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第一章施工导流施工导流广义上可以概括为：“导、截、拦、蓄、泄”施工导流的主要任务：（分析基本资料，满足各方要求）◆选定导流标准，划分导流时段，确定导流流量◆选择导流方案及导流建筑物型式◆确定导流建筑物的布置、构造及尺寸◆拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等工程措施基本资料：水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置、施工条件§1-1施工导流的基本方法分段围堰法（分期；分段）：束窄河床，坝体底孔，坝体缺口，明槽全段围堰法（一次拦断河床）：隧洞，明渠，涵管一、分段围堰法导流分期束窄河床，修建围堰，适用于：①流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰②河床中永久建筑物便于导流泄水建筑物③河床覆盖层不厚分段与分期分段：系指在空间上用围堰将建筑物分成若干施工段进行施工；分期：系指在时间上将导流分成若干时期；采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，亦即河床束窄程度的选择是关键问题之一。（详见教材P7）分期导流平面布置1三峡水利枢纽分期导流—两段三期三峡一期导流分期导流三峡平面布置分期导流-----三峡三峡一期导流平面布置三峡二期导流三峡二期导流平面布置三峡三期导流三峡三期导流平面布置（1）一期围堰位置的选择1）一期围堰先围主河槽部位2）一期一般选择在场地宽阔、交通方便的一岸3）一期应优先考虑修建水电站、船闸，满足早期发电、施工通航的要求4）各期永久建筑物工程量大体平衡河床束窄系数取值在40%—70%5）便于布置后期的施工，不至于造成后期围堰过高或截流落差过大（2）导流平面布置1）纵向围堰大致平行水流方向，横向围堰按直线布置为宜，夹角大于90°。2）围堰内坡与建筑物边线距离除满足开挖边坡要求外，还应考虑施工机械等布置的要求。（3）导流泄水方式与布置1）底孔导流2）坝体缺口导流3）明槽导流分期导流平面布置2三峡导流明渠天生桥水电站导流明槽二、全段围堰法导流（1）隧洞导流a：适用条件流量小，河床狭窄，两岸地形陡峻，地质条件良好b：布置地质、水力学、力学、枢纽布置①洞轴线沿线地质条件良好②洞轴线宜按直线布置转弯半径≥5倍洞径、转角≤600弯道首尾应设直线段，长度≥3—5倍洞径进出口引渠轴线与河流方向夹角≤300③洞的大小净距（数量）满足结构和应力要求c：断面设计地质条件、隧洞工作状况（有无压）、施工条件①圆形高水头②马蹄形地质条件差③方圆形有利于截流和施工d：糙率混凝土衬砌0.014—0.017光面爆破不衬砌0.025—0.032一般爆破不衬砌0.035—0.044龙羊峡隧洞导流毛家村水库导流隧洞导流（2）明渠导流a：适用条件①河床一岸有较宽台地、垭口或古河道②流量大、地质条件不适合于开挖导流隧洞③施工期有通航、过木或排冰任务④总工期紧，不具备洞挖经验或设备明渠导流b：布置1）导流明渠轴线布置原则①布置在较宽台地②渠身轴线伸出上下游围堰外坡脚，水平距离要满足围堰防冲要求③尽可能避免深开挖，缩短明渠轴线长度2）进出口位置和高程的确定①进出口力求不冲、不淤、不产生回流②进口高程按截流设计选择③满足施工要求和一些特殊要求④尽可能抬高进出口高程，以减少水下开挖量3）断面设计①断面尺寸：设计流量控制②断面形式：梯形、矩形、复合梯形③糙率：查手册，水工实验4）封堵有通航等要求，预设闸门墩无通航要求，在明渠内修建坝段，并设置导流底孔和坝面缺口（3）涵管导流（4）明渠隧洞组合导流a：适用条件河床狭窄，河床覆盖层很厚，流量大，地形允许b：布置一边一个布置（5）过水围堰配合导流辅助导流方式a：适用条件洪枯流量相差大，工期短b：关键问题①正确确定围堰的挡水标准②围堰的选型设计第二节导流设计流量的确定一、导流设计标准的选择方法导流标准：导流建筑物级别及其设计洪水标准的统称；导流设计标准：导流设计中所采用的设计流量频率的规定；总体要求：初期导流阶段标准可低一些，中后期标准应逐步提高；当要求工程提前发挥效益时，相应导流阶段的设计标准应高一些；对特别重要的工程或者下游有重要工矿交通设施或城市时，导流标准可适当提高。1、重现期法（常规频率法）2、典型水文年法（实测资料分析法）3、经济流量分析法我国所采用的导流标准：按SDJ338-89《水利水电工程施工组织设计规范》，将导流建筑物划分为Ⅲ~Ⅴ级，查表选取即可；导流设计洪水标准的确定，实际上就是要在经济性、技术性与风险大小之间加以抉择。二、导流时段的划分初期、中期和后期，实质是解决在施工阶段逐年来水的下泄方式。1、导流程序：在工程施工过程中的不同阶段，可以采用不同类型和规模的挡水建筑物与泄水建筑物的这些不同导流方法组合的顺序。2、导流时段：按导流程序划分的各施工阶段的延续时间——挡水时段、施工时段。3、导流时段划分考虑因素：河道水文特征，枢纽类型、导流方式、施工总进度及工期等。4、划分导流时段的基本依据是从施工角度对全年流量变化过程线所划分的水文时段。几种典型情况下的划分原则1、基坑内施工工程量（包括基础处理等）较小，主体建筑物可在河道截流后的一个枯水期内抢修至拦洪高程以上时，即可选择在枯水期运用的围堰，导流设计流量则选择该枯水时段的某一频率的洪水流量；2、基坑内施工工程量（包括基础处理等）较大，主体建筑物不能在河道截流后的一个枯水期内抢修至拦洪高程以上时，对于土石坝等枢纽，若未完建坝体不允许溢流，基坑不允许过水，导流时段应以全年为标准；3、混凝土坝、堆石坝等基坑允许过水，当河道洪水期与枯水期水位变幅较大时，可通过经济技术比较选择一定枯水期时段为围堰挡水时段，相应时段的一定频率流量作为导流设计流量；洪水期洪峰来时可由坝体溢流，基坑内停止施工；洪水过后围堰挡水，基坑内主体工程正常施工。三、导流方案选择的影响因素导流方案：不同导流时段所采用的不同导流方法的组合1、水文气象：河谷宽、流量大、施工期长、有通航要求——分段围堰导流。河道窄、流量小、无通航要求——全段围堰导流。2、地形：河谷形状系数：K——针对混凝土坝K4.0，α5500m3/s——隧洞导流K=4.0～6.5——结合其它因素分析K=6.5，α5500m3/s，分期导流3、地质与水文地质：岩石性质、地下水埋藏状况；4、水工建筑物的结构特征和枢纽布置；土坝、土石坝、堆石坝：不用过水围堰。高土石坝：不用分段导流方案。砼坝：分段导流。5、施工进度、施工方法及施工场地布置6、河流的综合利用：通航、发电、灌溉、渠道供水、及渔业。第三节围堰工程围堰——临时性水工建筑物。作用——围护河床中基坑、保证水工建筑物施工在干地上进行。特点：1、工期短2、水下施工，质量不易保证3、需拆除。一、类型1、按材料分：土石围堰、砼围堰、钢板桩格型围堰、木笼围堰、草土围堰。2、按与水流的相对位置分：横向围堰、纵向围堰。3、按导流期间基坑是否允许淹没（过水）水分：过水围堰、不过水围堰。4、按施工期划分：一期围堰、二期围堰等组合方式对围堰命名。二、围堰的平面布置：外形轮廓、堰内空间。1、要求：1）围堰与水流的作用既不影响泄流能力又不能对围堰产生过大冲刷。2）不影响基坑开挖和主体建筑物施工。分段围堰——上下游围堰一般不与河床中心线垂直——使水流顺畅。全段围堰——围堰与主河道垂直——减少工程量。2、堰顶高程的确定横向围堰堰顶高程：H=h+hw+gH——上游或下游围堰的顶部高程h——围堰挡水的静水位hw——波浪高度g——围堰的安全超高三、围堰型式的选择1、土石围堰：与土石坝相似。就地取材、机械化施工、拆除方便。1）材料：堰壳：各类石碴、砂卵石防渗体：粘土、土壤、风化砂反滤料：砂卵石或砾石，用粒径略加控制的1～2层砂砾石混合料做过滤带2）断面型式：斜墙式：反滤体与堰壳施工干扰小。心墙式：水下施工特点——土料固结慢、抗剪强度低。3）围堰拆除：不能用过大块石、砼大块体、钻丝笼等材料填筑——影响后期截流及水库运行。三峡二期土石围堰典型剖面图三峡二期土石围堰典型剖面图2、砼围堰1）抗冲及抗渗透能力强、断面尺寸小，易于和永久砼建筑物相连接，必要时允许过水。2）型式：拱型、半圆形、圆筒型、重力式（纵向围堰）。第四节截流工程1、截流：拦截河水、使水流经泄水建筑物下泄。2、截流过程：进占、护底及裹头、合龙、闭气。进占：在河床的一侧或两侧向河床抛填截流材料、束窄河床。护底及裹头：对河床及龙口戗堤端部进行防冲加固。合龙：封堵龙口，使戗堤合龙。闭气：在戗堤迎水面设置防渗设施。一、截流的方式1、立堵法截流：将截流材料从龙口一端向另一端或两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口直到全部拦断。特点：水力条件不利（合龙过程中所出现的最大流速比平堵大）所需截流材料粒径大，易造成对河床冲刷，对河床护底要求高，准备工作简单，造价低。适用：（1）岩基或覆盖层较薄的岩基河床。（2）河床采用适当的护底措施。2、平堵法截流：沿龙口全线均匀地逐层抛投截流材料，直至抛石堆体高出水面将河道水流截断为止。特点：单宽流量小，流速小，抛投材料粒径及重量小，戗堤工程量小，抛投强度大，施工速度快，对龙口护底要求不高，费用昂贵，技术复杂。适用：平原软基河流。3、其它截流方式（1）爆破截流、定向爆破截流：岩石坚硬，岸坡陡峻。爆破砼预制体截流。（2）下闸截流——人工泄水道。（3）浮运沉箱或沉船法截流——海口工程。二、截流日期及设计流量1、截流时间的选定1）截流年份：根据枢纽工程施工控制性进度计划或总进度计划决定。2）截流时段：A、全面考虑河道水文特性和截流前后应完成的各项控制性工程要求，合理使用枯水期的前提下尽可能在流量较小时截流。B、兼顾通航、灌溉、供水、过木要求，尽量使截流对河道综合利用的影响最小。C、有冰情的河道，不宜在流冰期进行截流，以避免截流和闭气工作的复杂化或失败。2、截流设计流量的确定方法：频率法（重现期法），即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率（10%~20%）的某种特征流量值（旬平均，或月平均流量）作为设计流量。对大型工程截流：通常以选取一个流量为主，并考虑较大、较小流量出现的可能性，用几个流量进行截流计算和模型试验研究。三、龙口位置与宽度选择1、位置：地质、地形条件及水力条件。A、地质条件：河床抗冲能力强的地方。B、地形条件：没有顺流向陡坡和深坑，底部基岩面粗糙，参差不齐的地方，龙口周围有宽阔的场地。C、水力条件：截流前若有通航要求，设置在深槽主航道处，无通航要求则考虑水流平顺，泄流通畅。2、宽度A、有通航要求——着重考虑通航要求。B、根据水力计算，对龙口底部和两侧裹头部位的冲刷影响。C、合龙施工强度高，工程量不宜太大。四、截流抛投材料种类：容重大，抗冲能力强、石块、砼块。尺寸：通过水力计算及工程拥有的起重运输设备能力确定。数量：备料量为设计用量的1.3～1.5倍。五、截流施工过程1.龙口位置选择综合考虑地质、地形及水力条件；（1）地质条件：宜设置在河床抗冲刷能力强的地方，如基岩裸露处等；（2）地形条件：龙口河底不宜由顺水流方向的陡坡或深坑，龙口周围应有宽阔的施工场地，便于交通运输和组织施工；（3）水力条件：截流前如有通航要求，龙口宜设置在深槽主航道处，无通航要求，龙口设置要考虑水流平顺，泄流通畅；2.合龙：截流的关键（1）合龙措施a.加大分流量b.形成多级水位c.合龙段设置拦石栅（拦石坎）d.锚系抛投截流材料，如块石串、混凝土串等e.利用上游水库控制下泄流量，减少合龙难度f.设置截流闸（2）合龙材料石料、混凝土块体、钢筋笼等；3.闭气截流合龙后封堵戗堤渗漏通道的措施；一般方法是先在截流戗堤上游侧先抛投反滤层材料，然后向水中抛投粘土或细颗粒砂砾料，把透过堆石戗堤的渗流量减小到最低程度，闭气后，方可进行基坑排水和开挖施工。第五节拦洪度汛和封孔蓄水中后期施工导流中的重要问题——临时围堰失效，坝体拦洪度汛。一、坝体拦洪标准1、枯水期：由围堰挡水。汛期：坝体拦洪。2、根据坝型和坝体升高后的拦洪库容确定拦洪标准，通