施工導(dǎo)流與截流培訓(xùn)講義PPT

1、第九章 施工導(dǎo)流與截流,第一節(jié) 施工導(dǎo)流的方法,一、 施工導(dǎo)流方法（導(dǎo)流方式）大體上分為： 兩種基本方式：全段圍堰法和分段圍堰法 一種輔助方式：淹沒基坑 一種特殊方式：灘地法,基本方法,一、全段圍堰法導(dǎo)流：（一次攔斷法或河床外導(dǎo)流） 1、特點(diǎn)：主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導(dǎo)向旁側(cè)的泄水建筑物。 2、適用條件：河床狹窄，基坑工作面不大，水深，流急，和由于覆蓋層較深難于候筑縱向圍堰實(shí)現(xiàn)分期導(dǎo)流的地方。 3、按泄水建筑物的不同，又可分為： 隧洞導(dǎo)流、 明渠導(dǎo)流、 涵管導(dǎo)流、 渡槽導(dǎo)流,二、分段圍堰法（分期圍堰法，或河內(nèi)導(dǎo)流） 分期導(dǎo)流 1、用圍堰將水工建筑物分段分期圍護(hù)起來進(jìn)行施工的方法。 分段

2、：從空間上用圍堰將擬建的水工建筑物圈圍成若干施工段。 分期：從時間上將導(dǎo)流分為若干時期。 2、適用：流量很大的平原河道或沙谷較寬的山區(qū)河流上修建混凝土壩樞紐,3、根據(jù)不同時期泄水道的特點(diǎn)：分期導(dǎo)流方式包括：束窄河床導(dǎo)流和通過已完建或未完建的永久建筑物導(dǎo)流（底孔、缺口）梳齒孔、廠房。 1）導(dǎo)流底孔：利用設(shè)置在砼壩體內(nèi)的永久底孔或臨時底孔為泄水道。 優(yōu)點(diǎn)：擋水建筑物的施工可以不受干擾，有利于施工 缺點(diǎn)：使用鋼材增加，壩體整體性受到影響 2）缺口導(dǎo)流： 當(dāng)導(dǎo)流底孔的泄露水能力不夠，致使圍堰高度過大時，可在砼壩體上預(yù)留缺口，作為洪水期的臨水泄水通道,第二節(jié) 施工導(dǎo)流的布置,一、明渠導(dǎo)流方案的布置 優(yōu)點(diǎn)

3、：泄流量大，有利于通航，施工速度快 1、導(dǎo)流明渠布置 要求：保證水流通暢，泄水安全，施工方便，工程量最小 注意問題,1）盡量利用地形 2）明渠軸線應(yīng)順直，以使渠內(nèi)水流順暢，平穩(wěn) 3）注意渠內(nèi)水面對基坑的滲透透問題及出口消能問題 4）考慮與永久明渠的結(jié)合（引水渠、尾水渠） 5）考慮明渠挖方的利用 6）考慮防沖及封堵問題,2、導(dǎo)流明渠斷面設(shè)計： 斷面大小，允許流速，襯砌方式（糙率n） 斷面型式：梯形、矩形（窄深式、寬淺式,二、隧洞導(dǎo)流方案 （一）平面布置：指隧洞路線選擇，特別注意地質(zhì)條件和水力條件,選擇原則,1、應(yīng)將隧洞布置在完整，新鮮的巖層中 2、利用坎壩附近的有利地形，盡量使隧洞布置在路線順直

4、 3、對在有壓隧洞的轉(zhuǎn)彎處，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍洞寬，轉(zhuǎn)折角60對高流速無壓隧洞應(yīng)避免轉(zhuǎn)彎 4、進(jìn)出口與河床主流流向的交角不宜太大 5、同一岸雙線隧洞巖壁厚應(yīng)兩倍洞徑 6、進(jìn)出口距上、下游圍堰坡腳應(yīng)有足夠的距離,二）進(jìn)出水高程與斷面型式 1、進(jìn)口高程：枯水位以下1.01.5m 出口高程：齊平或略高于河床 進(jìn)洞處頂部巖厚通常13倍洞徑 2、底坡：有壓隧洞i=13； 無壓隧洞，取決于水力計算 3、斷面型式：取決于地質(zhì)條件及設(shè)計流態(tài) 城門洞形：巖性較好，通航的要求，底部過水面積大，施工方便 圓形：巖性較差，水頭較高，內(nèi)外壓力均較大時采用 馬蹄形：巖性差，垂直巖壓力大，側(cè)向山巖壓力小時采用,三）導(dǎo)流隧洞

5、的水力計算 目的：確定上游壅水位與隧洞斷面尺寸，估算遂洞的泄水能力,計算步驟,1、根據(jù)樞紐工程規(guī)模、效益和在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性查出工程等級及臨時建筑物級別來選定洪水標(biāo)準(zhǔn)查水文資料（導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)）導(dǎo)流設(shè)計流量 2、根據(jù)導(dǎo)流設(shè)計流量，查水位流量關(guān)系曲線，設(shè)下游水位H下 3、初選洞型及襯砌方式，設(shè)出V允，假設(shè)隧洞的斷面積，先取3個 4、按工式估算出上下游水位差。算出上游圍堰工程量，經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較，選定隧洞斷面積，型式。 5、選定隧洞的進(jìn)出口型式，坡度，襯砌方式。 6、用試算的方式計算出上游壅水位與下泄流量關(guān)系曲線設(shè)出設(shè)計導(dǎo)流量所對應(yīng)的上游壅水位，截流設(shè)計流量上游壅水位,三、分段圍堰導(dǎo)流方案的布置與水

6、力計算 1、分段施工程序：施工順序，先圍哪一岸？ 考慮：交通、地質(zhì)、地形條件、水力條件、使用要求 2、河床束窄程度：先圍多少？縱向圍堰的位置 3、分段導(dǎo)流的水力計算： 確定上游水位的壅高及收縮段的流速,四、導(dǎo)流底孔與缺口的布置 1、高程、位置、尺寸、數(shù)目的確定 2、考慮因素：導(dǎo)流、封堵、施工、安全等方面,第三節(jié) 導(dǎo)流設(shè)計流量的確定,一、導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇方法 1、重現(xiàn)期法 2、典型水文年法 導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定，實(shí)際上就是要在經(jīng)濟(jì)性與新卓越風(fēng)險峰大小之間加以抉擇,二、導(dǎo)流時段的劃分：實(shí)質(zhì)是解決在施工階段逐年來水的下泄方式。 1、導(dǎo)流程序：在工程施工過程中的不同階段，可以導(dǎo)用不同類型和規(guī)模的擋

7、水建筑物與泄水建筑物的這些不同導(dǎo)流方法組合的順序。 2、導(dǎo)流時段：按導(dǎo)流程序劃分的各施工階段的延續(xù)時間擋水時段、施工時段。 3、導(dǎo)流時原劃分考慮因素：河道水文特征，樞紐類型、導(dǎo)流方式、施工總進(jìn)度及工期等。 劃分導(dǎo)流時段的基本依據(jù)是從施工角度對全年流量變化過程線所劃分的水文時段,第四節(jié) 導(dǎo)流方案的選擇,導(dǎo)流方案：不同導(dǎo)流時段所采用的不同導(dǎo)流方法的組合,一、影響導(dǎo)流方案的因素,1、水文氣象： 河谷寬、流量大、施工期長、有通航要求分段圍堰導(dǎo)流。 河道窄、流量小、無通航要求全段圍堰導(dǎo)流。 2、地形：河谷形狀系數(shù)：K針對混凝土壩 K5500 m3/s，分期導(dǎo)流,3、地質(zhì)與水文地質(zhì)：巖石性質(zhì)、地下水埋藏狀

8、況。 4、水工建筑物的結(jié)構(gòu)特征和樞紐布置： 土壩、土石壩、堆石壩：不用過水圍堰。 高土石壩：不用分段導(dǎo)流方案。 砼壩：分段導(dǎo)流。 5、施工進(jìn)度、施工方法及施工場地布置 6、河流的綜合利用：通航、發(fā)電、灌溉、渠道供水、及漁業(yè),第五節(jié) 圍堰工程,1、圍堰臨時性水工建筑物。 2、作用圍護(hù)河床中基坑、保證水工建筑物施工在干地上進(jìn)行。 3、特點(diǎn)：1、工期短2、水下施工，質(zhì)量不易保證3、需拆除,一、類型 1、按材料分：土石圍堰、砼圍堰、鋼板樁格型圍堰、木籠圍堰、草土圍堰。 2、按與水流的相對位置分：橫向圍堰、縱向圍堰。 3、按導(dǎo)流期間基坑是否允許淹沒（過水）水分：過水圍堰、不過水圍堰。 4、按施工期劃分：

9、一期圍堰、二期圍堰等組合方式對圍堰命名,二、圍堰的平面布置：外形輪廓、堰內(nèi)空間。 1、要求：1）圍堰與水流的作用即不影響泄流能力又不能對圍堰產(chǎn)生過大沖刷。 2）不影響基坑開挖和主體建筑物施工。 分段圍堰上下游圍堰一般不與河床中心線垂直使水流順暢。 全段圍堰圍堰與主河道垂直減少工程量,2、堰頂高程的確定 橫向圍堰堰頂高程：H=h+hw+g H上游或下游圍堰的頂部高程 h圍堰擋水的靜水位 hw波浪高度 g圍堰的安全超高,二、圍堰型式的選擇,1、土石圍堰：與土石壩相似。 就地取材、機(jī)械化施工、拆除方便。 1）材料： 堰殼：各類石碴、砂卵石 防滲體：粘土、土壤、風(fēng)化砂 反濾料：砂卵石或礫石，用粒徑略加

10、控制的12層，砂礫、石混合料做過濾帶 2）斷面型式： 斜墻式：防濾體與堰殼施工干擾小。 心墻式：水下施工特點(diǎn)土料固結(jié)慢、抗剪強(qiáng)度低。 3）圍堰拆除：不能用過大塊石、砼大塊體、鉆絲籠等材料填筑影響后期截流及水庫運(yùn)行,2、砼圍堰 1）抗沖及抗?jié)B透能力強(qiáng)、斷面尺寸小，易于和永久砼建筑物相連接，必要時允許過水。 2）型式：拱型、半圓形、圓筒型、重力式（縱向圍堰,第六節(jié) 截流工程,1、截流：攔截河水、使水流經(jīng)泄水建筑物下泄。 2、截流過程：進(jìn)占、護(hù)底及裹頭、合龍、閉氣。 進(jìn)占：在河床的一側(cè)面或兩側(cè)面向河床拋填截流流材料、束窄河床。 護(hù)底及裹頭：對河床及龍口戧堤端部進(jìn)行防沖加固。 合龍：封堵龍口，使戧堤合

11、龍。 閉氣：在戧堤迎水面設(shè)置防滲設(shè)施,一、截流的方式,1、立堵法截流：將截流材料從龍口一端向另一端或兩端向中間拋投進(jìn)占，逐漸束窄龍口直到全部攔斷。 特點(diǎn)：水力條件不利（合龍過程中所出現(xiàn)的最大流速比平堵大）所需截流材料粒徑大，易造成對河床沖刷，對河床護(hù)底要求高，準(zhǔn)備工作簡單，造價低。 適用：（1）巖基或覆蓋層較薄的巖基河床。 （2）河床采用適當(dāng)?shù)淖o(hù)底措施,2、平堵法截流：沾龍口全線均勻地逐層拋投截流材料，直至拋石堆體高出水面將河道水流截斷為止。 特點(diǎn)：單寬流量小，流速小，拋投材料粒徑及重量小，戧堤工程量小，拋投強(qiáng)度大，施工速度快，對龍口護(hù)底要求不高，費(fèi)用昂貴，技術(shù)復(fù)雜。 適用：平原軟基河流,3、

12、其它截流方式 （1）爆破截流、定向爆破截流：巖石堅硬，岸坡陡峻。爆破砼預(yù)制體截流。 （2）下閘截流人工泄水道。 （3）浮運(yùn)沉箱或沉船法截流?？诠こ?二、截流日期及設(shè)計流量,1、截流時間的選定。 1）截流年份：根據(jù)樞紐工程施工控制性進(jìn)度計劃或總進(jìn)度計劃決定。 2）截流時段： A、全面考慮河道水文特性和截流前后應(yīng)完成的各項控制性工程要求，合理使用枯水期的前提下盡可能在流量較小時截流。 B、兼顧通航、灌溉、供水、過木要求，盡量使截流對河道綜合利用的影響最小。 C、有冰情的河道，不宜在流冰期進(jìn)行截流，以避免截流和閉氣工作的復(fù)雜化或失敗,2、截流設(shè)計流量的確定 方法：頻率法（重現(xiàn)期法）即在根據(jù)已選定的截

13、流時段，采用該時段內(nèi)一定頻率的某種特征流量值（旬平均，或月平均流量）作為設(shè)計流量。 對大型工程截流：通常以選取一個流量為主，并考慮較大，較小流量出現(xiàn)的可能性，用幾個流量進(jìn)行截流計算和模型試驗研究,三、龍口位置與寬度選擇,1、位置：地質(zhì)、地形條件及水力條件。 A、地質(zhì)條件：河床抗沖能力強(qiáng)的地方。 B、地形條件：沒有順流向陡坡和深坑，底部基巖面粗糙，參差不齊的地方，龍口周圍有寬闊的場地。 C、水力條件：設(shè)置在正對主流處通航,2、寬度 A、有通般要求著重考慮通航要求。 B、根據(jù)水力計算，對龍口底部和兩側(cè)裹頭部位的沖刷影響。 C、合龍施工強(qiáng)度高，工程量不宜太大,四、截流拋投材料,種類：容重大，抗沖能力強(qiáng)、石塊、砼塊。 尺寸：通過水力計算及工程擁有的起重運(yùn)輸設(shè)備能力確定。 數(shù)量：備料量為設(shè)計用量的1.31.5倍,第七節(jié) 攔洪度汛和封孔蓄水,中后期施工導(dǎo)流中的重要問題臨時圍堰失效，坎體、攔洪度汛,一、壩體攔洪標(biāo)準(zhǔn),1、枯水期：由圍堰擋水。 汛期：壩體攔洪。 2、根據(jù)坎型和壩體升高后的攔洪庫容確定攔洪標(biāo)準(zhǔn)，通過調(diào)洪演算計算攔洪水位