第一章导流工程

第一章导流工程本章主要内容第一节施工导流第二节截流工程第三节基坑排水第一节施工导流施工导流的基本方法围堰工程导流设计流量的确定围堰的平面位置导流建筑物的水力计算施工导流：在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将各时期的河水引向预定的泄水通道往下游宣泄。•几个概念导流方案：不同导流时段不同导流方法的组合导流时段：按照导流程序所划分的各施工阶段的延续时间导流标准：选择导流设计流量进行施工导流设计的标准导流标准是根据导流建筑物的保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，划分导流建筑物的级别（3～5级）施工导流标准导流建筑物级别（1）导流建筑物级别导流建筑物为施工期所用的临时挡水和泄水建筑物。（2）建筑物分属不同级别时，以最高级别为准，III级至少有两项指标符合要求（3）不同级别，应分别计算洪水标准、堰顶超高值、安全系数一、施工导流的基本方法施工导流的基本方法有两类：一类是分段围堰法导流，水流通过被束窄的河床、坝体底孔、缺口或明槽等往下游宣泄；另一类是全段围堰法导流，水流通过河床外的临时的或永久的隧洞、明渠或河床内的涵管等往下游宣泄。（一）分段围堰法分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。两段两期最常见后期导流的方法分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。选择纵向围堰是关键。分段围堰法导流前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流。后期导流的泄水道，常见的有以下几种：1.底孔导流2.坝体缺口导流3.明槽导流（明渠导流）分段围堰法底孔导流用于导流的底孔可以是临时的底孔也可以是永久的底孔。将坝体的永久底孔用作导流底孔是最理想的，如果是临时底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时加以封堵。一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以保证枯水期泄水。底孔导流的优点是挡水建筑物上部的施工不受水流的干扰，有利于连续施工。明槽导流在第一期围堰的围护下先修建导流明槽，河水由缩窄的河床宣泄，导流明槽河床侧的边墙常用作第二期的纵向围堰；第二期施工时，河水由导流明槽下泄。布置时应注意以下几点：1.明槽的糙率；2.明槽的出口消能；3.导流明槽应尽可能与永久建筑物相结合。（二）全段围堰法全段围堰法导流，是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程完成或接近完成时，将临时泄水道封堵。一般用于工期短，年水流变化小的小型河流。全段围堰法导流，其泄水道的型式有以下几种：1.隧洞导流；2.明渠导流；3.涵管导流。隧洞导流隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，河水由隧洞下泄。布置要求：1.隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2.隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米；3.导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。明渠导流明渠导流是在河岸上开挖明渠，在基坑的上下游修筑围堰，河水由明渠下泄。布置要求：1.明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2.明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50～100米为宜；3.明渠离基坑应有相当距离；4.明渠应尽可能与永久建筑物相结合。二、围堰工程围堰分类按其所使用的材料，可以分为：1.土石围堰；2.草土围堰；3.钢板桩格型围堰；4.木笼围堰；5.混凝土围堰。按围堰与水流方向的相对位置，可分为：1.横向围堰；2.纵向围堰。按基坑淹没条件，可分为：1.过水围堰；2.不过水围堰。围堰应满足的条件1.具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度；2.就地取材造价便宜，结构简单；3.围堰的布置应力求使水流平顺；4.围堰的接头和岸坡联结要安全可靠；5.在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。围堰的基本型式及构造1.土石围堰就地取材、造价低、易于施工和拆除一般用于横向围堰2.草土围堰造价低、一般适用于水深h6m，v3.0m/s3.混凝土围堰抗冲能力大、工程量小，允许过水，要求修建在基岩上，施工复杂，多采用重力式围堰（碾压混凝土浇筑)。混凝土拱围堰：两岸有较好的拱座条件4.过水土石围堰5.木笼围堰框格木结构，内填块石。断面小，抗冲能力强；木材消耗大，木笼与基础面接触易渗流，H15m6.钢板桩围堰河岸线钢板桩600钢管桩“一字形”钢板桩与异形连接板组成的格体和连弧段构成，格体和连弧段内填石料以维持围堰的稳定。可做过水围堰用、高度机械化、断面小、抗冲能力强、安全可靠、钢板桩可回收1．圆形格形围堰横向围堰每个格体为独立稳定单元，可以单独回填，已建的格体可以作为后期施工平台。格体直径和高度受钢板桩锁口允许拉力限制。格体的设计高度一般小于20m2．鼓形格形围堰纵向围堰可以通过延长隔墙的方式来增加围堰的有效高度（仅格体的圆弧半径受钢板桩锁口允许拉力限制）。适应较高水头、应力均匀3．花瓣形格形围堰具有1、2的优点，但结构复杂、施工难度大围堰的防渗与防冲三、导流设计流量的确定“导流标准”是选择导流设计流量进行施工设计的标准。“导流设计流量”是选择导流方案，设计导流建筑物的主要依据。如果标准太低，不能保证工程施工安全；反之，则过于浪费，且延误工期。我国所采用的导流标准，按现行规范《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338－89（试行）执行。根据保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，再根据道路建筑物的级别和类型选定。导流时段的划分在工程施工过程中，不同阶段可以采用不同的施工导流方法和泄水建筑物。“导流时段”就是按照导流程序所划定的各施工阶段的延续时间。不同导流方法组合的顺序，通常称为“导流程序”。导流设计流量只有在导流标准与导流时段确定后，才能相应地确定。导流时段的划分与河流的水文特性、水工建筑物的布置和型式、导流方案、施工进度等有关。导流方案的选择导流方案的选择受各种因素的影响。一个合理的导流方案，必须在周密研究各种影响因素的基础上，拟定几个可行的方案，进行技术比较，从中选择技术经济指标优越的方案。选择导流方案时应考虑的主要因素为：水文条件；地形条件；地质及水文地质条件；水工建筑物的型式及布置；河流的综合利用；施工进度。四、围堰的平面位置•（一）围堰外形轮廓布置•（二）确定堰内基坑范围五、导流建筑物的水力计算•（一）纵向围堰位置和束窄河床段的水力计算•（二）泄水建筑物的水力计算•（三）堰顶高程工程实例:三峡三期上游碾压混凝土围堰龙滩水电工程下游碾压混凝土围堰爆破现场