施工导流与截流培训讲义

第九章施施工导导流与截截流第一节施工导流流的方法法一、施工导流流方法（（导流方方式）大大体上分分为：两种基本本方式：：全段围围堰法和和分段围围堰法一种辅助助方式：：淹没基基坑一种特殊殊方式：：滩地法法基本方法法一、全段段围堰法法导流：：（一次次拦断法法或河床床外导流流）1、特点：：主河道道被全段段围堰一一次拦断断，水流流被导向向旁侧的的泄水建建筑物。。2、适用条条件：河河床狭窄窄，基坑坑工作面面不大，，水深，，流急，，和由于于覆盖层层较深难难于候筑筑纵向围围堰实现现分期导导流的地地方。3、按泄水水建筑物物的不同同，又可可分为：：隧洞导流、明渠导流、涵管导流、渡槽导流二、分段围堰堰法（分期围围堰法，或河河内导流）——分期导流1、用围堰将水水工建筑物分分段分期围护护起来进行施施工的方法。。分段：从空间间上用围堰将将拟建的水工工建筑物圈围围成若干施工工段。分期：从时间间上将导流分分为若干时期期。2、适用：流量量很大的平原原河道或沙谷谷较宽的山区区河流上修建建混凝土坝枢枢纽。3、根据不同时时期泄水道的的特点：分期期导流方式包包括：束窄河河床导流和通通过已完建或或未完建的永永久建筑物导导流（底孔、、缺口）梳齿齿孔、厂房。。1）导流底孔：利用设置在砼砼坝体内的永永久底孔或临临时底孔为泄泄水道。优点：挡水建建筑物的施工工可以不受干干扰，有利于于施工缺点：使用钢钢材增加，坝坝体整体性受受到影响2）缺口导流：当导流底孔的的泄露水能力力不够，致使使围堰高度过过大时，可在在砼坝体上预预留缺口，作作为洪水期的的临水泄水通通道。第二节施工导流的布布置一、明渠导流流方案的布置置优点：泄流量量大，有利于于通航，施工工速度快1、导流明渠布布置要求：保证水水流通畅，泄泄水安全，施施工方便，工工程量最小注意问题：1）尽量利用地地形2）明渠轴线应应顺直，以使使渠内水流顺顺畅，平稳3）注意渠内水水面对基坑的的渗透透问题题及出口消能能问题4）考虑与永久久明渠的结合合（引水渠、、尾水渠）5）考虑明渠挖挖方的利用6）考虑防冲及及封堵问题2、导流明渠断断面设计：断面大小，允允许流速，衬衬砌方式（糙糙率n）断面型式：梯梯形、矩形（（窄深式、宽宽浅式）二、隧洞导流流方案（一）平面布布置：指隧洞路线选选择，特别注意地质质条件和水力力条件选择原则1、应将隧洞布布置在完整，，新鲜的岩层层中2、利用坎坝附附近的有利地地形，尽量使使隧洞布置在在路线顺直3、对在有压隧隧洞的转弯处处，转弯半径径应大于5倍洞宽，转折折角≤60°对高流速无压压隧洞应避免免转弯4、进出口与河河床主流流向向的交角不宜宜太大5、同一岸双线线隧洞岩壁厚厚应≥两倍洞径6、进出口距上上、下游围堰堰坡脚应有足足够的距离（二）进出水水高程与断面面型式1、进口高程：：枯水位以下下1.0～1.5m出口高程：齐齐平或略高于于河床进洞处顶部岩岩厚通常1～3倍洞径2、底坡：有压压隧洞i=1～3‰；无压隧洞，取取决于水力计计算3、断面型式：：取决于地质质条件及设计计流态城门洞形：岩岩性较好，通通航的要求，，底部过水面面积大，施工工方便圆形：岩性较较差，水头较较高，内外压压力均较大时时采用马蹄形：岩性性差，垂直岩岩压力大，侧侧向山岩压力力小时采用（三）导流隧隧洞的水力计计算目的：确定上上游壅水位与与隧洞断面尺尺寸，估算遂遂洞的泄水能能力计算步骤1、根据枢纽工工程规模、效效益和在国民民经济中的重重要性查出工工程等级及临临时建筑物级级别来选定洪洪水标准→查水文资料（（导流设计洪洪水标准）导导流设计流量量2、根据导流设设计流量，查查水位流量关关系曲线，设设下游水位H下3、初选洞型及及衬砌方式，，设出V允，假设隧洞的断面面积，先取3个4、按工式估算算出上下游水水位差。算出出上游围堰工工程量，经经经济比较，选选定隧洞断面面积，型式。。5、选定隧洞的的进出口型式式，坡度，衬砌方式式。6、用试算的方方式计算出上上游壅水位与与下泄流量关关系曲线设出出设计导流量量所对应的上上游壅水位，，截流设计流流量上游壅水水位三、分段围堰堰导流方案的的布置与水力力计算1、分段施工程程序：施工顺顺序，先围哪哪一岸？考虑：交通、、地质、地形形条件、水力力条件、使用用要求2、河床束窄程程度：先围多多少？——纵向围堰的位位置3、分段导流的的水力计算：确定上游水位位的壅高及收收缩段的流速速。四、导流底孔孔与缺口的布布置1、高程、位置、、尺寸、数目目的确定2、考虑因素：导导流、封堵、、施工、安全全等方面第三节导导流设计流量量的确定一、导流设计计标准的选择择方法1、重现期法2、典型水文年年法导流设计洪水水标准的确定定，实际上就就是要在经济济性与新卓越越风险峰大小小之间加以抉抉择二、导流时段段的划分：实实质是解决在在施工阶段逐逐年来水的下下泄方式。1、导流程序：：在工程施工工过程中的不不同阶段，可可以导用不同同类型和规模模的挡水建筑筑物与泄水建建筑物的这些些不同导流方方法组合的顺顺序。2、导流时段：：按导流程序序划分的各施施工阶段的延延续时间——挡水时段、施施工时段。3、导流时原划划分考虑因素素：河道水文文特征，枢纽纽类型、导流流方式、施工工总进度及工工期等。划分导流时段段的基本依据据是从施工角角度对全年流流量变化过程程线所划分的的水文时段。。第四节导流流方案的选择择导流方案：不不同导流时段段所采用的不不同导流方法法的组合一、影响导流流方案的因素素1、水文气象：：河谷宽、流量量大、施工期期长、有通航航要求——分段围堰导流流。河道窄、流量量小、无通航航要求——全段围堰导流流。2、地形：河谷谷形状系数：：K——针对混凝土坝坝K<4.0，α<5500m3/s——隧洞导流K=4.0～6.5——结合其它因素素分析K=6.5，α>5500m3/s，分期导流3、地质与水文文地质：岩石性质、地地下水埋藏状状况。4、水工建筑物物的结构特征征和枢纽布置置：土坝、土石坝坝、堆石坝：不用过水围堰堰。高土石坝：不用分段导流流方案。砼坝：分段导流。5、施工进度、、施工方法及及施工场地布布置6、河流的综合合利用：通航航、发电、灌灌溉、渠道供供水、及渔业业第五节围堰工程1、围堰——临时性水工建建筑物。2、作用——围护河床中基基坑、保证水水工建筑物施施工在干地上上进行。3、特点：1、工期短2、水下施工，，质量不易保保证3、需拆除。一、类型1、按材料分：土土石围堰、砼砼围堰、钢板板桩格型围堰堰、木笼围堰堰、草土围堰堰。2、按与水流的相相对位置分：：横向围堰、、纵向围堰。。3、按导流期间基基坑是否允许许淹没（过水水）水分：过过水围堰、不过水围堰。。4、按施工期划分分：一期围堰堰、二期围堰堰等组合方式式对围堰命名名。二、围堰的平平面布置：外外形轮廓、堰堰内空间。1、要求：1）围堰与水流流的作用即不不影响泄流能能力又不能对对围堰产生过过大冲刷。2）不影响基坑坑开挖和主体体建筑物施工工。分段围堰——上下游围堰一一般不与河床床中心线垂直直——使水流顺畅。。全段围堰——围堰与主河道道垂直——减少工程量2、堰顶高程的的确定横向围堰堰顶顶高程：H=h+hw+gH——上游或下游围围堰的顶部高高程h——围堰挡水的静静水位hw——波浪高度g——围堰的安全超超高二、围堰型式式的选择1、土石围堰：与土石坝相似似。就地取材、机机械化施工、、拆除方便。。1）材料：堰壳：各类石石碴、砂卵石石防渗体：粘土土、土壤、风风化砂反滤料：砂卵卵石或砾石，，用粒径略加加控制的1～2层，砂砾、石石混合料做过过滤带2）断面型式：：斜墙式：防滤滤体与堰壳施施工干扰小。。心墙式：水下下施工特点——土料固结慢、、抗剪强度低低。3）围堰拆除：：不能用过大大块石、砼大大块体、钻丝丝笼等材料填填筑——影响后期截流流及水库运行行。2、砼围堰1）抗冲及抗渗透透能力强、断断面尺寸小，，易于和永久久砼建筑物相相连接，必要要时允许过水水。2）型式：拱型、、半圆形、圆圆筒型、重力力式（纵向围围堰）。第六节截流工程1、截流：拦截河河水、使水流流经泄水建筑筑物下泄。2、截流过程：进进占、护底及及裹头、合龙龙、闭气。进占：在河床床的一侧面或或两侧面向河河床抛填截流流流材料、束束窄河床。护底及裹头：：对河床及龙龙口戗堤端部部进行防冲加加固。合龙：封堵龙龙口，使戗堤堤合龙。闭气：在戗堤堤迎水面设置置防渗设施。。一、截流的方方式1、立堵法截流流：将截流材材料从龙口一一端向另一端端或两端向中中间抛投进占占，逐渐束窄窄龙口直到全全部拦断。特点：水力条件不利（合合龙过程中所所出现的最大大流速比平堵堵大）所需截截流材料粒径径大，易造成成对河床冲刷刷，对河床护护底要求高，，准备工作简简单，造价低低。适用：（1）岩基或覆盖盖层较薄的岩岩基河床。（2）河床采用适适当的护底措措施。2、平堵法截流流：沾龙口全全线均匀地逐逐层抛投截流流材料，直至至抛石堆体高高出水面将河河道水流截断断为止。特点：单宽流流量小，流速速小，抛投材材料粒径及重重量小，戗堤堤工程量小，，抛投强度大大，施工速度度快，对龙口口护底要求不不高，费用昂昂贵，技术复复杂。适用：平原软软基河流。3、其它截流方方式（1）爆破截流、定向爆破截流流：岩石坚硬，岸坡陡峻。爆破砼预制体体截流。（2）下闸截流——人工泄水道。。（3）浮运沉箱或或沉船法截流流——海口工程。二、截流日期期及设计流量量1、截流时间的的选定。1）截流年份：：根据枢纽工工程施工控制制性进度计划划或总进度计计划决定。2）截流时段：：A、全面考虑河道道水文特性和和截流前后应应完成的各项项控制性工程程要求，合理理使用枯水期期的前提下尽尽可能在流量量较小时截流流。B、兼顾通航、灌灌溉、供水、、过木要求，，尽量使截流流对河道综合合利用的影响响最小。C、有冰情的河道道，不宜在流流冰期进行截截流，以避免免截流和闭气气工作的复杂杂化或失败。。2、截流设计流流量的确定方法：频率法法（重现期法法）即在根据据已选定的截截流时段，采采用该时段内内一定频率的的某种特征流流量值（旬平平均，或月平平均流量）作作为设计流量量。对大型工程截截流：通常以以选取一个流流量为主，并并考虑较大，，较小流量出出现的可能性性，用几个流流量进行截流流计算和模型型试验研究。。三、龙口位置置与宽度选择择1、位置：地质质、地形条件件及水力条件件。A、地质条件：河河床抗冲能力力强的地方。。B、地形条件：没没有顺流向陡陡坡和深坑，，底部基岩面面粗糙，参差差不齐的地方方，龙口周围围有宽阔的场场地。C、水力条件：设设置在正对主主流处——通航2、宽度A、有通般要求——着重考虑通航航要求。B、根据水力