筑成教育：一級建造師《水利水電工程管理與實務》精講：導流建筑物及基坑排水

1、1F412021圍堰的類型、圍堰分類【18年新增】圍堰類型可分為土石圍堰、混凝土圍堰、鋼板樁圍堰等。不同圍堰形式應符合以下要求:土石圍堰能充分利用當?shù)夭牧?，對地基適應性強，施工工藝簡單，應優(yōu)先采用?；炷羾咭藘?yōu)先選用重力式碾壓混凝土結構。河谷狹窄且地質條件良好的堰址可采用混凝土拱圍堰。在地質條件好、能充分利用天然料和開挖石渣時可采用膠凝砂礫石圍堰、堆石混凝土圍堰。裝配式鋼板樁格形圍堰適用于在巖石地基或混凝土基座上建造，其最大擋水水頭不宜大于30m;打入式鋼板柱圍堰適用于細砂礫石層地基，其最大擋水水頭不宜大于20m。結合當?shù)夭牧戏植肌⒌貐^(qū)環(huán)境和施工特點，低水頭圍堰可采用漿砌石、鋼筋石籠等圍堰類

2、型。對于進/出水口或閘室前緣可采用混凝土疊梁、其他特種鋼圍堰，以及起圍堰作用的預留巖坎(巖塞)等特殊類型。二、圍堰的基本形式及構造【重要】(一)土石圍堰可與截流戧堤結合，可利用開挖棄渣，是應用最廣泛的圍堰形式。防滲結構形式有：斜墻式、斜墻帶水平鋪蓋式、垂直防滲墻式及灌漿帷幕式等。(15年考點)6圖1F412021-1土石圍堰（a）斜墻式；（b）斜墻帶水平鋪蓋式；（c）垂直防滲墻式；（d）灌漿帷幕式1-堆石體;2-黏土斜墻、鋪蓋;3-反濾層;4-護面;5-隔水層;6-覆蓋層;7-垂直防滲墻；8-灌漿帷幕；9-黏土心墻（二）混凝土圍堰（1）混凝土圍堰結構形式有重力式、拱型等形式。（2）宜建在巖石地

3、基上。特點是擋水水頭高，底寬小，抗沖能力大，堰頂可溢流。（3）在分段圍堰法導流施工中，用混凝土澆筑的縱向圍堰可以兩面擋水，而且可與永久建筑物相結合作為壩體或閘室體的一部分。（16年單，土石圍堰也可結合，如小浪底土石圍堰）（三）鋼板樁格形圍堰適用于擋水高度小于1518m，可以建在巖基或非巖基上，也可作過水圍堰用。圖1F412021-3鋼板樁格形圍堰平面形式（a）圓筒形格體；（b）扇形格體；（c）花瓣形格體【例題單選】下列圍堰類型中，可以與永久建筑物相結合并作為其組成部分的是（）。2016】A土石圍堰B草土圍堰C竹籠圍堰D木籠圍堰【答案】A【解析】圍堰是導流工程中的臨時性擋水建筑物，用來圍護施工基

4、坑，保證水工建筑物能在干地施工。在導流任務完成后，若圍堰不能與主體工程結合成為永久工程的一部分，應予以拆除。草土圍堰、木籠圍堰、竹籠圍堰壽命都比較短，因此本題用排除法，最后選土石圍堰。1F412022圍堰布置與設計(18年修改)一、土石圍堰填筑材料土石圍堰按填筑材料可分為均質土圍堰和土石混合圍堰;按堰體防滲體可分為斜墻圍堰、心墻圍堰。其中，土石圍堰填筑材料應符合下列要求:均質土石圍堰填筑材料滲透系數(shù)不宜大于lX10-4cm/s;防滲體土料滲透系數(shù)不宜大于1X10-5cm/so心墻或斜墻土石圍堰堰殼填筑料滲透系數(shù)大于lX10-3cm/s,可采用天然砂卵石或石渣。圍堰堆石體水下部分宜采用軟化系數(shù)值

5、大于0.7的石料。【提示】此處內容教材錯誤，教材是“不宜采用”，根據圍堰設計規(guī)范應是“宜采用”，后期課程會做更正。反濾料和過渡層料優(yōu)先選用滿足級配要求的天然砂礫石料。二、圍堰防滲圍堰基礎處理應滿足強度、滲流、沉降變形等要求，圍堰堰基的防滲處理方案應綜合考慮安全可靠，經濟合理，施工簡單等因素，堰基覆蓋層防滲處理宜采用下列方式:覆蓋層及水深較淺時，可設臨時低圍堰抽水開挖齒槽，或在水下開挖齒槽，修建截水墻防滲。截水墻尺寸必須滿足防滲料及其與基礎接觸面的容許滲透比降要求。根據覆蓋層厚度和組成情況，可比較選用塑性混凝土防滲墻、混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿，瀝青混凝土防滲墻、水泥土攪拌防滲墻、自凝灰漿墻、水

6、泥或黏土水泥灌漿，板樁灌注樁，鋼板樁，防滲土工膜等處理方式。在滿足滲透穩(wěn)定的條件下，位于深厚覆蓋層上的低水頭圍堰，可采用鋪蓋或懸掛式防滲形式。卵石和漂石含量多的地層，不宜采用鋼板樁。h筑成教育/I、HUCHENGEDUId筑成教育AZHUCHENGEDU土石圍堰堰體防滲材料應根據料源情況、堰基防滲形式、施工條件及環(huán)保要求等綜合比選確定。堰體防滲材料選擇應符合下列規(guī)定：在擋水水頭不超過35m時宜優(yōu)先選用土工膜。當?shù)赝亮蟽α控S富，滿足防滲要求，且開工條件較好時，可用做圍堰防滲體材料。采用鋪蓋防滲時，堰基覆蓋層滲透系數(shù)與鋪蓋土料滲透系數(shù)的比值宜大于50，鋪蓋土料滲透系數(shù)宜小于lX10-4cm/s,鋪

7、蓋厚度不宜小于2m。三、士石過水圍堰的防護土石過水圍堰的類型應根據圍堰過水時的水力條件、堰基覆蓋層厚度、圍堰施工工期要求等條件綜合分析確定。對不利的溢流情況，可通過有效措施改善其流態(tài)及上、下游面銜接，并采取下列防護措施:過水前向基坑充水形成水塊;基坑邊坡覆蓋層預先作好反濾壓坡。土石過水圍堰溢流面形式和防沖材料宜進行方案比較;溢流面可根據水力條件，施工條件等因素采用鋼筋石籠、大塊石(串)、合金網石兜或混凝土板等保護，并設置反濾墊層?？稍谘吣_巖基上設重力式鎮(zhèn)墩，也可在堰腳覆蓋層上設置柔性防護結構，保護堰體坡腳和堰后基礎。過水圍堰堰頂橫河向宜做成兩岸高、中間低的斷面形式，并在兩岸接頭處采取防止岸坡沖

8、刷的工程措施，保證過水水流位于主河道，以減少水流對兩岸接頭及堰后的沖刷破壞。四、圍堰穩(wěn)定及堰頂高程土石圍堰、混凝土圍堰與槳砌石圍堰的穩(wěn)定安全系數(shù)應滿足下列要求:土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應滿足表1F412022-1的規(guī)定。重力式混凝土圍堰、漿砌石圍堰采用抗剪斷公式計算時，安全系數(shù)K應不小于3.0,排水失效時，安全系數(shù)K應不小于2.5;采用抗剪強度公式計算時，安全系數(shù)K應不小于1.05。【提示】此處內容教材錯誤，教材是“應小于3.0”，正確應為“應不小于3.0”，后期課程會做更正。土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)表1F412022-1圍堰級別計算方法瑞典圓弧法簡化畢肖普法3級三1.20三1.304級、5級

9、三1.05三1.15不過水圍堰堰頂高程和堰頂安全加高值應符合下列規(guī)定：堰頂高程不低于設計洪水的靜水位與波浪高度及堰頂安全加高值之和，其堰頂安全加高不低于表1F412022-2值。土石圍堰防滲體頂部在設計洪水靜水位以上的加高值：斜墻式防滲體為0.60.8m;心墻式防滲體為0.30.6m。不過水圍堰堰頂安全加高下限值(m)表1F412022-2圍堰類型圍堰級別345土石圍堰0.70.5混凝土圍堰、漿砌石圍堰0.40.31F412023基坑排水技術【必會】一、初期排水排水量的組成：初期排水總量應按圍堰閉氣后的基坑積水量、抽水過程中圍堰及地基滲水量、堰身及基坑覆蓋層中的含水量，以及可能的降水量等組成計

10、算。(17年考點)可能的降水量可采用抽水時段的多年日平均降水量計算。排水量的計算Q二pTn-經驗系數(shù)，一般取n=36。當覆蓋層較厚。滲透系數(shù)較大時取上限。對于土質圍堰或覆蓋層邊坡，其基坑水位下降速度必須控制在允許范圍內。開始排水降速以0.50.8m/d為宜,接近排干時可允許達1.01.5m/d。排水時間大型基坑可采用57d,中型基坑可采用35do二、經常性排水排水量的組成：圍堰和地基在設計水頭的滲流量、覆蓋層中的含水量、排水時降水量及施工棄水量。(16年多)【例題多選】圍堰合龍閉氣后，基坑初期排水總量包括()等?！?017】A.基坑積水量施工棄水量可能的降水量堰身含水量圍堰滲水量【答案】ACD

11、E【解析】初期排水總量應按圍堪閉氣后的基坑積水量、抽水過程中圍堪及地基滲水量、堰身及基坑覆蓋層中的含水量，以及可能的降水量等組成計算。1F412024導流泄水建筑物【18年新增】導流泄水建筑物包括：導流明渠、導流隧洞、導流涵管、導流底孔、壩體預留缺口等臨時建筑物和部分利用的永久泄水建筑物。一、導流明渠導流明渠布置應符合下列規(guī)定:泄量大，工程量小，宜優(yōu)先考慮與永久建筑物結合。彎道少，宜避開滑坡、崩塌體及高邊坡開挖區(qū)。應便于布置進入基坑交通道路。進出口與圍堰接頭應滿足堰基防沖要求。彎道半徑不宜小于3倍明渠底寬，進出口軸線與河道主流方向的夾角宜小于30避免泄洪時對上下游沿岸及施工設施產生沖刷。二、導

12、流隧洞導流隧洞的布置應符合下列要求:洞線應綜合考慮地形、地質、樞紐總布置、水流條件、施工、運行及周邊環(huán)境的影響因素，并通過技術經濟比較選定。導流洞進、出口與上、下游圍堰堰腳的距離應滿足圍堰防沖要求。Id筑成教育HUCHENGEDU與樞紐總布置相協(xié)調。有條件時宜與永久隧洞結合，其結合部分的洞軸線、斷面型式與襯砌結構等應同時滿足永久運行與施工導流要求。導流隧洞布置尚應符合水工隧洞設計規(guī)范SL279-2016的有關規(guī)定。導流隧洞斷面形式應根據水力條件、地質條件、與永久建筑物的結合要求、施工方便等因素確定。斷面尺寸應根據導流流量、截流難度、圍堰規(guī)模和工程投資，經技術校濟比較后確定。導流隧洞彎曲半徑不宜小于5倍洞徑(或洞寬)，轉角不宜大于60，且應在彎段首尾設置直線段。其長度不宜小于5倍洞徑(或洞寬)。高流速有壓隧洞彎曲半輕和轉角宜通過試驗確定。三、導流底孔導流底孔布置應遵循下列原則:宜布置在近河道主流位置。宜與永久泄水建筑物結合布置。壩內導流底孔寬度不宜超過該壩段寬度的一半，并宜騎縫布置。應考慮下閘和封堵施工方便。四、壩體預留缺口混凝土重力壩、拱壩等實體結構在施工過程中可預留壩體缺口與其他導流設施共同泄流高拱壩預留缺口應專門論證其擋水安全性;支墩壩、壩內廠房等非實體結構在封腔前壩體不宜過流，如需過流應復核其結構安全