施工導流與截流培訓講義

第九章施施工導導流與截截流第一節(jié)施工導流流的方法法一、施工導流流方法（（導流方方式）大大體上分分為：兩種基本本方式：：全段圍圍堰法和和分段圍圍堰法一種輔助助方式：：淹沒基基坑一種特殊殊方式：：灘地法法基本方法法一、全段段圍堰法法導流：：（一次次攔斷法法或河床床外導流流）1、特點：：主河道道被全段段圍堰一一次攔斷斷，水流流被導向向旁側的的泄水建建筑物。。2、適用條條件：河河床狹窄窄，基坑坑工作面面不大，，水深，，流急，，和由于于覆蓋層層較深難難于候筑筑縱向圍圍堰實現(xiàn)現(xiàn)分期導導流的地地方。3、按泄水水建筑物物的不同同，又可可分為：：隧洞導流、明渠導流、涵管導流、渡槽導流二、分段圍堰堰法（分期圍圍堰法，或河河內導流）——分期導流1、用圍堰將水水工建筑物分分段分期圍護護起來進行施施工的方法。。分段：從空間間上用圍堰將將擬建的水工工建筑物圈圍圍成若干施工工段。分期：從時間間上將導流分分為若干時期期。2、適用：流量量很大的平原原河道或沙谷谷較寬的山區(qū)區(qū)河流上修建建混凝土壩樞樞紐。3、根據(jù)不同時時期泄水道的的特點：分期期導流方式包包括：束窄河河床導流和通通過已完建或或未完建的永永久建筑物導導流（底孔、、缺口）梳齒齒孔、廠房。。1）導流底孔：利用設置在砼砼壩體內的永永久底孔或臨臨時底孔為泄泄水道。優(yōu)點：擋水建建筑物的施工工可以不受干干擾，有利于于施工缺點：使用鋼鋼材增加，壩壩體整體性受受到影響2）缺口導流：當導流底孔的的泄露水能力力不夠，致使使圍堰高度過過大時，可在在砼壩體上預預留缺口，作作為洪水期的的臨水泄水通通道。第二節(jié)施工導流的布布置一、明渠導流流方案的布置置優(yōu)點：泄流量量大，有利于于通航，施工工速度快1、導流明渠布布置要求：保證水水流通暢，泄泄水安全，施施工方便，工工程量最小注意問題：1）盡量利用地地形2）明渠軸線應應順直，以使使渠內水流順順暢，平穩(wěn)3）注意渠內水水面對基坑的的滲透透問題題及出口消能能問題4）考慮與永久久明渠的結合合（引水渠、、尾水渠）5）考慮明渠挖挖方的利用6）考慮防沖及及封堵問題2、導流明渠斷斷面設計：斷面大小，允允許流速，襯襯砌方式（糙糙率n）斷面型式：梯梯形、矩形（（窄深式、寬寬淺式）二、隧洞導流流方案（一）平面布布置：指隧洞路線選選擇，特別注意地質質條件和水力力條件選擇原則1、應將隧洞布布置在完整，，新鮮的巖層層中2、利用坎壩附附近的有利地地形，盡量使使隧洞布置在在路線順直3、對在有壓隧隧洞的轉彎處處，轉彎半徑徑應大于5倍洞寬，轉折折角≤60°對高流速無壓壓隧洞應避免免轉彎4、進出口與河河床主流流向向的交角不宜宜太大5、同一岸雙線線隧洞巖壁厚厚應≥兩倍洞徑6、進出口距上上、下游圍堰堰坡腳應有足足夠的距離（二）進出水水高程與斷面面型式1、進口高程：：枯水位以下下1.0～1.5m出口高程：齊齊平或略高于于河床進洞處頂部巖巖厚通常1～3倍洞徑2、底坡：有壓壓隧洞i=1～3‰；無壓隧洞，取取決于水力計計算3、斷面型式：：取決于地質質條件及設計計流態(tài)城門洞形：巖巖性較好，通通航的要求，，底部過水面面積大，施工工方便圓形：巖性較較差，水頭較較高，內外壓壓力均較大時時采用馬蹄形：巖性性差，垂直巖巖壓力大，側側向山巖壓力力小時采用（三）導流隧隧洞的水力計計算目的：確定上上游壅水位與與隧洞斷面尺尺寸，估算遂遂洞的泄水能能力計算步驟1、根據(jù)樞紐工工程規(guī)模、效效益和在國民民經(jīng)濟中的重重要性查出工工程等級及臨臨時建筑物級級別來選定洪洪水標準→查水文資料（（導流設計洪洪水標準）導導流設計流量量2、根據(jù)導流設設計流量，查查水位流量關關系曲線，設設下游水位H下3、初選洞型及及襯砌方式，，設出V允，假設隧洞的斷面面積，先取3個4、按工式估算算出上下游水水位差。算出出上游圍堰工工程量，經(jīng)經(jīng)經(jīng)濟比較，選選定隧洞斷面面積，型式。。5、選定隧洞的的進出口型式式，坡度，襯砌方式式。6、用試算的方方式計算出上上游壅水位與與下泄流量關關系曲線設出出設計導流量量所對應的上上游壅水位，，截流設計流流量上游壅水水位三、分段圍堰堰導流方案的的布置與水力力計算1、分段施工程程序：施工順順序，先圍哪哪一岸？考慮：交通、、地質、地形形條件、水力力條件、使用用要求2、河床束窄程程度：先圍多多少？——縱向圍堰的位位置3、分段導流的的水力計算：確定上游水位位的壅高及收收縮段的流速速。四、導流底孔孔與缺口的布布置1、高程、位置、、尺寸、數(shù)目目的確定2、考慮因素：導導流、封堵、、施工、安全全等方面第三節(jié)導導流設計流量量的確定一、導流設計計標準的選擇擇方法1、重現(xiàn)期法2、典型水文年年法導流設計洪水水標準的確定定，實際上就就是要在經(jīng)濟濟性與新卓越越風險峰大小小之間加以抉抉擇二、導流時段段的劃分：實實質是解決在在施工階段逐逐年來水的下下泄方式。1、導流程序：：在工程施工工過程中的不不同階段，可可以導用不同同類型和規(guī)模模的擋水建筑筑物與泄水建建筑物的這些些不同導流方方法組合的順順序。2、導流時段：：按導流程序序劃分的各施施工階段的延延續(xù)時間——擋水時段、施施工時段。3、導流時原劃劃分考慮因素素：河道水文文特征，樞紐紐類型、導流流方式、施工工總進度及工工期等。劃分導流時段段的基本依據(jù)據(jù)是從施工角角度對全年流流量變化過程程線所劃分的的水文時段。。第四節(jié)導流流方案的選擇擇導流方案：不不同導流時段段所采用的不不同導流方法法的組合一、影響導流流方案的因素素1、水文氣象：：河谷寬、流量量大、施工期期長、有通航航要求——分段圍堰導流流。河道窄、流量量小、無通航航要求——全段圍堰導流流。2、地形：河谷谷形狀系數(shù)：：K——針對混凝土壩壩K<4.0，α<5500m3/s——隧洞導流K=4.0～6.5——結合其它因素素分析K=6.5，α>5500m3/s，分期導流3、地質與水文文地質：巖石性質、地地下水埋藏狀狀況。4、水工建筑物物的結構特征征和樞紐布置置：土壩、土石壩壩、堆石壩：不用過水圍堰堰。高土石壩：不用分段導流流方案。砼壩：分段導流。5、施工進度、、施工方法及及施工場地布布置6、河流的綜合合利用：通航航、發(fā)電、灌灌溉、渠道供供水、及漁業(yè)業(yè)第五節(jié)圍堰工程1、圍堰——臨時性水工建建筑物。2、作用——圍護河床中基基坑、保證水水工建筑物施施工在干地上上進行。3、特點：1、工期短2、水下施工，，質量不易保保證3、需拆除。一、類型1、按材料分：土土石圍堰、砼砼圍堰、鋼板板樁格型圍堰堰、木籠圍堰堰、草土圍堰堰。2、按與水流的相相對位置分：：橫向圍堰、、縱向圍堰。。3、按導流期間基基坑是否允許許淹沒（過水水）水分：過過水圍堰、不過水圍堰。。4、按施工期劃分分：一期圍堰堰、二期圍堰堰等組合方式式對圍堰命名名。二、圍堰的平平面布置：外外形輪廓、堰堰內空間。1、要求：1）圍堰與水流流的作用即不不影響泄流能能力又不能對對圍堰產(chǎn)生過過大沖刷。2）不影響基坑坑開挖和主體體建筑物施工工。分段圍堰——上下游圍堰一一般不與河床床中心線垂直直——使水流順暢。。全段圍堰——圍堰與主河道道垂直——減少工程量2、堰頂高程的的確定橫向圍堰堰頂頂高程：H=h+hw+gH——上游或下游圍圍堰的頂部高高程h——圍堰擋水的靜靜水位hw——波浪高度g——圍堰的安全超超高二、圍堰型式式的選擇1、土石圍堰：與土石壩相似似。就地取材、機機械化施工、、拆除方便。。1）材料：堰殼：各類石石碴、砂卵石石防滲體：粘土土、土壤、風風化砂反濾料：砂卵卵石或礫石，，用粒徑略加加控制的1～2層，砂礫、石石混合料做過過濾帶2）斷面型式：：斜墻式：防濾濾體與堰殼施施工干擾小。。心墻式：水下下施工特點——土料固結慢、、抗剪強度低低。3）圍堰拆除：：不能用過大大塊石、砼大大塊體、鉆絲絲籠等材料填填筑——影響后期截流流及水庫運行行。2、砼圍堰1）抗沖及抗?jié)B透透能力強、斷斷面尺寸小，，易于和永久久砼建筑物相相連接，必要要時允許過水水。2）型式：拱型、、半圓形、圓圓筒型、重力力式（縱向圍圍堰）。第六節(jié)截流工程1、截流：攔截河河水、使水流流經(jīng)泄水建筑筑物下泄。2、截流過程：進進占、護底及及裹頭、合龍龍、閉氣。進占：在河床床的一側面或或兩側面向河河床拋填截流流流材料、束束窄河床。護底及裹頭：：對河床及龍龍口戧堤端部部進行防沖加加固。合龍：封堵龍龍口，使戧堤堤合龍。閉氣：在戧堤堤迎水面設置置防滲設施。。一、截流的方方式1、立堵法截流流：將截流材材料從龍口一一端向另一端端或兩端向中中間拋投進占占，逐漸束窄窄龍口直到全全部攔斷。特點：水力條件不利（合合龍過程中所所出現(xiàn)的最大大流速比平堵堵大）所需截截流材料粒徑徑大，易造成成對河床沖刷刷，對河床護護底要求高，，準備工作簡簡單，造價低低。適用：（1）巖基或覆蓋蓋層較薄的巖巖基河床。（2）河床采用適適當?shù)淖o底措措施。2、平堵法截流流：沾龍口全全線均勻地逐逐層拋投截流流材料，直至至拋石堆體高高出水面將河河道水流截斷斷為止。特點：單寬流流量小，流速速小，拋投材材料粒徑及重重量小，戧堤堤工程量小，，拋投強度大大，施工速度度快，對龍口口護底要求不不高，費用昂昂貴，技術復復雜。適用：平原軟軟基河流。3、其它截流方方式（1）爆破截流、定向爆破截流流：巖石堅硬，岸坡陡峻。爆破砼預制體體截流。（2）下閘截流——人工泄水道。。（3）浮運沉箱或或沉船法截流流——海口工程。二、截流日期期及設計流量量1、截流時間的的選定。1）截流年份：：根據(jù)樞紐工工程施工控制制性進度計劃劃或總進度計計劃決定。2）截流時段：：A、全面考慮河道道水文特性和和截流前后應應完成的各項項控制性工程程要求，合理理使用枯水期期的前提下盡盡可能在流量量較小時截流流。B、兼顧通航、灌灌溉、供水、、過木要求，，盡量使截流流對河道綜合合利用的影響響最小。C、有冰情的河道道，不宜在流流冰期進行截截流，以避免免截流和閉氣氣工作的復雜雜化或失敗。。2、截流設計流流量的確定方法：頻率法法（重現(xiàn)期法法）即在根據(jù)據(jù)已選定的截截流時段，采采用該時段內內一定頻率的的某種特征流流量值（旬平平均，或月平平均流量）作作為設計流量量。對大型工程截截流：通常以以選取一個流流量為主，并并考慮較大，，較小流量出出現(xiàn)的可能性性，用幾個流流量進行截流流計算和模型型試驗研究。。三、龍口位置置與寬度選擇擇1、位置：地質質、地形條件件及水力條件件。A、地質條件：河河床抗沖能力力強的地方。。B、地形條件：沒沒有順流向陡陡坡和深坑，，底部基巖面面粗糙，參差差不齊的地方方，龍口周圍圍有寬闊的場場地。C、水力條件：設設置在正對主主流處——通航2、寬度A、有通般要求——著重考慮通航航要求。B、根據(jù)水力