施工导流专项PPT课件

1、第1页/共100页第2页/共100页第3页/共100页一、分段围堰法导流一、分段围堰法导流分期束窄河床，修建围堰，适用于：分期束窄河床，修建围堰，适用于：流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰河床中永久建筑物便于导流泄水建筑物河床中永久建筑物便于导流泄水建筑物河床覆盖层不厚河床覆盖层不厚第4页/共100页 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）第5页/共100页第6页/共100页第7页/共100页

2、三峡水利枢纽分期导流两段三期第8页/共100页第9页/共100页第10页/共100页第11页/共100页第12页/共100页第13页/共100页第14页/共100页第15页/共100页第16页/共100页（1 1）一一期期围围堰堰位位置置的的选选择择 1 1）一一期期围围堰堰先先围围主主河河槽槽部部位位 2 2）一一期期一一般般选选择择在在场场地地宽宽阔阔、交交通通方方便便的的一一岸岸 3 3）一一期期应应优优先先考考虑虑修修建建水水电电站站、船船闸闸，满满足足早早 期期发发电电、施施工工通通航航的的要要求求 4 4）各各期期永永久久建建筑筑物物工工程程量量大大体体平平衡衡河河床床束束窄窄系系

3、 数数取取值值在在 4 40 0% %7 70 0% % 5 5）便便于于布布置置后后期期的的施施工工，不不至至于于造造成成后后期期围围堰堰 过过高高或或截截流流落落差差过过大大第17页/共100页（2 2）导导流流平平面面布布置置1 1） 纵纵向向围围堰堰大大致致平平行行水水流流方方向向，横横向向围围堰堰按按直直线线布布置置为为宜宜，夹夹角角大大于于9 90 0。2 2） 围围堰堰内内坡坡与与建建筑筑物物边边线线距距离离除除满满足足开开 挖挖边边坡坡要要求求外外，还还应应考考虑虑施施工工机机械械等等 布布置置的的要要求求。第18页/共100页（3）导流泄水方式与布置 1）底孔导流 2）坝体缺

4、口导流 3）明槽导流第19页/共100页第20页/共100页第21页/共100页第22页/共100页第23页/共100页二、全段围堰法导流二、全段围堰法导流 （1 1）隧洞导流）隧洞导流 a a：适用条件：适用条件 流量小，河床狭窄，两岸地形陡峻，地质条件良好流量小，河床狭窄，两岸地形陡峻，地质条件良好 b b：布置：布置 地质、水力学、力学、枢纽布置地质、水力学、力学、枢纽布置 洞轴线沿线地质条件良好洞轴线沿线地质条件良好 洞轴线宜按直线布置洞轴线宜按直线布置 转弯半径转弯半径5 5 倍洞径、倍洞径、 转角转角60600 0 弯道首尾应设直线段，长度弯道首尾应设直线段，长度3 35 5 倍洞

5、径倍洞径 进出口引渠轴线与河流方向夹角进出口引渠轴线与河流方向夹角30300 0 洞的大小洞的大小 净距净距（数量）满足结构和应力要求（数量）满足结构和应力要求第24页/共100页c c：断断面面设设计计 地地质质条条件件、隧隧洞洞工工作作状状况况（有有无无压压） 、 施施工工条条件件 圆圆形形 高高水水头头 马马蹄蹄形形 地地质质条条件件差差 方方圆圆形形 有有利利于于截截流流和和施施工工d d：糙糙率率 混混凝凝土土衬衬砌砌 0 0. .0 01 14 40 0. .0 01 17 7 光光面面爆爆破破不不衬衬砌砌 0 0. .0 02 25 50 0. .0 03 32 2 一一般般爆爆

6、破破不不衬衬砌砌 0 0. .0 03 35 50 0. .0 04 44 4第25页/共100页第26页/共100页第27页/共100页第28页/共100页第29页/共100页第30页/共100页第31页/共100页第32页/共100页第33页/共100页（2 2）明明渠渠导导流流 a a：适适用用条条件件 河河床床一一岸岸有有较较宽宽台台地地、垭垭口口或或古古河河道道 流流量量大大、地地质质条条件件不不适适合合于于开开挖挖导导流流 隧隧洞洞 施施工工期期有有通通航航、过过木木或或排排冰冰任任务务 总总工工期期紧紧，不不具具备备洞洞挖挖经经验验或或设设备备第34页/共100页第35页/共10

7、0页b b：布布置置1 1）导导流流明明渠渠轴轴线线布布置置原原则则 布布置置在在较较宽宽台台地地 渠渠身身轴轴线线伸伸出出上上下下游游围围堰堰外外坡坡脚脚，水水平平距距离离要要 满满足足围围堰堰防防冲冲要要求求 尽尽可可能能避避免免深深开开挖挖，缩缩短短明明渠渠轴轴线线长长度度2 2）进进出出口口位位置置和和高高程程的的确确定定 进进出出口口力力求求不不冲冲、不不淤淤、不不产产生生回回流流 进进口口高高程程按按截截流流设设计计选选择择 满满足足施施工工要要求求和和一一些些特特殊殊要要求求 尽尽可可能能抬抬高高进进出出口口高高程程，以以减减少少水水下下开开挖挖量量第36页/共100页3 3）断

8、断面面设设计计 断断面面尺尺寸寸：设设计计流流量量控控制制 断断面面形形式式：梯梯形形、矩矩形形、复复合合梯梯形形 糙糙率率：查查手手册册，水水工工实实验验4 4）封封堵堵 有有通通航航等等要要求求，预预设设闸闸门门墩墩 无无通通航航要要求求，在在明明渠渠内内修修建建坝坝段段，并并设设置置导导流流底底 孔孔和和坝坝面面缺缺口口第37页/共100页（3 3）涵涵管管导导流流（4 4）明明渠渠隧隧洞洞组组合合导导流流a a：适适用用条条件件 河河床床狭狭窄窄，河河床床覆覆盖盖层层很很厚厚， 流流量量大大，地地形形允允许许 b b：布布置置 一一边边一一个个布布置置（5 5）过过水水围围堰堰配配合合

9、导导流流 辅辅助助导导流流方方式式 a a：适适用用条条件件 洪洪枯枯流流量量相相差差大大，工工期期短短b b：关关键键问问题题 正正确确确确定定围围堰堰的的挡挡水水标标准准 围围堰堰的的选选型型设设计计第38页/共100页第39页/共100页第40页/共100页第41页/共100页第42页/共100页第43页/共100页第44页/共100页第45页/共100页第46页/共100页第47页/共100页第二节 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，

10、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。第48页/共100页 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。第49页/共100页第50页/共100页二、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

11、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。第51页/共100页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

12、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；第52页/共100页 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。第53页/共100页 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

13、段围堰导流。 2、地形：河谷形状系数：K针对混凝土坝 K4.0，5500 m3/s，分期导流第54页/共100页 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55页/共100页第三节 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。第56页/共100页 一、类型 1、按材料分：

14、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。第57页/共100页 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。第58页/共100页第59页/共100页 2、堰顶高程的确定 横向围堰堰顶高程：H=h+hw+g H上游

15、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围堰的安全超高第60页/共100页三、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12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。第61页/共100页第62页/共100页第63页/共100页第64页/共100页第65页/共100页第66页/共100

16、页第67页/共100页三峡二期土石围堰典型剖面图第68页/共100页三峡二期土石围堰典型剖面图第69页/共100页第70页/共100页 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71页/共100页第72页/共100页第四节 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。第7

17、3页/共100页一、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。第74页/共100页 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。第7

18、5页/共100页 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。第76页/共100页二、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。第77页/共100页 2、

19、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。第78页/共100页三、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。第79页/共100页 2

20、、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。第80页/共100页四、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1.31.5倍。第81页/共100页五、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

21、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；第82页/共100页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.设置截流闸第83页/共100页（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84页/共100页第五节 拦洪

22、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。第85页/共100页一、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。第86页/共100页二、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。第87页/共100页三、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。第88页/共100页四、封堵技术 1、封堵设计流量：封堵期510年一遇的月

23、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89页/共100页第六节 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。第90页/共100页 二、按排水方法分：明式排水，暗式排水（人工降低地下水位）。第91页/共100页一、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：QkV/T V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410，小型工程23。第92页/共100页 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：