施工导流基本方法、围堰工程、流量计算讲义（75页图文丰富）

1、第一章 施工导流施工过程中的水流控制或称施工导流，概括地说就是要采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施来解决施工与水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物施工的不利影响，把河水流量全部或部分地导向下游，或者拦蓄起来，以保证枢纽主体建筑物能在干地上施工和施工期不影响或尽可能少影响水资源的综合利用。引导水流是水流控制的核心。所以，施工过程中的水流控制，通常称为施工导流。第一节 施工导流的基本方法 施工导流的方法大体上分为两类：一类是全段围堰法，适用于河床狭窄、基坑工作量不大、水深、流急难于实现分期导流的地方；另一类是分段围堰法导流，适用于河床宽阔、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的

2、河流上。 第一节 施工导流的基本方法 一、全段围堰法导流全段围堰法按泄水建筑物的类型不同可分为：明渠导流、隧洞导流、涵管导流、渡槽导流等。 第一节 施工导流的基本方法 一、全段围堰法导流（一）明渠导流 A B 明渠导流示意图A. 在岸坡上开挖的明渠 B. 在滩地上开挖并设有导墙的明渠 1.导流明渠 2.上游围堰 3.下游围堰 4.坝轴线 5. 明渠外导水墙第一节 施工导流的基本方法 一、全段围堰法导流（二）隧洞导流隧洞导流示意图（a）土石坝枢纽；(b)混凝土坝枢纽1导流隧洞；2上游围堰；3下游围堰；4主坝第一节 施工导流的基本方法 一、全段围堰法导流（二）隧洞导流第一节 施工导流的基本方法 一

3、、全段围堰法导流（三）涵管导流涵管导流示意图1导流涵管；2上游围堰；3下游围堰；4土石坝第一节 施工导流的基本方法 一、全段围堰法导流（四）渡槽导流 渡槽一般只用于小型工程的枯水期导流。导流流量通常不超过2030m3/s，个别工程也有达100 m3/s的。 第一节 施工导流的基本方法 二、分段围堰法导流分段围堰法，也称分期围堰法或河床内导流，就是用围堰将建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。 分段围堰法导流一般适用于河床宽阔、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。用分期围堰法导流时，能较灵活地安排各导流时段，充分借助大的泄水通道导流，往往采用较低的围堰就可完成导流任务，

4、第一节 施工导流的基本方法 二、分段围堰法导流分段围堰法导流，前期由束窄的原河道导流，后期可利用事先修建好的泄水道或未完建的永久建筑物导流，常见泄水道的类型有底孔、缺口等。第一节 施工导流的基本方法 二、分段围堰法导流（一）束窄河床导流这种方法适用于一期或前期导流（见图1-6a）。一般是在第一期围堰的保护下先建好泄水建筑物、船闸和厂房，并预留底孔，以备二期导流。若此时第一台发电机组已装好又能满足初期发电的水位，便可提前投入运转。第一节 施工导流的基本方法 二、分段围堰法导流（一）束窄河床导流利用设置在混凝土坝体中的永久底孔或临时底孔做为泄水道，是二期导流经常采用的方法。导流时让全部或部分导流流

5、量通过底孔渲泄到下游，保证后期工程的施工。 第一节 施工导流的基本方法 二、分段围堰法导流（一）束窄河床导流混凝土坝施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，其他导流建筑物不足以渲泄全部流量时，为了不影响坝体施工进度，使坝体在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的坝体上预留缺口以便配合其它建筑物渲泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落，再继续修筑缺口。这种导流方法的优点是泄流量大，简单经济，但坝体本身须允许过水。 坝体缺口过水示意图1过水缺口；2导流隧洞；3坝体；4坝顶第一节 施工导流的基本方法 三、其它导流方法简介（1）淹没基坑导流。做过水围堰，洪峰来时围堰过水，让基坑淹没，洪峰过后围堰继续挡水，并抽完基坑

6、的水再继续施工。（2）渡槽导流。 （3）电站厂房导流。 （4）船闸闸室导流。 第一节 施工导流的基本方法实际选择导流方式的原则在实际工作中，由于枢纽布置、建筑物型式以及施工条件的不同，必须进行恰当的组合，灵活应用，才能合理解决一个工程在整个施工期间的导流问题。底孔和坝体缺口泄流，并不只适用于分段围堰法导流，在全段围堰法后期导流时，也常有采用；同样，隧洞和明渠泄流，并不只适用于全段围堰法导流，在分段围堰法后期导流时，也常有应用。因此，选择一个工程的导流方式，必须因时因地制宜，绝不能机械地套用。第二节 围堰工程为了保证建筑物能在干地施工，用来围护施工基坑，把施工期间的径流挡在基坑外的导流挡水建筑物

7、通常称为围堰，是导流工程中的临时建筑物。在导流任务完成以后，如果围堰对永久建筑物的运行有妨碍或没有考虑作为永久建筑物的组成部分时，应予拆除。 第二节 围堰工程一、围堰分类按其所使用的材料，最常见的围堰有：土石围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰、草土围堰等。按围堰与水流方向的相对位置，可以分为：大致与水流方向垂直的横向围堰和大致与水流方向平行的纵向围堰。按围堰与坝轴线的相对位置，可分为上游围堰和下游围堰。按导流期间基坑淹没条件，可以分为：过水围堰和不过水围堰。 第二节 围堰工程围堰选择原则（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，构造简单，修建、拆除都方便。（3）

8、围堰的布置应力求使水流平顺，不发生严重的局部冲刷。（4）围堰接头和岸坡联结要安全可靠，不致因集中渗漏等破坏作用而引起围堰失事。（5）在必要时，应设置抵抗冰凌、船筏冲击破坏的设施。第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （一）不过水土石围堰优点：它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构造简单，施工方便，可以在水流中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建。缺点：但其工程量大，堰身沉陷变形也较大，此外，除非采取特殊措施，土石围堰一般不允许堰顶过水，所以汛期应有防护措施。第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （一）不过水土石围堰不过水土石围堰(a)斜墙式；(b)斜墙带水平铺盖式；(c)垂直防渗墙式

9、；(d)灌浆帷幕式1堆石体；2粘土斜墙铺盖；3反滤层；4护面；5隔水层；6覆盖层；7垂直防渗墙；8灌浆帷幕；9粘土心墙第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （二）过水土石围堰土石围堰是散粒体结构，在一般条件下是不允许过水的。近些年来，土石过水围堰发展很快，成功地解决了一些导流难题。土石围堰堰顶过水的关键，在于对堰面及堰脚附近地基能否采取简易可靠的加固保护措施。目前采用的措施有三类：混凝土板护面、大块石护面、加筋钢丝网护面。 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （二）过水土石围堰（1）混凝土板护面过水土石围堰 1）混凝土溢流面板与岩基上的混凝土挡墙相接的陡槽式 第二节 围堰工程二、围堰

10、的基本型式及构造 （二）过水土石围堰（1）混凝土板护面过水土石围堰 2）堰后用护底的顺坡式 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （二）过水土石围堰（1）混凝土板护面过水土石围堰 3）坡面挑流平台式 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （二）过水土石围堰（2）大块石护面过水土石围堰 大块石护面过水土石围堰是一种比较古老的堰型，我国在小型工程中采用较为普遍。 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （二）过水土石围堰（3）加筋过水土石围堰 是在围堰的下游坡面上铺设钢筋网，防止坡面块石被冲走，并在下游部位的堰体内埋设水平向主锚筋以防下游坡连同堰顶一起滑动。下游面采用钢筋网护面，可使护面

11、块石的尺寸减少，下游坡坡角加大，其造价低于混凝土板护面过水土石围堰。第二节 围堰工程（3）加筋过水土石围堰 加筋过水土石围堰1水平主锚筋；2钢筋网第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （三）混凝土围堰特点：混凝土围堰的抗冲及防渗能力大，挡水水头高，底宽小，易于与永久混凝土建筑物相衔接，必要时还可过水，因此采用比较广泛。类型：混凝土围堰有拱形混凝土围堰和重力式混凝土两种。第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （三）混凝土围堰拱型混凝土围堰由于利用了混凝土抗压强度高的特点，与重力式相比，断面较小，可节省混凝土工程量。一般适用于两岸陡峻、岩石坚实的山区河流，常采用隧洞及允许基坑淹没的导流方案

12、。 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （三）混凝土围堰甘肃刘家峡水电站上游混凝土拱型围堰 (a)平面图; (b)横断面图1拱身；2拱座；3灌浆加固；4溢流段；5-非溢流段第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （三）混凝土围堰2、重力式混凝土围堰优点：采用分期导流时，国内一些工程的纵向围堰多采用重力式混凝土围堰。这种围堰两侧均可挡水，可兼做一、二期纵向围堰，特别是还能作为永久建筑物的一部分，如隔墙、导墙等。结构型式：重力式混凝土围堰的断面有实体式，与非溢流重力坝类似，也可做成空心式第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （三）混凝土围堰2、重力式混凝土围堰三门峡工程的纵向围堰（单位

13、：m）（a）平面图； （b）AA剖面第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （四）钢板桩格型围堰钢板桩格型围堰是由一系列彼此相接的格体构成。按照格体的平面形状，可分为筒形格体、扇形格体和花瓣形格体。 钢板桩格型围堰平面形式(a)圆筒形格体；(b)扇形格体；(c)花瓣形格体第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （四）钢板桩格型围堰特点：钢板桩格型围堰得以广泛应用是由于：修建和拆除可以高度机械化；钢板桩的回收率高，可达70%以上；边坡垂直、断面小、占地少、安全可靠等。适用范围：圆筒形格体钢板桩围堰，一般适用的挡水高度小于1518m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。第二节 围堰工程二

14、、围堰的基本型式及构造 （五）草土围堰 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；6施工水位；7河床第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （五）草土围堰结构构造：草土围堰断面一般为矩形或边坡很陡的梯形，坡比为1:0.21：0.3，是在施工过程中自然形成的边坡。断面尺寸除应满足抗滑、抗倾覆、防渗等要求外，还须考虑施工过程中的运草运土等要求。根据实践经验，草土围堰的宽高比，在岩基河床上为23；在软基河床上为45。堰顶超高通常采用1.52.0m。第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （五）草土围堰优点：草土围堰能就地取材，结构简单，施工方便，造价低，防渗性能好，适应能力

15、强，便于拆除，施工速度快。在青铜峡水电站施工中，只用40d时间，就在最大水深7.8m、流量1900m3/s、流速大于3m/s的条件下，建成长580m、工程量达7万m3的草土围堰。适用范围：但草土围堰不能承受较大水头，宜用于水深不大于68m，流速不超过35m/s的场合。 第二节 围堰工程二、围堰的基本型式及构造 （五）草土围堰优点：草土围堰能就地取材，结构简单，施工方便，造价低，防渗性能好，适应能力强，便于拆除，施工速度快。在青铜峡水电站施工中，只用40d时间，就在最大水深7.8m、流量1900m3/s、流速大于3m/s的条件下，建成长580m、工程量达7万m3的草土围堰。适用范围：但草土围堰不

16、能承受较大水头，宜用于水深不大于68m，流速不超过35m/s的场合。 第二节 围堰工程三、围堰的堰顶高程确定下游横向围堰堰顶高程可按下式计算： Hdda 式中 Hd下游围堰堰顶高程，m；d 下游水位高程，m；可以直接由原河流水位流量关系曲线中找出；a浪高，m； 一一围堰的安全超高，m；一般对于不过水围堰可按表1-3确定，对于过水围堰可不予考虑。第二节 围堰工程三、围堰的堰顶高程确定上游围堰的堰顶高程由下式确定： Hu上游围堰的顶部高程，mZ上下游水位差，m；ha波浪高度， 第三节导流设计流量的确定 一、导流标准根据现行规范水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004），在确定导流设计标准

17、时，首先根据导流建筑物（指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水和泄水建筑物）的保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等因素，将导流建筑物确定为35级，具体按表14确定。然后再根据导流建筑物级别及导流建筑物类型确定导流标准（见表1-5）。 第三节导流设计流量的确定 级别保护对象 失事后果使用年限（a）围堰工程规模堰高(m)库容(108m3)有特殊要求的级永久建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线、或推迟工程总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.0、级永久建筑物淹没一般城镇、工矿企业，或影响工程总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失1.5315500.11.0、级永久建筑物

18、淹没基坑，但对工程总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1第三节导流设计流量的确定 一、导流标准表1-5 导流建筑物洪水标准划分导流建筑物类型导流建筑物级别洪水重现期（年）土 石50202010105混凝土201010553第三节导流设计流量的确定 二、导流时段1、导流程序：不同导流方法的组合顺序。2、导流时段：按导流程序划分的各施工阶段的延续时间。 第三节导流设计流量的确定 二、导流时段3、围堰挡水时段的确定（1）低水围堰方案： （2）过水围堰方案： （3）高水围堰方案：第三节导流设计流量的确定 三、导流设计流量的确定1、不过水围堰： 如果围堰需挡全年洪水，只需要按

19、规范选定导流洪水重现期标准，即可确定相应的设计流量。 对于低水围堰，按挡水时段内同频率洪水作为围堰和该时段导流泄水建筑物的设计流量。 第三节导流设计流量的确定 三、导流设计流量的确定2、过水围堰、过水围堰的挡水标准：过水围堰的挡水标准应结合水文特点、施工工期挡水时段，经技术经济比较后在重现期为320年的范围内决定。当水文资料系列较长时根据实测流量资料分析选用。、过水围堰的级别划分设计流量可用频率法和实测资料法 第三节导流设计流量的确定 四、过水围堰的使用条件 1、洪枯流量与水位变幅均较大，常有洪中有枯、枯中有洪的水情变化较大的不稳定河流。 2、河流含沙量较少，基坑过水后清淤工作量较小 3、如果

20、采用不过水围堰，导流工程量过大，围堰难以在一个枯水期内形成。 4、基坑范围不大，抽水较方便，撤退和恢复时间不长，措施简单。 5、坝体较低时允许过水；当不允许过水时，在一个枯水期内坝体能达到安全度汛高程。第三节导流设计流量的确定 五、导流风险率通常所说的洪水频率，仅仅指该种规模的洪水在任何一年中可能出现的机率。如果基坑施工期不是一年，而要延续几年，则某一频率洪水出现的可能性增多了。这就是导流风险率。 R=1(11/T)LT洪水频率，年L围堰运行年数，年第三节导流设计流量的确定 五、导流风险率为了不降低基坑施工期的安全保证性，对于使用年限不同的导流建筑物，可采用大致相同的风险率R值。因此，使用年限

21、为L年的导流建筑物，其设计洪水的重现期标准为：第三节导流设计流量的确定 五、导流风险率例：、围堰按20年一遇洪水设计，但使用期为3年，则围堰在使用期内遇到该洪水的危险性为R0.143。 、围堰运用期L3年，如要求R0.05，则T=59年。 第四节 导流方案的选择 一、选择导流方案时应考虑的主要因素（一）适应水利枢纽类型及布置（二）适应河流水文特性和地形地质条件 （三）尽可能满足施工期国民经济各部门的综合要求（四）尽量利用永久建筑物，减少工程量和投资第五节 截流工程1、截流：围堰合龙，截断水流，使水流从泄水建筑物下泄。2、龙口：围堰截流处的过水断面。3、闭气：在抛投建筑体的上游铺反滤料或防渗材料

22、，形成防渗层。第五节 截流工程一、截流的基本方法河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法，但基本方法为立堵法和平堵法两种。第五节 截流工程一、截流的基本方法（一）立堵法 图1-27 立堵法截流（a）双向进占；(b)A-A剖面；（c）B-B剖面1分流建筑物；2截流戗堤；3龙口；4河岸；5回流区；6进占方向第五节 截流工程一、截流的基本方法（二）平堵法 图1-28 平堵法截流(a)平面图；(b)A-A剖图；（c）B-B剖面1截流戗堤；2龙口；3覆盖层；4浮桥；5锚墩；6钢缆；7平堵截流抛石体第五节 截流工程一、截流的基本方法（三）综合法1、立平堵 有的工程采

23、用先立堵，后在栈桥上平堵的方法。 2、平立堵对于软基河床，单纯立堵易造成河床冲刷，可采用先平抛护底，再立堵合龙。 第五节 截流工程二、截流日期及截流设计流量截流日期的选择，应该是既要把握截流时机，选择在最枯流量时段进行；又要为后续的基坑工作和主体建筑物施工留有余地，不致影响整个工程的施工进度。第五节 截流工程二、截流日期及截流设计流量（1）截流以后，需要继续加高围堰，完成排水、清基、基础处理等大量基坑工作，并应把围堰或永久建筑物在汛期前抢修到一定高程以上。为了保证这些工作的完成，截流时段应尽量提前。（2）在通航的河流上进行截流，截流时段最好选择在对航运影响较小的时段内。因为截流过程中，航运必须停止，即使船闸已经修好，但因截流时水位变化较大，亦须停航。（3）在北方有冰凌的河流上，截流不应在流冰期进行。因为冰凌很容易堵塞河道或导流泄水建筑物，壅高上游水位，给截流带来极大困难。第五节 截流工程