施工導(dǎo)流與截流培訓(xùn)講義

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(méi)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(lái)進(jìn)行施工的方法。分段：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(shí)間上將導(dǎo)流分為若干時(shí)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(shí)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(guò)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(shí)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(guò)大時(shí)，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)：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(wèn)題：1）盡量利用地形2）明渠軸線(xiàn)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(duì)基坑的滲透透問(wèn)題及出口消能問(wèn)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(wèn)題2、導(dǎo)流明渠斷面設(shè)計(jì)：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(xiàn)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(xiàn)順直3、對(duì)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(duì)高流速無(wú)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(xiàn)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1.0～1.5m出口高程：齊平或略高于河床進(jìn)洞處頂部巖厚通常1～3倍洞徑2、底坡：有壓隧洞i=1～3‰；無(wú)壓隧洞，取決于水力計(jì)算3、斷面型式：取決于地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)流態(tài)城門(mén)洞形：巖性較好，通航的要求，底部過(guò)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(shí)采用馬蹄形：巖性差，垂直巖壓力大，側(cè)向山巖壓力小時(shí)采用（三）導(dǎo)流隧洞的水力計(jì)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(jì)算步驟1、根據(jù)樞紐工程規(guī)模、效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性查出工程等級(jí)及臨時(shí)建筑物級(jí)別來(lái)選定洪水標(biāo)準(zhǔn)→查水文資料（導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)）導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量2、根據(jù)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，查水位流量關(guān)系曲線(xiàn)，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(gè)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(jì)算出上游壅水位與下泄流量關(guān)系曲線(xiàn)設(shè)出設(shè)計(jì)導(dǎo)流量所對(duì)應(yīng)的上游壅水位，截流設(shè)計(jì)流量上游壅水位三、分段圍堰導(dǎo)流方案的布置與水力計(jì)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(jì)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(jì)流量的確定一、導(dǎo)流設(shè)計(jì)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(jì)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(xiǎn)峰大小之間加以抉擇二、導(dǎo)流時(shí)段的劃分：實(shí)質(zhì)是解決在施工階段逐年來(lái)水的下泄方式。1、導(dǎo)流程序：在工程施工過(guò)程中的不同階段，可以導(dǎo)用不同類(lèi)型和規(guī)模的擋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(shí)段：按導(dǎo)流程序劃分的各施工階段的延續(xù)時(shí)間——擋水時(shí)段、施工時(shí)段。3、導(dǎo)流時(shí)原劃分考慮因素：河道水文特征，樞紐類(lèi)型、導(dǎo)流方式、施工總進(jìn)度及工期等。劃分導(dǎo)流時(shí)段的基本依據(jù)是從施工角度對(duì)全年流量變化過(guò)程線(xiàn)所劃分的水文時(shí)段。第四節(jié)導(dǎo)流方案的選擇導(dǎo)流方案：不同導(dǎo)流時(shí)段所采用的不同導(dǎo)流方法的組合一、三影響三導(dǎo)流三方案三的因三素1、水三文氣三象：河谷三寬、三流量三大、三施工三期長(zhǎng)三、有三通航三要求——分段三圍堰三導(dǎo)流三。河道三窄、三流量三小、三無(wú)通三航要三求——全段三圍堰三導(dǎo)流三。2、地三形：三河谷三形狀三系數(shù)三：K——針對(duì)三混凝三土壩K<三4.三0，α<三55三00三m3/s——隧洞三導(dǎo)流K=三4.三0～6.三5——結(jié)合三其它三因素三分析K=三6.三5，α>三55三00三m3/s，分三期導(dǎo)三流3、地三質(zhì)與三水文三地質(zhì)：巖石三性質(zhì)三、地三下水三埋藏三狀況三。4、水三工建三筑物三的結(jié)三構(gòu)特三征和三樞紐三布置：土壩三、土三石壩三、堆三石壩：不用三過(guò)水三圍堰三。高土三石壩：不用三分段三導(dǎo)流三方案三。砼壩：分段三導(dǎo)流三。5、施三工進(jìn)三度、三施工三方法三及施三工場(chǎng)三地布三置6、河三流的三綜合三利用三：通三航、三發(fā)電三、灌三溉、三渠道三供水三、及三漁業(yè)第五三節(jié)圍堰三工程1、圍堰——臨時(shí)三性水三工建三筑物三。2、作用——圍護(hù)三河床三中基三坑、三保證三水工三建筑三物施三工在三干地三上進(jìn)三行。3、特點(diǎn)三：1、工三期短2、水三下施三工，三質(zhì)量三不易三保證3、需三拆除三。一、三類(lèi)型1、按材三料分三：土三石圍三堰、三砼圍三堰、三鋼板三樁格三型圍三堰、三木籠三圍堰三、草三土圍三堰。2、按與三水流三的相三對(duì)位三置分三：橫三向圍三堰、三縱向三圍堰三。3、按導(dǎo)三流期三間基三坑是三否允三許淹三沒(méi)（三過(guò)水三）水三分：三過(guò)水三圍堰、不過(guò)三水圍三堰。4、按施三工期三劃分三：一三期圍三堰、三二期三圍堰三等組三合方三式對(duì)三圍堰三命名。二、三圍堰三的平三面布三置：三外形三輪廓三、堰三內(nèi)空三間。1、要求三：1）圍三堰與三水流三的作三用即三不影三響泄三流能三力又三不能三對(duì)圍三堰產(chǎn)三生過(guò)三大沖三刷。2）不三影響三基坑三開(kāi)挖三和主三體建三筑物三施工三。分段三圍堰——上下三游圍三堰一三般不三與河三床中三心線(xiàn)三垂直——使水三流順三暢。全段三圍堰——圍堰三與主三河道三垂直——減少三工程三量2、堰三頂高三程的三確定橫向三圍堰三堰頂三高程三：H=三h+三hw+gH——上游三或下三游圍三堰的三頂部三高程h——圍堰三擋水三的靜三水位hw——波浪三高度g——圍堰三的安三全超三高二、三圍堰三型式三的選三擇1、土石三圍堰：與土三石壩三相似。就地三取材三、機(jī)三械化三施工三、拆三除方三便。1）材三料：堰殼三：各三類(lèi)石三碴、三砂卵三石防滲三體：三粘土三、土三壤、三風(fēng)化三砂反濾三料：三砂卵三石或三礫石三，用三粒徑三略加三控制三的1～2層，三砂礫三、石三混合三料做三過(guò)濾三帶2）斷三面型三式：斜墻三式：三防濾三體與三堰殼三施工三干擾三小。心墻三式：三水下三施工三特點(diǎn)——土料三固結(jié)三慢、三抗剪三強(qiáng)度三低。3）圍三堰拆三除：三不能三用過(guò)三大塊三石、三砼大三塊體三、鉆三絲籠三等材三料填三筑——影響三后期三截流三及水三庫(kù)運(yùn)三行。2、砼三圍堰1）抗沖三及抗三滲透三能力三強(qiáng)、三斷面三尺寸三小，三易于三和永三久砼三建筑三物相三連接三，必三要時(shí)三允許三過(guò)水三。2）型式三：拱三型、三半圓三形、三圓筒三型、三重力三式（三縱向三圍堰三）。第六三節(jié)截流三工程1、截流三：攔三截河三水、三使水三流經(jīng)三泄水三建筑三物下三泄。2、截流三過(guò)程三：進(jìn)三占、三護(hù)底三及裹三頭、三合龍三、閉三氣。進(jìn)占三：在三河床三的一三側(cè)面三或兩三側(cè)面三向河三床拋三填截三流流三材料三、束三窄河三床。護(hù)底三及裹三頭：三對(duì)河三床及三龍口三戧堤三端部三進(jìn)行三防沖三加固三。合龍三：封三堵龍三口，三使戧三堤合三龍。閉氣三：在三戧堤三迎水三面設(shè)三置防三滲設(shè)三施。一、三截流三的方三式1、立三堵法三截流三：將三截流三材料三從龍三口一三端向三另一三端或三兩端三向中三間拋三投進(jìn)三占，三逐漸三束窄三龍口三直到三全部三攔斷三。特點(diǎn)三：水力條件三不利三（合三龍過(guò)三程中三所出三現(xiàn)的三最大三流速三比平三堵大三）所三需截三流材三料粒三徑大三，易三造成三對(duì)河三床沖三刷，三對(duì)河三床護(hù)三底要三求高三，準(zhǔn)三備工三作簡(jiǎn)三單，三造價(jià)三低。適用三：（1）巖三基或三覆蓋三層較三薄的三巖基三河床三。（2）河三床采三用適三當(dāng)?shù)娜o(hù)底三措施三。2、平三堵法三截流三：沾三龍口三全線(xiàn)三均勻三地逐三層拋三投截三流材三料，三直至三拋石三堆體三高出三水面三將河三道水三流截三斷為三止。特點(diǎn)三：?jiǎn)稳龑捔魅啃∪?，流三速小三，拋三投材三料粒三徑及三重量三小，三戧堤三工程三量小三，拋三投?qiáng)三度大三，施三工速三度快三，對(duì)三龍口三護(hù)底三要求三不高三，費(fèi)三用昂三貴，三技術(shù)三復(fù)雜三。適用三：平三原軟三基河三流。3、其三它截三流方三式（1）爆三破截三流、定向三爆破三截流：巖石三堅(jiān)硬三，岸坡三陡峻。爆破三砼預(yù)三制體三截流。（2）下三閘截三流——人工三泄水三道。（3）浮三運(yùn)沉三箱或三沉船三法截三流——海口三工程三。二、三截流三日期三及設(shè)三計(jì)流三量1、截三流時(shí)三間的三選定三。1）截三流年三份：三根據(jù)三樞紐三工程三施工三控制三性進(jìn)三度計(jì)三劃或三總進(jìn)三度計(jì)三劃決三定。2）截三流時(shí)三段：A、全面三考慮三河道三水文三特性三和截三流前三后應(yīng)三完成三的各三項(xiàng)控三制性三工程三要求三，合三理使三用枯三水期三的前三提下三盡可三能在三流量三較小三時(shí)截三流。B、兼顧三通航三、灌三溉、三供水三、過(guò)三木要三求，三盡量三使截三流對(duì)三河道三綜合三利用三的影三響最三小。C、有冰三情的三河道三，不三宜在三流冰三期進(jìn)三行截三流，三以避三免截三流和三閉氣三工作三的復(fù)三雜化三或失三敗。2、截三流設(shè)三計(jì)流三量的三確定方法三：頻三率法三（重三現(xiàn)期三法）三即在三根據(jù)三已選三定的三截流三時(shí)段三，采三用該三時(shí)段三內(nèi)一三定頻三率的三某種三特征三流量三值（三旬平三均，三或月三平均三流量三）作三為設(shè)三計(jì)流三量。對(duì)大三型工三程截三流：三通常三以選三取一三個(gè)流三量為三主，三并考三慮較三大，三較小三流量三出現(xiàn)三的可三能性三，用三幾個(gè)三流量三進(jìn)行三截流三計(jì)算三和模三型試三驗(yàn)研三究。三、三龍口三位置三與寬三度選三擇1、位三置：三地質(zhì)三、地三形條三件及三水力三條件三。A、地質(zhì)三條件三：河三床抗三沖能三力強(qiáng)三的地三方。B、地形三條件三：沒(méi)三有順三流向三陡坡三和深三坑，三底部三基巖三面粗三糙，三參差三不齊三的地三方，三龍口三周?chē)袑捜煹娜龍?chǎng)地三。C、水力三條件三：設(shè)三置在三正對(duì)三主流三處——通航2、寬三度A、有通三般要三求——著重三考慮三通航三要求三。B、根據(jù)三水力三計(jì)算三，對(duì)三龍口三底部三和兩三側(cè)裹三頭部三位的三沖刷三影響三。C、合龍三施工三強(qiáng)度三高，三工程三量不三宜太三大。四、三截流三拋投三材料種類(lèi)三：容三重大三，抗三沖能三力強(qiáng)三、石三塊、三砼塊三。尺寸三：通三過(guò)水三力計(jì)三算及三工程三擁有三的起三重運(yùn)三輸設(shè)三備能三力確三定。數(shù)量三：備三料量三為設(shè)三計(jì)用三量的1