施工導(dǎo)流與基坑排水施工課件

第二章施工導(dǎo)流與基坑排水第一節(jié)導(dǎo)流在河道上修建攔河大壩及樞紐等永久建筑物，通常，在河道上先修筑圍堰形成基坑，圍護(hù)永久建筑物在干地進(jìn)行施工，并將河水通過預(yù)定的泄水通道引向下游宣泄。①施工導(dǎo)流：在水運工程中，為創(chuàng)造干地施工條件，采取措施在建筑區(qū)域外將原河水引向下游，使工程施工與河水宣泄互不干擾，叫做施工導(dǎo)流。導(dǎo)流建筑物包括臨時性擋水建筑物（圍堰）和泄水建筑物。②導(dǎo)流方式：

一、全段圍堰法（1）明渠導(dǎo)流在河岸或河灘上開挖渠道，適用于河流兩岸地勢平坦或有可利用灘地的河道，以便開挖明渠

若河道有彎道，可以裁彎取直，將原河流用作導(dǎo)流。（2）隧洞導(dǎo)流一般用于山區(qū)河道，在河道凸岸山坡內(nèi)開鑿隧洞。適用于河谷狹窄、岸坡陡峻，巖石堅固有適合于布置隧洞的地形和地質(zhì)條件的河道。由于泄流能力有限，費用大，通常將隧洞與永久性建筑物結(jié)合考慮，一般不會為了導(dǎo)流而設(shè)專用隧洞。（3）渡槽導(dǎo)流在圍堰上架設(shè)渡槽適用于流量較小的山區(qū)河流，河床并不太窄，對施工有一定干擾，渡槽要防漏水。多用于工程初期，待主體工程輸水建筑物完工后，拆除渡槽，利用輸水建筑物宣泄河水。渡槽一般采用鋼筋砼裝配結(jié)構(gòu)，也有木渡槽。二、分段圍堰導(dǎo)流三峽一期導(dǎo)流三峽二期導(dǎo)流三峽三期導(dǎo)流三峽水利樞紐適用于河床較寬、水深較較淺的河流?；蛴蟹帚夂拥赖暮佣?。一期工程先作輸水水建筑物：如沖沙沙閘，泄水閘，船船閘，涵洞，泄流流底孔。缺點：河床被縱向向圍堰縮窄，流速速加大，圍堰臨水水面易被水流沖刷刷，上游水位壅高高，相應(yīng)加大圍堰堰高程。選擇導(dǎo)流方式，應(yīng)應(yīng)按照工程所在地地的地形、地質(zhì)、水文條件以及建筑物布置結(jié)構(gòu)形式，施工力量、材料供應(yīng)等因素，綜合考慮慮。第二節(jié)圍堰工工程一、圍堰特點：①一個枯水期內(nèi)完完成，當(dāng)年汛期擋擋水。②水下施工。③常需拆除。要求有足夠的穩(wěn)定定性、防滲性、抗抗沖性、和一定強(qiáng)強(qiáng)度要求、不發(fā)生生嚴(yán)重的局部沖刷刷。二、圍堰分類按位置分：橫向圍圍堰和縱向圍堰，，上游圍堰和下游游圍堰。按導(dǎo)流期間基坑過過水與否：分為過過水圍堰和不過水水圍堰。按構(gòu)造和使用材料料分類：土圍堰、、土石圍堰、草土土圍堰、土工織物物圍堰、板樁圍堰堰、鋼筋砼圍堰。。（一）土圍堰土圍堰是常用的不不能過水的圍堰，，構(gòu)造簡單，就地地取材，施工方便便，造價低，適用用于各種地基，設(shè)設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選擇擇。要求流速＜0.7m／s,水頭小于3m.缺點：抗沖能力差差，擋水大時斷面面大。迎迎水面常常用草袋防護(hù)（防防沖刷）背面常用草袋或堆堆石填筑排水棱體體（防滑坡、管涌涌）也可采用裝土麻袋袋或草袋填筑圍堰堰（邊坡可適當(dāng)放放陡，1：0.5～1：1.5）為防滲流，有的土土圍堰有心墻（砼砼或木板）或鋼板板樁防滲墻。（二）土石圍堰比土圍堰抗沖能力力強(qiáng)，能在水流速速較大的河流中進(jìn)進(jìn)行水下填筑，可可做過水圍堰（此此時圍堰目的不是是干地施工，而是是蓄水（等）。缺點：但修筑和拆拆除都較困難。適用于：工地有大大量清基石渣（地基清理產(chǎn)生））可以利用，而圍圍堰又無需拆除的的情況。三峽下游圍堰三峽導(dǎo)流明渠（三）土工織物的的圍堰土工織物——強(qiáng)度高，擋水性能能好。土工織物作土堤（四）板樁圍堰材料：木板樁（木木樁），鋼板樁。。結(jié)構(gòu)形式：單排樁樁、雙排樁、格形形鋼板樁等。優(yōu)點：抗沖、抗?jié)B滲能力大，斷面小小，修建和拆除方方便，鋼板樁樁可重復(fù)使用，可可作過水圍堰。鋼板樁截面形狀格式鋼板樁旅順羊頭洼碼頭鋼鋼板樁圍堰旅順羊頭洼碼頭（五）砼與鋼筋砼砼圍堰優(yōu)點：抗沖能力大大，擋水高度大。。缺點：難以拆除，，適于在巖基上建建造，常與永久形形建筑物結(jié)合，不不拆除，當(dāng)有施工工水位以下砼施工工時，需另建臨時時圍堰。（六）草土圍堰施工簡單，就地取取材，速度快，造造價低，體積小適用于軟土地基，，有一定抗沖和抗抗?jié)B能力，拆除方便?？稍谒?m，流速1.5－3.0m/s下填筑缺點：柴草易腐爛爛，只用于1～2年短期施工。類似有竹籠圍堰，，木籠圍堰1－戧臺；2－土料；3－草捆三、圍堰設(shè)計（一）圍堰布置保證施工場地的干干地施工條件。避免嚴(yán)重沖刷。同時面積不能太大大，以減少基坑排排水量，盡可能利利用地形條件減少少工程量。（二)高程分不過水圍堰和過過水圍堰過水圍堰枯水期不不過水，洪水期圍圍堰過水時結(jié)構(gòu)不不破壞為原則。不過水圍堰一般以以設(shè)計洪水的靜水水位＋波浪高度作作為設(shè)計擋水位，，另加安全超高過水圍堰不另加安安全超高。根據(jù)SDT338－89《水利水電工程施工工組織設(shè)計規(guī)范》（試行）將導(dǎo)流建筑物（包包括擋水和泄水））分為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三級級別保護(hù)對象失事后果使用年限（年）堰高（m）庫容（×108m3）（億方）ⅢⅠ級永久建筑物（有特殊要求的）（嚴(yán)格控制）重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)（重大）＞3＞50＞1.0ⅣⅠⅡ級永久建筑物一般城鎮(zhèn)、企業(yè)（較大）1.5～315～500.1～～1.0ⅤⅢⅣ永久建筑物港河基坑，對總工期影響不大（較?。?.5＜15＜0.1導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流建筑物級別洪水重現(xiàn)期（年）土石壩砼壩Ⅲ50～2020～10Ⅳ20～1010～5Ⅴ10～55～3圍堰形式圍堰級別ⅢⅣ～Ⅴ土石圍堰0.7m0.5m砼圍堰0.4m0.3m不過水圍堰堰頂安安全超高下限值（三）圍堰型式選選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計計根據(jù)擋水高度，地地基條件，材料供供應(yīng)，施工條件等等進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較，并進(jìn)行結(jié)結(jié)構(gòu)受力和穩(wěn)定計計算。（包括滲流壓力計算算、抗滑、沉降）（四）防護(hù)設(shè)計防沖刷（拋石、砌石護(hù)坡護(hù)護(hù)底，坡腳流速≯≯5m/s）滲流、倒濾層和和穩(wěn)定。（4×4m連鎖塊）（五）拆拆除方法法機(jī)械挖、、炸藥炸炸開一個個缺口，，利用水水流。第三節(jié)基基坑排排水基坑排水水的基本本任務(wù)：初期排水水：（1）在圍堰堰合龍或或過水圍圍堰過水水之后，，必須在在一定時時間內(nèi)將將殘留在在基坑內(nèi)內(nèi)的積水水一次次排出，，即初期期排水。。經(jīng)常性排排水：（2）在基坑坑中的施施工過程程中，從從圍堰及及地基滲滲透入基基坑的滲滲流、降降雨和施施工廢水水等，必必須不斷斷排出。。（3）為保持持施工場場地干燥燥，有的的工程必必須為降降低地下下水位進(jìn)進(jìn)行長期期的抽水水工作。。一、初期期排水①初期排排水量計計算：基坑積水水（積水的的計算水水位，根根據(jù)截流流程序不不同而異異。應(yīng)包包括圍堰堰堰體水水下部分分及覆蓋蓋地基的的含水））圍堰堰體體滲水（砼圍堰堰可視為為不透水水）地基滲水水（滲水量量與圍堰堰結(jié)構(gòu)型型式、地地基地質(zhì)質(zhì)條件、、防滲措措施及初初期排水水時間長長短有關(guān)關(guān)）圍堰接頭頭漏水降雨匯水水（可采用用初期排排水時段段當(dāng)月多多年平均均降雨量量，換算算為日均均降雨量量）水位下降降不宜過過快，防防止?jié)B透透壓力過過大，造造成邊坡坡失穩(wěn)，，產(chǎn)生坍坍坡事故故。對土質(zhì)圍圍堰，開開始排水水時0.5～0.8m/d，接近排排干時可可允許達(dá)達(dá)到1.0～1.5m/d。排水時間間，應(yīng)考考慮工期期、水位位允許下下降速度度、各期期抽水設(shè)設(shè)備及相相應(yīng)電負(fù)負(fù)荷均勻勻性等因因素，一一般大型型基坑5～7d，中型基基坑3～5d。②基坑水水位降落落速度及及排水時時間1、繪基坑坑（單位時時間）滲流量與與水位關(guān)關(guān)系曲線線a2、根據(jù)基基坑允許許下降速速度，考考慮不同同高程的的基坑面面積后，，求出積水水排出強(qiáng)強(qiáng)度曲線線b3、a、b迭加（沿沿水平軸軸方向迭迭加），，便可求求得初期期排水過過程中的的抽水強(qiáng)強(qiáng)度曲線線c（需排出出的水量量＝滲流流量＋原原有積水水量）4、根據(jù)基基坑允許許下降速速度，確確定初期期排水時時間。以不同基基坑水位位的抽水水強(qiáng)度乘乘以相應(yīng)應(yīng)的區(qū)間間排水時時間之總總和，便便得到初初期排水水總量。。在初步設(shè)設(shè)計中，，經(jīng)常采采用經(jīng)驗驗估算法法，一般般采用3～6倍的基坑坑積水計計算。③排水量量計算步步驟在實際施施工中，，制定措措施計劃劃時，常常用試抽抽法來確確定設(shè)備備容量。。采用試試抽法，，可能出出現(xiàn)以下下三種情情況：1、水位下下降很快快，表明明原選用用設(shè)備容容量大，，應(yīng)關(guān)閉閉部分設(shè)設(shè)備。2、水位不不下降，，可能是是基坑有有較大漏漏水通道道或抽水水容量過過小，應(yīng)應(yīng)查明漏漏水部位位并及時時堵漏，，或加大大抽水容容量再試試。3、水位下下降至某某一深度度后不再再下降。。此時表表明排水水量與滲滲水量相相等，需需增大抽抽水容量量并檢查查滲漏情情況。④試抽法法⑤排水方方法方法：固固定（吸吸水高度度<6m）或浮動動（吸水水高度>6m）的水泵泵站抽水水，結(jié)合合排水系系統(tǒng)水泵站的的抽水能能力：q－抽水能能力或排排水強(qiáng)度度（m3/s）V－排水總總體積。。T－排水時時間，限限制在0.5m/d~1.0m/d以內(nèi)。二、經(jīng)常常性排水水1、排水量量組成：：基坑滲水水：包括圍堰堰堰體和和地基滲滲水兩部部分，，計算較較復(fù)雜降雨匯水水：一般時段段：多年年平平均降雨雨量換算算為日平平均降雨雨量。暴雨時段段：多年最大大日降雨雨量。施工棄水水：砼養(yǎng)護(hù)用用水，沖沖洗用水水，冷卻卻用水(施工棄水水量和降降水量不不重復(fù)計計算)2、排水方方式：經(jīng)常性排排水有明溝排水水和人工降低低地下水水位法兩種。明溝排水水法（有水滲滲流則排排出）人工降低低地下水水位（盡量減減少滲流流）管井法：：（在基基坑周圍圍布置抽抽水井））井點法：：（井管管和水泵泵吸水管管合二為為一）①明溝排水水適用于地地基為巖巖基或粒粒徑較粗粗，滲透透系數(shù)較較大的砂砂卵石覆覆蓋層，，在國內(nèi)內(nèi)已建的的水利水水電工程程中應(yīng)用用最多。。組成：排排水溝渠渠→泵站站集水井井→水泵泵抽出井井外分兩種情情況：基坑開挖挖期；（基坑開開挖完成成后）修修建主體體建筑物物時期。。保持干溝溝深1～1.5m，支溝0.3～0.5m。集水井井在建筑筑物輪廓廓線外側(cè)側(cè)也可采采用層層層攔截，，分級抽抽水。基坑開挖挖期：排水溝在在建筑物物輪廓線線外側(cè)，，距坑邊邊坡腳不不小于0.3～0.5m，一般溝溝底寬≮≮0.3m,溝深≯1m，底坡≮≮2‰。集水井底底高程低低于溝底底1～2m，平面尺尺寸1.5～2m2容積保證證停泵10～15min不漫溢，，深度通