施工导流专项PPT.ppt

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 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 龙羊峡隧洞导流 毛家村水库导流隧洞导流 明渠导流 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 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K5500m3 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 通过调洪演算计算拦洪水位 考虑安全超高 确定坝体临时拦洪高程 二 度汛措施 1 砼坝 浆砌石坝 预留底孔 缺口2 土石坝 1 抢筑坝体临时度汛断面 2 采取临时防冲措施用未完建的土石坝溢洪 三 封孔蓄水 根据发电日期和发电最低水位 按保证率来水量进行蓄水历时计算反推最迟封堵日期 四 封堵技术 1 封堵设计流量 封堵期5 10年一遇的月或旬平均流量 或按实测水文统计资料分析确定 2 封堵方式 1 下闸封孔 隧洞 涵谷 底孔等 2 浇底砼塞 第六节基坑排水 一 按排水时间及性质可分为 1 基坑开挖前的初期排水 包括基坑积水 在排除基坑积水的过程中围堰堰体与基础渗水以及可能出现的降水的排除 2 基坑开挖及建筑物施工过程中的经常性排水 包括围堰 基坑渗水 降水 地基岩石冲洗与混凝土养护用废水等的排除 二 按排水方法分 明式排水 暗式排水 人工降低地下水位 一 明式排水 一 排水量计算 目的 选定排水设备的台数及容量 1 初期排水 基坑积水 基坑渗水两大部分 降雨 枯水期降雨可不考虑 排水流量 Q kV TV 基坑积水体积 按积水面积和积水水深计算 T 初期排水时间 受水位下降速度限制 根据围堰的型式 基坑地基特性及坑内水深而定 k 积水体积系数 经验系数 其实质是因为初期排水时的渗流量估算很难符合实际 通常不单独估算渗流量 设计取4 10 小型工程2 3 2 经常性排水流量估算渗透流量影响因素 基坑面积 土壤性质 基坑深度 水头 1 围堰的渗流量计算 2 基坑渗透透流量计算 1m2基坑面积在每1m水头作用下的渗流量q 3 降水 应采用抽水时段内最大日降雨资料 4 冲洗基岩及养护砼的废水 每天8次 二 排水布置1 初期排水的水泵站布置1 充分利用地形 靠岸边 下游围堰堰脚 2 避免施工干扰 转移次数少 3 尽可能和经常性排水统一考虑布置 固定式布置 水泵吸水高度足够时 泵站布置在堰上 水泵吸水高度不够时 水泵沿基坑水位下降而下移 安放在基坑内较低的固定平台上 浮动式 将水泵放在浮船上 2 经常性排水系统布置1 基坑开挖过程中的排水系统布置 布置原则 不妨碍开挖和运输工作 2 修建建筑物时的排水系统 通常布置在基坑四周 且在基坑外缘设排水沟或截水沟 三 水泵的选择与安装1 明式排水常用离心式水泵 泵壳 泵轴 工作叶轮 2 管路系统 滤网 底阀 吸水管 出水管3 离心式水泵的基本工作参数 流量Q 扬程H 允许真空吸水高度H真 轴功率P 效率 转速n 4 安装高程 6m5 泵站机组1 5台时 增加1台备用 泵站机组 5台 增加20 备用 四 排水注意系统1 检查吸水管接头及吸水口安装位置 2 排水过程中 注意观测水位 围堰 岸坡等的变化情况 检