筑成教育：一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》精講：導(dǎo)流建筑物及基坑排水

1、1F412021圍堰的類(lèi)型、圍堰分類(lèi)【18年新增】圍堰類(lèi)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(yīng)符合以下要求:土石圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，?duì)地基適應(yīng)性強(qiáng)，施工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)優(yōu)先采用。混凝土圍堰宜優(yōu)先選用重力式碾壓混凝土結(jié)構(gòu)。河谷狹窄且地質(zhì)條件良好的堰址可采用混凝土拱圍堰。在地質(zhì)條件好、能充分利用天然料和開(kāi)挖石渣時(shí)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(xì)砂礫石層地基，其最大擋水水頭不宜大于20m。結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧戏植?、地區(qū)環(huán)境和施工特點(diǎn)，低水頭圍堰可采用漿砌石、鋼筋石籠等圍堰類(lèi)

2、型。對(duì)于進(jìn)/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(yù)留巖坎(巖塞)等特殊類(lèi)型。二、圍堰的基本形式及構(gòu)造【重要】(一)土石圍堰可與截流戧堤結(jié)合，可利用開(kāi)挖棄渣，是應(yīng)用最廣泛的圍堰形式。防滲結(jié)構(gòu)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(diǎn))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(hù)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(jié)構(gòu)形式有重力式、拱型等形式。（2）宜建在巖石地

3、基上。特點(diǎn)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(dǎo)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(jié)合作為壩體或閘室體的一部分。（16年單，土石圍堰也可結(jié)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(guò)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(lèi)型中，可以與永久建筑物相結(jié)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(dǎo)流工程中的臨時(shí)性擋水建筑物，用來(lái)圍護(hù)施工基

4、坑，保證水工建筑物能在干地施工。在導(dǎo)流任務(wù)完成后，若圍堰不能與主體工程結(jié)合成為永久工程的一部分，應(yīng)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(shè)計(jì)(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(zhì)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(yīng)符合下列要求:均質(zhì)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?！咎崾尽看颂巸?nèi)容教材錯(cuò)誤，教材是“不宜采用”，根據(jù)圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)是“宜采用”，后期課程會(huì)做更正。反濾料和過(guò)渡層料優(yōu)先選用滿足級(jí)配要求的天然砂礫石料。二、圍堰防滲圍堰基礎(chǔ)處理應(yīng)滿足強(qiáng)度、滲流、沉降變形等要求，圍堰堰基的防滲處理方案應(yīng)綜合考慮安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，施工簡(jiǎn)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(shí)，可設(shè)臨時(shí)低圍堰抽水開(kāi)挖齒槽，或在水下開(kāi)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(chǔ)接觸面的容許滲透比降要求。根據(jù)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(yīng)根據(jù)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(yīng)符合下列規(guī)定：在擋水水頭不超過(guò)35m時(shí)宜優(yōu)先選用土工膜。當(dāng)?shù)赝亮蟽?chǔ)量豐富，滿足防滲要求，且開(kāi)工條件較好時(shí)，可用做圍堰防滲體材料。采用鋪蓋防滲時(shí)，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(guò)水圍堰的防護(hù)土石過(guò)水圍堰的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)圍堰過(guò)水時(shí)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(duì)不利的溢流情況，可通過(guò)有效措施改善其流態(tài)及上、下游面銜接，并采取下列防護(hù)措施:過(guò)水前向基坑充水形成水塊;基坑邊坡覆蓋層預(yù)先作好反濾壓坡。土石過(guò)水圍堰溢流面形式和防沖材料宜進(jìn)行方案比較;溢流面可根據(jù)水力條件，施工條件等因素采用鋼筋石籠、大塊石(串)、合金網(wǎng)石兜或混凝土板等保護(hù)，并設(shè)置反濾墊層。可在堰腳巖基上設(shè)重力式鎮(zhèn)墩，也可在堰腳覆蓋層上設(shè)置柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)堰體坡腳和堰后基礎(chǔ)。過(guò)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(guò)水水流位于主河道，以減少水流對(duì)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(yīng)滿足下列要求:土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)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(jì)算時(shí)，安全系數(shù)K應(yīng)不小于3.0,排水失效時(shí)，安全系數(shù)K應(yīng)不小于2.5;采用抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)K應(yīng)不小于1.05?！咎崾尽看颂巸?nèi)容教材錯(cuò)誤，教材是“應(yīng)小于3.0”，正確應(yīng)為“應(yīng)不小于3.0”，后期課程會(huì)做更正。土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)表1F412022-1圍堰級(jí)別計(jì)算方法瑞典圓弧法簡(jiǎn)化畢肖普法3級(jí)三1.20三1.304級(jí)、5級(jí)

9、三1.05三1.15不過(guò)水圍堰堰頂高程和堰頂安全加高值應(yīng)符合下列規(guī)定：堰頂高程不低于設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(guò)水圍堰堰頂安全加高下限值(m)表1F412022-2圍堰類(lèi)型圍堰級(jí)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(shù)【必會(huì)】一、初期排水排水量的組成：初期排水總量應(yīng)按圍堰閉氣后的基坑積水量、抽水過(guò)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(jì)

10、算。(17年考點(diǎn))可能的降水量可采用抽水時(shí)段的多年日平均降水量計(jì)算。排水量的計(jì)算Q二pTn-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取n=36。當(dāng)覆蓋層較厚。滲透系數(shù)較大時(shí)取上限。對(duì)于土質(zhì)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(nèi)。開(kāi)始排水降速以0.50.8m/d為宜,接近排干時(shí)可允許達(dá)1.01.5m/d。排水時(shí)間大型基坑可采用57d,中型基坑可采用35do二、經(jīng)常性排水排水量的組成：圍堰和地基在設(shè)計(jì)水頭的滲流量、覆蓋層中的含水量、排水時(shí)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(yīng)按圍堪閉氣后的基坑積水量、抽水過(guò)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(jì)算。1F412024導(dǎo)流泄水建筑物【18年新增】導(dǎo)流泄水建筑物包括：導(dǎo)流明渠、導(dǎo)流隧洞、導(dǎo)流涵管、導(dǎo)流底孔、壩體預(yù)留缺口等臨時(shí)建筑物和部分利用的永久泄水建筑物。一、導(dǎo)流明渠導(dǎo)流明渠布置應(yīng)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(jié)合。彎道少，宜避開(kāi)滑坡、崩塌體及高邊坡開(kāi)挖區(qū)。應(yīng)便于布置進(jìn)入基坑交通道路。進(jìn)出口與圍堰接頭應(yīng)滿足堰基防沖要求。彎道半徑不宜小于3倍明渠底寬，進(jìn)出口軸線與河道主流方向的夾角宜小于30避免泄洪時(shí)對(duì)上下游沿岸及施工設(shè)施產(chǎn)生沖刷。二、導(dǎo)

12、流隧洞導(dǎo)流隧洞的布置應(yīng)符合下列要求:洞線應(yīng)綜合考慮地形、地質(zhì)、樞紐總布置、水流條件、施工、運(yùn)行及周邊環(huán)境的影響因素，并通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。導(dǎo)流洞進(jìn)、出口與上、下游圍堰堰腳的距離應(yīng)滿足圍堰防沖要求。Id筑成教育HUCHENGEDU與樞紐總布置相協(xié)調(diào)。有條件時(shí)宜與永久隧洞結(jié)合，其結(jié)合部分的洞軸線、斷面型式與襯砌結(jié)構(gòu)等應(yīng)同時(shí)滿足永久運(yùn)行與施工導(dǎo)流要求。導(dǎo)流隧洞布置尚應(yīng)符合水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范SL279-2016的有關(guān)規(guī)定。導(dǎo)流隧洞斷面形式應(yīng)根據(jù)水力條件、地質(zhì)條件、與永久建筑物的結(jié)合要求、施工方便等因素確定。斷面尺寸應(yīng)根據(jù)導(dǎo)流流量、截流難度、圍堰規(guī)模和工程投資，經(jīng)技術(shù)校濟(jì)比較后確定。導(dǎo)流隧洞彎曲半徑不宜小于5倍洞徑(或洞寬)，轉(zhuǎn)角不宜大于60，且應(yīng)在彎段首尾設(shè)置直線段。其長(zhǎng)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(zhuǎn)角宜通過(guò)試驗(yàn)確定。三、導(dǎo)流底孔導(dǎo)流底孔布置應(yīng)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(jié)合布置。壩內(nèi)導(dǎo)流底孔寬度不宜超過(guò)該壩段寬度的一半，并宜騎縫布置。應(yīng)考慮下閘和封堵施工方便。四、壩體預(yù)留缺口混凝土重力壩、拱壩等實(shí)體結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中可預(yù)留壩體缺口與其他導(dǎo)流設(shè)施共同泄流高拱壩預(yù)留缺口應(yīng)專(zhuān)門(mén)論證其擋水安全性;支墩壩、壩內(nèi)廠房等非實(shí)體結(jié)構(gòu)在封腔前壩體不宜過(guò)流，如需過(guò)流應(yīng)復(fù)核其結(jié)構(gòu)安全