爆破期间可能会对地质结构稳定性造成影响,还可能破坏周边生态环境,而爆破之后的残留物也会对水体造成污染。通常爆破后的截流面会导致滚石频繁滑落,难以掌握截流方向,所以一般在施工结束后现场恢复难度较大。整体看来,爆破截流技术的利用需要注意以下方面: 第一,是充分考虑周边生态环境,避免出现环境污染问题; 第二,要求在河流下游采取爆破截流技术,以此达到良好的截流效果; 第三,要求施工单位密切关注天气和施工区域降水情况,避免导致渗水强度增大。

3.2 下闸截流技术和施工方法

下闸截流技术是瞬时截流技术的一种,在人工修建的泄水道使用较多,在冲击压力较大的河段中利用下闸截流技术可临时性截断水流,进而释放河流压力,确保在高压环境下顺利施工。施工期间可以把闸墩修在泄水道中,之后可以起到下闸截流作用。

3.3 投抛块料法

尽管该技术在水利工程截流施工中利用较少,不过在地形复杂以及水流较深区域该技术作用十分显著。在施工期间可利用大型石块填充料,在科学计算后对截流区域抛投,所以说关键在于施工单位分析抛投区域实际情况,然后根据合同位置确定抛投范围,该技术利用所需资金较少,不过使用大量填充料也会污染水源,甚至对生态链造成破坏。因此该技术普遍用于小型水利工程或者周边环境已经受到污染的区域。

3.4 立堵截流施工技术

一方面,把截流戗堤建立在和床的一端或者两侧,以此促进河床逐渐变窄。当河床某个时间段出现过水断面需要在龙口位置停止填筑,然后采取加固措施。并且对戗堤进行防冲保护; 另一方面,科学选择堵截时刻,保证戗堤合龙同时要对戗堤进行防护,避免出现渗漏问题。在截流操作过程中主要施工工序为近占、护底、合龙,在此基础上对戗堤进行垫高和垫厚施工,也就是开展围堰施工。截流操作过程中由于无需进行浮桥搭建,所以施工流程得到简化,由此减少了人力物力的投入,可以带来良好的建设效益,目前立堵截流技术在诸多水利工程中得到利用。

3.5 平堵法截流施工技术

该施工技术就是根据龙口宽度进行全线抛投施工,抛投的材料向上移动直到在水体中浮出,需要让浮桥安装到龙口上部,之后进行合龙操作。这种截流技术可沿着龙口宽面均匀抛头,不管是单宽流量还是流速较小情况,单抛少量材料即可,不过对抛头的强度、速度有着较高要求,在操作期间还要求河道两侧不可通行的船舶,以此确保水域的平稳性,避免河道水运受到干扰。在利用平堵法截流施工的过程中不可操之过急,必须根据工程实际特征把握施工流程。

结束语

综上所述,在社会经济发展的过程中,水利工程建设起到了保障群众安全,促进地区农业经济发展作用,为了真正发挥水利工程防洪、灌溉、发电等作用,需要在水利工程建设前期合理利用截流和导流技术,进而全面提升水利工程的稳定性。在施工过程中也需要施工单位制定完善的管理制度,合理进行技术选择,进而延长水利工程的使用年限。

参考文献

[1]章波.实例探析施工导流围堰技术在水利工程中的应用[J]. 建材与装饰,2019,(46):237-238.

[2] 任洪梅.水利水电施工项目中施工导流和围堰技术的运用实践微探[J]. 绿色环保建材,2016,(12):202-203.

[3]陈建文.基于水利水电施工导流及围堰技術分析[J].建材与装饰,2018,(43):284-285.

作者:钱丽

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