学习情境一-施工导流与截流

电话：XXXXX主讲：崔卫琴水利工程施工项目一施工导流水利工程施工概述在河流和渠道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，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。水利工程施工施工导流设计的主要任务：选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及导流建筑物的型式；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、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等措施。水利工程施工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。水利工程施工选择导流方案时应考虑的主要因素为：主要因素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水利工程施工内容任务一导流的基本方法任务二导流设计标准任务三围堰工程任务四截流工程任务五基坑排水水利工程施工任务一导流的基本方法施工导流的基本方法有两类：一类全段围堰法导流，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；另一类是是分段围堰法导流，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。水利工程施工（一）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。全段围堰法导流水利工程施工1、隧洞导流2、明渠导流3、涵管导流（一）全段围堰法全段围堰法导流，其泄水道的型式有以上几种：水利工程施工隧洞导流隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜；隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米；导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。布置要求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。水利工程施工明渠导流明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜；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；明渠离基坑应有相当距离；明渠应尽可能与永久建筑物相结合。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。布置要求水利工程施工（二）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。就是在时间上将导流分为若干时期。分段就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段.分期水利工程施工分段围堰法分段围堰法导流（a）平面图（b）下游立视图（c）导流底孔纵断面图水利工程施工分段围堰法图1-2导流分期与围堰分段示意图（a）两段两期：（b）三段两期：（c）三段三期：（d）三段三期：注意段数分得越多，施工组织越复杂；期数分得越多，工期可能拖得越长。水利工程施工分段围堰法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。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。水利工程施工工程实例：三峡工程施工导流中堡岛坝址处有一中堡岛，将长江分为大江和后河，大江宽900米，后河宽约300米，为河床分期导流提供了良好的地形条件。水利工程施工工程实例：三峡工程施工导流三峡大坝坝顶高程185米，最大坝高181米；坝顶宽度15米，坝顶轴线长2309.47米。枢纽布置从右至左依次为：右岸非溢流坝段、右厂房坝段、纵向围堰坝段、泄洪坝段等。水利工程施工三峡一期导流布置图三峡工程采用分期导流方式，分三期进行施工。第一期工程是在中堡岛左侧修建一期土石围堰，并与右岸岸边相接，形成一期基坑，在基坑内修建导流明渠和混凝土纵向围堰，同时在左岸岸坡修建临时船闸。水利工程施工三峡二期导流布置图1997年11月8日，大江截流后完成二期上、下游土石围堰的填筑，基坑抽水及覆盖层开挖，浇筑泄洪、左岸电厂、垂直升船机、左岸非溢流坝等坝段，浇筑水电站厂房、安装首批水轮发电机，同时修建左岸永久船闸。长江水流从导流明渠通过，过往船舶从导流明渠或临时船闸中航行。水利工程施工三峡三期导流布置图2002年11月6日进行了三峡工程的第二次截流——导流明渠截流。截流成功后，在导流明渠内抢修碾压混凝土围堰至140米高程，长江水流从泄洪坝段底部的22个导流底孔中宣泄，船舶从临时船闸通行。水利工程施工河床束窄程度采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选定是关键问题之一流速不能超过束窄河床段的允许流速(抗冲、通航)。纵向围堰尽可能与永久建筑物结合。充分利用河心洲、小岛等有利地形。主体工程量、施工强度尽量均衡。地形工程量便于布置后期导流建筑物，不使后期围堰过高或截流落差过大。后期导流水利工程施工后期导流的方法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。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。水利工程施工后期导流的泄水道，常见的有以下几种底孔导流。坝体缺口导流。明槽导流（明渠导流）。水利工程施工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。水利工程施工底孔导流底孔布置底孔断面型式满足截流、围堰工程及其封堵的要求。多为矩形。导流底孔可以是临时底孔也可以是永久底孔底孔尺寸取决于担负的任务(导流、过木、过船、过鱼等)、水工建筑物的结构特点及封堵闸门设备的类型。水利工程施工底孔导流底孔导流的优点底孔导流了缺点挡水建筑物上部的施工不受水流干扰孔口周边需布置钢筋；高水头条件下封堵施工困难水利工程施工明槽导流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。布置时应注意右方几点：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。明槽导流水利工程施工底孔导流向家坝坝址原貌水利工程施工底孔导流向家坝坝址原貌水利工程施工修建中的向家坝导流底孔及坝体缺口底孔导流水利工程施工底孔导流工作中的向家坝导流底孔及坝体缺口水利工程施工坝体缺口导流预留缺口宽度和高度取决于导流设计流量、其他泄水建筑物的泄流能力、建筑物的结构特点和施工条件等。在混凝土坝施工过程中，当其他泄流建筑物泄流能力不足时，可在未建成的坝体上预留缺口。水利工程施工坝体缺口导流龙开口碾压混凝土重力坝坝体缺口及导流底孔坝体导流缺口导流底孔水利工程施工明渠导流在第一期围堰的围护下先修建导流明渠，河水由缩窄的河床宣泄，导流明渠河床侧的边墙常用作第二期的纵向围堰；第二期施工时，河水由导流明渠下泄。明渠的糙率明渠的出口消能导流明渠应尽可能与永久建筑物相结合123水利工程施工龚嘴水电站明渠导流（a）平面图（b）剖面图1—一期围堰轴线2—导流明槽3—二期上游横向围堰7—非溢流坝段8—溢流坝段9—坝后式厂房10—地下式厂房4—二期下游横向围堰5—二期纵向围堰6—导流底孔水利工程施工天生桥二级水电站导流天生桥二级水电站工程导流明槽布置图1—导流明槽2—拦砂坎3—1#、2#、3#引水隧洞轴线4—坝轴线5—纵向围堰（导流腽肭槽左边墙）6—二期上游围堰7—二期下游围堰水利工程施工任务二导流设计标准（一）（二）（三）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。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不同级别，应分别计算洪水标准、堰顶超高值、安全系数导流建筑物级别水利工程施工任务二导流设计标准“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。水利工程施工任务三围堰工程围堰按使用的材料分为木笼围堰4土石围堰1草土围堰2钢板桩格型围堰3混凝土围堰5水利工程施工任务三围堰工程按围堰与水流方向的相对位置，可分为横向围堰纵向围堰按基坑淹没条件，可分为过水围堰不过水围堰水利工程施工围堰应满足的条件具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度；就地取材造价便宜，结构简单围堰的布置应力求使水流平顺；围堰的接头和岸坡联结要安全可靠；在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。12345水利工程施工工程实例:三峡三期上游碾压混凝土围堰任务三围堰工程水利工程施工龙滩水电工程下游碾压混凝土围堰爆破现场任务三围堰工程水利工程施工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（a）斜墙式（b）斜墙带水平铺盖式（c）垂直防渗墙式（d）灌浆贴合幕式7—垂直防渗墙8—灌浆帷幕9—粘土心墙1—堆石体2—粘土斜墙3—反滤层4—护面5—隔水层6—覆盖层水利工程施工2、草土围堰造价低、一般适用于水深h6m，v3.0m/s6—施工水位7—河床1—水下堰体2—水上加高部分3—草捆4—散草铺土层5—设计挡水位水利工程施工2、草土围堰7—河底8—散草铺土加高1—草捆2—铺土层3—散草4—草绳5—飘浮楔形体前沿6—己建堰体或岸坡草土转堰施工示意图（单位：m）水利工程施工3、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。河南省三门峡工程策略式混凝土纵向围堰（单位：m）（a）平面图（b）A-A剖面水利工程施工4、过水土石围堰1—砂砾石地基2—反滤层3—柴排护底4—堆石体5—粘土防渗斜墙6—毛石混凝土挡墙7—回填块石8—干砌块石上犹江水电站混凝土板护面过水土石围堰9—混凝土护面板10—块石护面11—混凝土护面板12—粘土顶盖13—水泥灌浆14—排水孔水利工程施工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，H15m水利工程施工6、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、钢板桩可回收水利工程施工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20m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、应力均匀圆形格形围堰横向围堰鼓形格形围堰纵向围堰具有1、2的优点，但结构复杂、施工难度大花瓣形格形围堰水利工程施工围堰的防渗与防冲1—上游围堰2—纵向围堰3—下游围堰4—上游涡流区5—纵向涡流区6—下游涡流区分段围堰法导流时的流态图水利工程施工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。水利工程施工任务四截流工程在施工导流中，截断原河床水流，是为“截流”；为了截流，先在河床的一侧或两侧向河床中筑堤，该堤称为“戗堤”；这种向水中填筑戗堤的过程就是“进占”；填筑戗堤使河床不断地变窄，最后形成一个流速较大的缺口，叫做“龙口”；最终封堵龙口的过程，即是“合龙”；合龙后