二級(jí)水利建造師導(dǎo)流工程

1、2F312000導(dǎo)流工程2F312010導(dǎo)流2F312011掌握導(dǎo)流的基本概念一、施工導(dǎo)流施工導(dǎo)流是指在河床中修筑圍堰圍護(hù)基坑，并將河道中各時(shí)期的上游定樞紐布置、永久建筑物型式、施工程序和施工總進(jìn)度的重要因素。二、導(dǎo)流方案為了解決好施工導(dǎo)流問(wèn)題，必須作好施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)。施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的導(dǎo)流方案。水利水電樞紐工程施工，從開(kāi)工到完建往往不是采用單一的的導(dǎo)流方這種不同導(dǎo)流時(shí)段不同導(dǎo)流方法的組合稱(chēng)為導(dǎo)流方案。三、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)案、確定導(dǎo)流建筑物的主要依據(jù)。施工期可能遇到的洪水，是一個(gè)隨機(jī)事件。如果標(biāo)準(zhǔn)太低，不能保證此，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的確定，應(yīng)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度分析，使所選標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)合理。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)是

2、根據(jù)導(dǎo)流建筑物的保護(hù)對(duì)象、失事后果、使用年限和工程規(guī)模等指標(biāo)，劃分導(dǎo)流建筑物的級(jí)別（級(jí)），再根據(jù)導(dǎo)流建筑物的級(jí)別和類(lèi)型，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度分析，確定相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)。洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定，時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流泄水建筑物封堵后壩體渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)。有些水利工程，當(dāng)所在河段歷年實(shí)測(cè)洪水的水文系列較長(zhǎng)而且比較可流量的。四、導(dǎo)流時(shí)段導(dǎo)流時(shí)段就是按照導(dǎo)流的各個(gè)施工的階段劃分的延續(xù)時(shí)間。導(dǎo)流時(shí)段的劃分，實(shí)際上就是解決主體建筑物在整個(gè)施工過(guò)程中各個(gè)流方案、施工進(jìn)度有關(guān)。土壩、堆石壩、支墩壩一般不允許過(guò)水，因此當(dāng)施工期較長(zhǎng)，而洪水流量。2F312012掌握導(dǎo)流的基本方法一、分段圍堰法導(dǎo)流分段圍堰法導(dǎo)流，也稱(chēng)分期導(dǎo)流，分期束窄河

3、床修建圍堰，保護(hù)主體2F312102-1在流量較大的平原河道或河谷較寬的ft區(qū)河流上修建混凝土壩樞紐時(shí)，宜 采用分期導(dǎo)流。這種導(dǎo)流方式較易滿(mǎn)足通航、過(guò)木、排冰等要求。圖2F312102-1分段圍堰法導(dǎo)流(a)平面圖；(b)下游立視圖；(c)導(dǎo)流底孔縱斷面圖 l一期上游橫向圍堰;2.一期下游橫向圍堰;3.一、二期縱向圍堰預(yù)留缺口;5.導(dǎo)流底孔;6.二期上下游圍堰軸線;7.護(hù)坦;8.封堵閘門(mén)槽工作閘門(mén)槽;10事故閘門(mén)槽;11.已澆筑的混凝土壩體;12.未澆筑的混凝土壩體通過(guò)已建或在建的永久建筑物導(dǎo)流。（一）束窄河床導(dǎo)流階段，特別是一期導(dǎo)流。（二）通過(guò)已完建或未完建的永久建筑物導(dǎo)流通過(guò)建筑物導(dǎo)流的主

4、要方式包括設(shè)置在混凝土壩體中的底孔導(dǎo)流，混凝土壩體上預(yù)留缺口導(dǎo)流、梳齒孔導(dǎo)流，平原河道上的低水頭河床式徑流這種方式多用于分期導(dǎo)流的后期階段。二、全段圍堰法導(dǎo)流游一定的距離，修筑攔河堰體，一次性截?cái)嗪拥?，使河道中的水流?jīng)河床 外修建的臨時(shí)泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又稱(chēng)河床外導(dǎo)流。全段圍 堰法導(dǎo)流一般適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流，按其導(dǎo)流泄水建 筑物的類(lèi)型可分為明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等。在實(shí)際工程中也采 用明渠隧洞等組合方式導(dǎo)流。（一）明渠導(dǎo)流明渠導(dǎo)流（如圖2F312102-2）坑的上下游修建橫向圍堰，河道的水流經(jīng)渠道下泄。這種施工導(dǎo)流方法一般適用于岸坡平緩或有一岸具有較寬的臺(tái)地

5、、埡口或古河道的地形。圖2F312102-2明渠導(dǎo)流水工建筑物軸線2.上游圍堰3.下游圍堰4、導(dǎo)流明渠（二）隧洞導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流(如圖2F312102-3所示)是在河岸邊開(kāi)挖隧洞，在基坑的上下狹窄、兩岸地形陡峻、ft巖堅(jiān)實(shí)的ft區(qū)河流。圖2F312102-3隧洞導(dǎo)流示意圖a.隧洞導(dǎo)流b.隧洞導(dǎo)流并配合底孔宣泄汛期洪水2345溢流壩段， 7.水電站廠房（三）涵管導(dǎo)流涵管導(dǎo)流(如圖2F312102-4所示)是利用涵管進(jìn)行導(dǎo)流。適用于導(dǎo)流流布置在河灘上，灘地高程在枯水位以上。圖2F312102-4涵管導(dǎo)流示意a.平面圖b.上游立視圖上游圍堰2.下游圍堰3.涵管4.壩體2F312013熟悉圍堰的類(lèi)型及施工

6、技術(shù)般屬臨時(shí)性工程，但也常和主體工程結(jié)合而成為永久工程的一部分。一、圍堰的類(lèi)型圍堰按材料分土石圍堰、混凝土圍堰、草土圍堰、木籠圍堰、竹籠圍要滿(mǎn)足一般圍堰的基本要求外，還要滿(mǎn)足堰頂過(guò)水的要求。（一）土石圍堰土石圍堰由土石填筑而成，多用作上下游橫向圍堰。它能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，?duì)基礎(chǔ)適應(yīng)性強(qiáng)，施工工藝簡(jiǎn)單。土石圍堰可做成過(guò)水圍堰，允土石圍堰的防滲結(jié)構(gòu)型式有土質(zhì)心墻和斜墻、混凝土心墻和斜墻、鋼板樁心墻及其它防滲墻結(jié)構(gòu)。（二）混凝土圍堰混凝土圍堰是用常態(tài)混凝土或碾壓混凝土建筑而成。混凝土圍堰宜建采用碾壓混凝土圍堰不僅施工簡(jiǎn)便，工期短，且造價(jià)低。（三）草土圍堰草土圍堰是一種草土混合結(jié)構(gòu)，多用捆草法修建。草

7、土圍堰能就地取 6米，流速小于3m/s，使用期一般不超過(guò)2年的工程。（四）鋼板樁格形圍堰鋼板樁格形圍堰是由一系列彼此相連的格體形成外殼，然后在內(nèi)填以前應(yīng)用并不廣泛。二、選擇圍堰類(lèi)型的基本要求的原則下，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較加以選定。具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和一定的強(qiáng)度。就地取材造價(jià)便宜，構(gòu)造簡(jiǎn)單，修建、拆除和維護(hù)方便。圍堰布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷。引起圍堰失事。三、圍堰堰頂高程的確定堰頂高程的確定，取決于導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量及圍堰的工作條件。（一）下游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：H hh（2F312103-1）dda式中： Hd下游圍堰的堰頂高程，m；hd找出；ha下游水位高程， m

8、；可以直接由原河流水位流量關(guān)系曲線中波浪爬高，m； 過(guò)水圍堰可不予考慮。（二）上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：Hu h z h（2F312103-2）da式中： Hu上游圍堰的堰頂高程，m；z 上下游水位差，m。 2F312103-1必須指出，當(dāng)圍堰要攔蓄一部分水流時(shí)，則堰頂高程應(yīng)通過(guò)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算來(lái)確定?？v向圍堰堰頂高程，要和束窄河段宣泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量時(shí)的水面曲線相游圍堰同高，其下游部分和下游圍堰同。四、圍堰的拆除圍堰是臨時(shí)建筑物，導(dǎo)流任務(wù)完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求拆除，以免影響永久建筑物的施工及運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在采用分段圍堰法導(dǎo)流時(shí)，第一期橫向 圍堰的拆除，如果不合要求，勢(shì)必會(huì)增加上、下游水位差，從而增加

9、截流 工作的難度，增加截流料物的質(zhì)量及數(shù)量。這類(lèi)教訓(xùn)在國(guó)內(nèi)外有不少，如 1.88m1.73m。又如下游圍堰拆除不干凈， 會(huì)抬高尾水位，影響水輪機(jī)的利用水頭，如浙江省富春江水電站曾受此影 響，降低了水輪機(jī)出力，造成不應(yīng)有的損失。土石圍堰相對(duì)來(lái)說(shuō)斷面較大，拆除工作一般是在運(yùn)行期限的最后一個(gè)2F312103-1淹沒(méi)，影響施工。土石圍堰的拆除一般可用挖土機(jī)或爆破開(kāi)挖等方法。2F312103-1（高程：m） 1粘土斜墻；2覆蓋層；3堆渣；4-心墻；5拆除順序鋼板樁格型圍堰的拆除，首先要用抓斗或吸石器將填料清除，然后用意，必須使主體建筑物或其他設(shè)施不受爆破危害。2F312014施工期間，尤其是汛期來(lái)臨時(shí)，

10、圍堰以及基坑在高水頭作用下發(fā)生的險(xiǎn)情主要有漏洞、管涌和漫溢等。一、漏洞基坑在高水頭作用下發(fā)生的險(xiǎn)情主要有漏洞、（一）漏洞產(chǎn)生的原因圖 2F312014-1漏洞險(xiǎn)情示意圖漏洞產(chǎn)生的原因是多方面的，一般說(shuō)來(lái)有：圍堰堰身填土質(zhì)量不好， 在高水位作用下，砂粒流失。是很危險(xiǎn)的。（二）漏洞險(xiǎn)情的判別漏洞險(xiǎn)情的特征2F312014-l漏洞的出口一般發(fā)生在背水坡或堰腳附近。漏洞險(xiǎn)情進(jìn)水口的探測(cè)水面觀察。漏洞形成初期，進(jìn)水口水面有時(shí)難以看到漩渦?？梢栽谒嫔铣芬恍┢∥?，如紙屑、碎草或泡沫塑料碎屑，若發(fā)現(xiàn)這些漂浮物在水面打漩或集中在一處，即表明此處水下有進(jìn)水口。在水面上撤一些漂浮物，如紙屑、碎草或泡沫塑料碎屑，

11、若發(fā)現(xiàn)這些漂浮物在水面打漩或集中在一處，即表明此處水下有進(jìn)水口。投放顏料觀察水色。（三）漏洞險(xiǎn)情的搶護(hù)方法1.塞堵法圖 2F312014-2 軟楔示意圖2F312014-22F312014-2塞堵。在有效控制漏洞險(xiǎn)情的發(fā)展后，還需用粘性土封堵閉氣，或用大塊土工膜、蓬布蓋堵，然后再壓土袋或土枕，直到完全斷流為止。蓋堵法圖2F312014-3復(fù)合土工（1）2F312014-3) 膜排體或蓬布蓋堵。當(dāng)洞口較多且較為集中，逐個(gè)堵1-復(fù)合土工膜；2-縱向土塞費(fèi)時(shí)且易擴(kuò)展成大洞時(shí)，可采用大面積復(fù)合筒(60cm);土工膜排體或蓬布蓋堵，可沿臨水坡肩部位從3-橫向土袋筒(60cm);4- 上往下，順坡鋪蓋洞口

12、，或從船上鋪放，蓋堵筋繩;5-木樁離堤肩較遠(yuǎn)處的漏洞進(jìn)口，然后拋壓土袋或土枕，并拋填粘土，形成前戧截滲，見(jiàn)圖 2F312014-4。（2）就地取材蓋堵。當(dāng)洞口附近流速較小、土質(zhì)松軟或洞口周?chē)延性S多裂縫時(shí)，可就地取材用草簾、葦箔等重疊數(shù)層作為軟簾，也可臨時(shí)順堤坡下滾，把洞口蓋堵嚴(yán)密，再蓋壓土袋，拋填粘土，達(dá)到封堵閉氣。采用蓋堵法搶護(hù)漏洞進(jìn)口，需防止蓋堵初始時(shí)，由于洞內(nèi)斷流，外部水壓力采用蓋堵法搶護(hù)漏洞進(jìn)口，需防止蓋堵初始時(shí)，由于洞內(nèi)斷流，外部水壓力增大，洞口覆蓋物的四周進(jìn)水。因此洞圖 2F312014-4 復(fù)合土工膜排體蓋堵漏洞進(jìn)口漏失敗，洞口擴(kuò)大，將增加再堵的困難。1-多個(gè)漏洞進(jìn)口;2-復(fù)合

13、土工膜戧堤法：當(dāng)?shù)虊闻R水坡漏洞口多而小，且范圍排體;縱向土袋枕;4-橫向土袋枕；又較大時(shí)，在粘土料備料充足的情況下， 5-正在填壓的土袋 ;6-木樁;7-可采用拋粘土填筑前戧或臨水筑月堤的辦法進(jìn)行搶堵。二、管涌（一）搶護(hù)原則臨水堤坡?lián)屪o(hù)管涌險(xiǎn)情的原則應(yīng)是制止涌水帶沙，而留有滲水出路。這樣既可使沙層不再被破壞，又可以降低附近滲水壓力，使險(xiǎn)情得以控制和穩(wěn)定。（二）搶護(hù)方法1.反濾圍井在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井，井內(nèi)同步鋪填反濾料，從多但比較集中的情況。同，反濾圍井可分為以下幾種形式。沙石反濾圍井沙石反濾圍井是搶護(hù)管涌險(xiǎn)情的最常見(jiàn)形式之一。選用不同級(jí)配的反濾料，可用于不同土層的管涌搶險(xiǎn)。在

14、圍井搶筑時(shí)，首先應(yīng)清理圍井范圍 內(nèi)的雜物，并用編織袋或麻袋裝土填筑圍井。然后根據(jù)管涌程度的不同， 采用不同的方式鋪填反濾料：對(duì)管涌口不大、涌水量較小的情況，采用由 細(xì)到粗的順序鋪填反濾料，即先裝細(xì)料，再填過(guò)渡料，最后填粗料，每級(jí) 察其發(fā)展，暫不處理或略抬高圍井水位。管涌險(xiǎn)情基本穩(wěn)定后，在圍井的 適當(dāng)高度插入排水管(塑料管、鋼管和竹管)，使圍井水位適當(dāng)降低，以免 圍井周?chē)俅伟l(fā)生管涌或井壁倒塌。同時(shí)，必須持續(xù)不斷地觀察圍井及周 2F312014-5土工織物反濾圍井礫石)充填，以消殺涌水壓力。3050cm的土為粉沙時(shí)，一定要慎重選用土工織物(針刺型)；若為較粗的圖 2F312014-5 沙石反濾圍

15、井示意圖井內(nèi)水位控制和沙石反濾圍井相同。梢料反濾圍井梢料反濾圍井用梢料代替沙2030cm3040cm圖 2F312014-6 沙石反濾壓蓋示意圖制和沙石反濾圍井相同。2.反濾層壓蓋在堰內(nèi)出現(xiàn)大面積管涌或管涌群時(shí)，如果料源充足，可采用反濾層壓2F312014-6)在搶筑前，先清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的雜物和軟泥，同時(shí)對(duì)其中涌水涌沙較20cm20cm， 最后壓蓋塊石一層，予以保護(hù)。三、漫溢（一）搶護(hù)措施實(shí)際洪水位超過(guò)現(xiàn)有堰頂高程，或風(fēng)浪翻過(guò)堰頂，洪水漫進(jìn)基坑內(nèi)即施防止漫溢的發(fā)生。抓緊洪水到來(lái)之前的寶貴時(shí)間，在堰頂上加筑子堤。首先要因地制宜，迅速明確搶筑子堤的形式、取土地點(diǎn)以及施工路線等，組織人力、物料、機(jī)具

16、，全線不留缺口，完成子堤的搶筑，并加強(qiáng)工程檢查監(jiān)督，確保子堤的施工質(zhì)量，使其能承受水壓，抵御洪水的浸泡和沖刷。堰頂高要超出預(yù)測(cè)推算的最高洪水位，做到子堤不過(guò)水，但從堰身穩(wěn)定考慮，子堤也不宜過(guò)0.51.0m。搶筑各種子堤前應(yīng)徹底清除表面雜物，將表層刨毛，以利新老土層結(jié)合，并在堰軸線開(kāi)挖一20cm30cm（二）子堤的形式子堤的形式大約有以下幾種，可根據(jù)實(shí)際情況確定。1土料子堤現(xiàn)場(chǎng)附近擁有可供選用含水量適當(dāng)?shù)恼承酝粒芍|(zhì)粘土子堤，不得用沼澤腐植土或沙土填筑，要分層0.51.0m，邊坡不現(xiàn)場(chǎng)附近擁有可供選用含水量適當(dāng)?shù)恼承酝粒芍|(zhì)粘土子堤，不得用沼澤腐植土或沙土填筑，要分層圖 2F312014

17、-7 粘性土地剖面示意圖下。土料子堤一般適用于堰頂較寬、取土容易、風(fēng)浪較小的工程。當(dāng)情況緊急，來(lái)不及從遠(yuǎn)處取土?xí)r，堰頂較寬的可就近在背水側(cè)堤肩的浸潤(rùn)線以上部分堤身借土筑堰，見(jiàn)圖2F312014-7時(shí)應(yīng)抓緊修復(fù)。土袋子堤這是抗洪搶險(xiǎn)中最為常用的形式，土袋臨水可起防沖作用，廣泛采用的是土工編織袋，麻袋和草袋亦可，汛期搶險(xiǎn)應(yīng)確保充足的袋料儲(chǔ)備。此法便于近距離裝袋和輸送。為確保子堰的穩(wěn)定，袋內(nèi)不得裝填粉細(xì)圖2F312014-8袋裝土埝剖面沙和稀軟土，因?yàn)樗鼈兊念w粒容易被風(fēng)浪沖刷吸出，宜用粘性土、礫質(zhì)土裝袋。裝袋78的是土工編織袋，麻袋和草袋亦可，汛期搶險(xiǎn)應(yīng)確保充足的袋料儲(chǔ)備。此法便于近距離裝袋和輸送。

18、為確1：0.31：0.51m實(shí)，見(jiàn)圖2F312014-8本高，適用于堰頂較窄，土質(zhì)較差風(fēng)浪較大取土困難的工程。樁柳(樁板)子堤柳枝或蘆葦、秸料等捆成，長(zhǎng)23m20cm左右，柳枝或蘆葦、秸料等捆成，長(zhǎng)23m20cm左右，用鉛絲或麻繩綁扎于樁后(亦可用散柳廂修)，自下10cm圖2F312014-9單排樁柳（木板）子堤示意圖20cm1.0m112F312014-9。當(dāng)搶護(hù)堰頂較窄時(shí)，可用雙排樁柳或木板的子堤，里外兩排樁的凈樁距： 1.5m1.1m18202F312014-10。柳石(土)枕子堤對(duì)取土特別困難而當(dāng)?shù)亓簇S富的搶護(hù)堤段，可搶筑柳石(土)枕埝。160.15m10m0.3m，由若121m0.

19、5m0.5m11.0m1.5m3610cm1.0m1：1。若土2F312014-11。圖2F312014-10雙排樁柳（木板）子圖2F312014-11柳（土枕子堤示意圖2F312020截流2F312021掌握截流基本方法截流工程是指在導(dǎo)流泄水建筑物接近完工時(shí)，即以進(jìn)占方式自?xún)砂痘蛟谟欣麜r(shí)機(jī)，以最短時(shí)間將龍口堵住，截?cái)嗪恿鳌＝亓鬟^(guò)程包括戧堤的進(jìn)占形成龍口、龍口范圍的加固、合龍和閉氣等工作。截流的基本方法有拋投塊料截流、爆破截流、下閘截流，其他還有木籠、鋼板樁、草土、榪槎堰、水力沖填法截流等方法。性質(zhì)，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。一、拋投塊料截流道上的截流。該法是在龍口拋投石塊或人工塊體(混凝土方塊、混

20、凝土四 面體、鉛絲籠、竹籠、柳石枕、串石等)堵截水流，迫使河水經(jīng)導(dǎo)流建筑 物下泄。采用拋投塊料截流，按不同的拋投合龍方法可分為平堵、立堵、混合堵三種。（一）平堵平堵（如圖2F312201-1所示）是先在龍口建造浮橋或棧橋，由自卸汽圖2F312201-1平堵法截流(a)立面圖，(b)橫斷面1一截流戧堤：2一龍口，3一覆蓋層；4一浮橋；5一截流體（二）立堵立堵（如圖2F312201-2所示）是用自卸汽車(chē)或其他運(yùn)輸工具運(yùn)來(lái)拋投料，以端進(jìn)法拋投(從龍口兩端或一端下料)進(jìn)占戧堤，逐漸束窄龍口，直至全部攔斷。立堵在截流過(guò)程中所發(fā)生的最大流速，單寬流量都較大，加以所生成的楔形水流和下游形成的立軸漩渦，對(duì)龍口

21、及龍口下游河床將產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷。因此立堵法截流一般適用于大流量、巖基或覆蓋層較薄的巖立堵法無(wú)需架設(shè)浮橋或棧橋，簡(jiǎn)化了截流準(zhǔn)備工作，因而贏得了時(shí)間，節(jié)約了投資，在許多水利工程(巖質(zhì)河床)廣泛應(yīng)用。（三）混合堵混合堵是采用立堵和平堵相結(jié)合的方法。有先平堵后立堵和先立堵后行護(hù)底工程并抬高龍口底檻高程到一定高度，最后用立堵截?cái)嗪恿?。二、爆破截流在壩址處于峽谷地區(qū)、巖石堅(jiān)硬、岸坡陡峻、交通不便或缺乏運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，可采用定向爆破截流。在合龍時(shí)，為了瞬間拋入龍口大量材料封閉將其支撐體用爆破法炸斷，使塊體落入水中，將龍口封閉。三、下閘截流在泄水道中預(yù)先修建閘墩，最后采用下閘的方式截?cái)嗨?。圖2F312201-2立堵法截流(a)雙向進(jìn)占；(b)單向進(jìn)占1一截流戧堤；2一龍口2F312022一、龍口位置的選擇選擇龍口位置時(shí)要考慮下述一些技術(shù)要求。使截流前河水能較順暢地經(jīng)由龍口下泄。刷放截流材料。二、龍口寬度的確定原則上龍口的寬度應(yīng)盡可能窄些，這樣合龍的工程量就小些，截流的延續(xù)時(shí)間也短些，但以不引起龍口及其下游河床的沖刷為限。為了提高龍口的抗沖能力，減少合龍的工程量，須對(duì)龍口加以保