第一讲施工导流方式与泄水建筑物.ppt

第一章施工水流控制 Chapter1ConstructionDiversion 在河流上修建水工建筑物 施工期间往往与通航 筏运 渔业 灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾 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 并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄 这就是施工导流 第一章施工水流控制 施工导流广义上可以概括为 导 截 拦 蓄 泄 1 导如何将水流导向下游 2 截如何将原河床的水流拦断 使其按照我们的意图下泄 3 拦如何在洪水来临时 拦住洪水 保证整个水利枢纽的安全渡汛 4 蓄如何在工程建设的中后期及时蓄水 保证工程的效益按时发挥 5 泄如何保证水流顺畅流向下游 第一章施工水流控制 总装机容量1820万千瓦 长江三峡大坝 三峡大坝高185米 长2 309米 溪洛渡水电枢纽效果图 最大坝高278米 总装机容量1260万千瓦 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 章节说明 第一章施工水流控制第一节施工导流的基本方式与泄水建筑物 一 分段围堰法导流二 全段围堰法导流三 辅助导流的主要方式 第一节施工导流的基本方式 一 分段围堰法导流 分期导流 二 全段围堰法导流 一次拦断河床 1 基本概念2 适用条件工程实例3 导流泄水方式与布置 1 基本概念2 适用条件3 纵向围堰位置的确定工程实例4 导流泄水方式与布置 1 概念亦称分期围堰法 围堰将水工建筑物分段分期维护 施工的方法分段 分期 二段二期 第一节施工导流的基本方式 一 分段围堰法导流 分期导流 2010 09 分段围堰法导流 二段二期 a 平面图 b 下游立视图 c 导流底孔纵断面图1 一期上游横向围堰 2 一期下游横向围堰 3 一 二期纵向围堰 4 预留缺口 5 导流底孔 6 二期上下游围堰轴线 7 护坦 8 封堵闸门槽 9 工作闸门槽 10 事故闸门槽 11 已浇筑的混凝土坝体 12 未浇筑的混凝土坝体 2010 09 2 适用条件 河床较宽 有通航要求 流量很大 工期较长 冰凌严重 一 分段围堰法导流 分期导流 第一节施工导流的基本方式 2010 09 3 纵向围堰位置的确定 1 河床束窄度K 面积束窄度A2 围堰和基坑所占的过水面积 m2A1 原河床的过水面积 m2K值取用范围 40 70 之间 第一节施工导流的基本方式 一 分段围堰法导流 分期导流 3 纵向围堰位置的确定 2 纵向围堰位置的影响因素利用有利地形条件与永久建筑物相结合束窄河床允许流速各段主体工程的工程量 施工强度要比较均衡便于布置后期导流泄水建筑物 不致使后期围堰过高或截流落差过大 2010 09 第一节施工导流的基本方式 一 分段围堰法导流 分期导流 2010 09 束窄河床的平均流速 第一节施工导流的基本方式 vc 束窄河床的平均流速 m sQ 为导流设计流量 m3 s 为侧收缩系数 单侧收缩时采用0 95 两侧收缩时采用0 90 2010 09 束窄段前的水位壅高 由于围堰将河床束窄 破坏了河流原来的水流状态 在束窄段前产生水位壅高 其壅高值可由下式估算 第一节施工导流的基本方式 分段围堰束窄段水力计算图 3 纵向围堰位置的确定 2 纵向围堰位置的影响因素利用有利地形条件与永久建筑物相结合束窄河床允许流速各段主体工程的工程量 施工强度要比较均衡便于布置后期导流泄水建筑物 不致使后期围堰过高或截流落差过大 2010 09 第一节施工导流的基本方式 一 分段围堰法导流 分期导流 2010 09 工程实例 三峡水利枢纽施工导流 2010 09 工程实例 三峡水利枢纽施工导流 2010 09 工程实例 三峡水利枢纽施工导流 2010 09 工程实例 三峡水利枢纽施工导流 4 导流泄水方式与布置明槽 渠 导流 前期导流泄流能力强施工期通航开挖量大 保护范围广存在冲刷 淤积问题一般存在封堵后快速施工的要求底孔导流 中后期导流坝体缺口导流 明渠导流 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 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 龚嘴水电站明渠导流 天生桥二级水电站导流 4 导流泄水方式与布置明槽 渠 导流布置原则水力学条件良好 尽量与永久建筑物相结合充分利用浅滩 台地 垭口 溪沟 旧河道等 缩短轴线 节省投资尽量避免滑坡 崩塌体及高边坡满足截流施工的要求满足主体工程导流要求渠道平面布置宜顺直 水流顺畅减少施工干扰 便于基坑施工和出渣及交通运输满足冬季排冰便于后期封堵及改建施工 4 导流泄水方式与布置明槽 渠 导流进 出口布置有利于水流衔接 进出口方向与河道主流方向的夹角宜小于300进出口的位置取决于基坑大小 施工要求 并距上下游围堰堰脚有适当的安全距离 土石围堰无保护取30 50m 有保护的土石围堰和混凝土围堰取10 20m尽量避免滑坡 崩塌体及高边坡进口高程按截流设计选择 出口高程一般由下游消能控制 在满足要求的情况下 尽可能抬高进出口高程 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 4 导流泄水方式与布置底孔导流布置原则尽量与永久建筑物的底孔相结合在单设导流底孔的布置中 底孔宜布置在近河道主流位置当底孔与导流明渠结合时 宜将底孔坝段布置在明渠中混凝土支墩坝宜将底孔布置在支墩的空腔内高程布置应满足施工期导流要求一般接近河床高程从泄流 截流 通航看 低一些从放淤 封孔看 高一些 4 导流泄水方式与布置底孔导流位置选择基础条件好 进出水流顺畅一般布置在泄洪坝段内当布置非溢流坝段时 考虑出口防冲要求断面型式圆形椭圆形矩形 高宽比1 0 2 5 3 5 拱门形 2010 09 第一节施工导流的基本方式 二 全段围堰法导流 1 概念全段围堰法导流 就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰 使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄 主体工程建成或接近建成时 再将临时泄水道封堵 2010 09 第一节施工导流的基本方式 二 全段围堰法导流 2 适用条件 一般适用于河床狭窄 基坑工作面不大 水深流急 覆盖层较厚难于修建纵向围堰 难于实现分期导流的工程 2010 09 溪洛渡导流平面布置图 工程实例 2010 07 2010 09 3 导流泄水方式与布置 隧洞导流适合于河谷狭窄 地质条件允许的坝址导流明渠涵管导流导流流量较小或只担负枯水期的导流任务 适用于土坝 堆石坝 埋入坝下明渠隧洞组合导流过水围堰配合导流 导流泄水方式与布置隧洞导流特征临时建筑物 运行期较短 一般2 5年 结构耐久性要求较低运行条件特殊 一般均存在明 满流交替出现的运行工况施工工期紧张布置条件一般较差 一般先考虑永久建筑物布置 龙羊峡隧洞导流 毛家村水库导流隧洞导流 导流泄水方式与布置隧洞导流布置原则应与枢纽总布置相协调 尽量与永久建筑物相结合地质及水力学条件良好 满足工程施工及运行安全 工程量较少满足施工导 截流要求 与主体工程结合的部分应满足永久运用要求满足施工期通航及冬季排冰等的要求充分利用地形条件 尽量使洞线顺直出口段洞轴线与河道主流方向的夹角不宜大于300 进口段适当放宽进口高程通常取枯水位以下1 3m 导流泄水方式与布置隧洞导流洞线选择地质条件是洞线选择的核心 是成功的关键尽量使洞线平直 使进出流顺畅一般控制弯道转角小于600 曲率半径大于5倍洞径或洞宽 导流泄水方式与布置涵管导流布置应有良好的地基 一般应坐落在岩基上应尽量采用明流泄水 减少振动 防止空蚀一般应呈直线布置 当水头大于20m 不允许设置弯道土石坝中 当围堰与坝体相结合时 往往是上游围堰越高越经济慎重研究进口型式和洞内流态 消除负压和空蚀为了防止洞身渗漏 一般设置