水利水电工程施工中导截流技术的相关研究

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；研究前言第6页共6页 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）平堵法第6页共6页 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DirectX应用最为广泛，OpenGL即OpenGraphicsLib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）工程应用第6页共6页 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。第6页共6页 （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。结语第6页共6页 总之，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期第6页共6页