水利工程施工导流与截流工程

第一章施施工导流流水利工程施施工，顾名名思义就是是要和水流流打交道，，或者换句句话说，在在水利工程程施工的整整个过程中中，如何使使水流对整整个工程施施工的影响响最小，从从而保证整整个工程的的施工进度度、质量和和投资均在在允许的范范围内。大家知道，，水利工程程中有许多多工作都需需要在干地地施工（如如：地基处处理、大坝坝施工等）），而每条条河流的流流量变化总总是有一定定规律的（（总有枯水水期和洪水水期）。因因此，从整整个工程施施工的角度度来说，施施工导流就就是解决一一个问题：：每年枯水期期的水如何何下泄？每年洪水期期的水如何何下泄？为了解决水水流和施工工的矛盾，，保证主体体建筑物的的干地施工工条件，我我们常采取取以下方法法：1.导如何将水流流导向下游游？2.截如何将原河河床的水流流拦断，使使其按照我我们的意图图下泄？3.拦如何在洪水水来临时，，拦住洪水水，保证整整个水利枢枢纽的安全全渡汛?4.蓄如何在工程程建设的中中后期及时时蓄水，保保证工程的的效益按时时发挥？5.泄如何保证水水流顺畅流流向下游？？第一节施施工导导流的基本本方法一、全断围围堰法的分分类及适用用条件视泄水建筑筑物的不同同，全断围围堰法又可可进一步区区分为：隧隧洞导流、、明渠导流流、涵管导导流等。而而每种导流流方式的选选择，需考考虑地形、、地质、水水文等多种种影响因素素之后再确确定。一、隧洞导导流一般山区河河流，河谷谷狭窄，两两岸地形陡陡峻，山岩岩坚实，可可采用隧洞洞导流。1.隧洞洞泄流能力力有限；2.隧洞洞造价昂贵贵；3.土石石坝、混凝凝土坝枢纽纽均适用；；隧洞导流的的工程布置置：A.平面布置主要是指隧隧洞路线的的选择。应应特别注意意地质条件件和水力条条件，一般般可参照以以下原则布布置。1.应将将隧洞布置置在完整、、新鲜的岩岩层中，应应避免隧洞洞轴线与岩岩层、断层层、破碎带带平行，洞洞轴线与岩岩石层面的的交角最好好在45。以上，层面面倾角也以以不小于45。为宜；2.利用用坝址附近近的有利地地形，尽量量使隧洞线线路顺直。。当河道弯弯曲时，隧隧洞宜布置置在凸岸（（但也需考考虑实际的的地形条件件）；3.隧洞洞如果必须须转弯，则则转弯半径径应大于5倍洞宽，，转折角应应不大于60。。在弯道的的上下游应应设置直线线段过渡，，直线段长长度一般也也应大于5倍洞宽。。4.进出出口与河床床的交角以以30。为宜；5.当需需要采用两两条以上的的导流隧洞洞时，可将将它们布置置在两岸和和一岸；6.隧洞洞进、出口口距上、下下游围堰坡坡脚应有足足够的距离离，一般要要求在50m以上（对斜斜墙铺盖式式土石围堰堰应更慎重重）；B.进出口高程程与断面型型式1.隧洞洞应有足够够的埋深，，进洞处顶顶部岩层厚厚度通常在在1～3倍倍洞径之间间；2.进出出口底部高高程应考虑虑洞内流态态、截流等等要求。一一般出口底底部高程与与河床齐平平或略高。。对于有压压隧洞，底底坡在1～～3‰‰者居多，，无压隧洞洞的底坡主主要取决于于水力计算算；3.隧洞洞出口消能能也应给予予足够重视视（特别是是有压隧洞洞或永久隧隧洞）。扩扩散消能、、挑流鼻坎坎、消力池池等布置方方式均有应应用；4.隧洞洞洞身设计计4.1断断面型式主要取决于于地质条件件及设计流流态。洞身身断面常用用门洞形（（也称方圆圆形），有有时也用圆圆形或马蹄蹄形；4.2渐渐变段从隧洞进口口矩形断面面过渡到门门洞形断面面。一般长长度为2～～3倍洞径径；圆形门洞形马蹄形工程名称断面形状断面尺寸宽×高(m×m)设计流量（m3/s）长度备注龙滩门洞形16m×21m2条洞三板溪门洞形16m×18m1条洞锦屏门洞形15m×19mQ导＝93702条洞溪洛渡门洞形18m×20mQ导＝320006条洞隔河岩门洞形13m×16m1条洞乌江渡门洞形10m×10m13201条洞龙羊峡门洞形15m×18m33401条洞小浪底圆形D=14.5m32503条洞官厅马蹄形8m×8m350502.1m1149m,1183m661m501m1223m598m,849m1003.69m1220m4.3断断面面积及及尺寸隧洞断面尺尺寸，取决决于通过流流量的大小小。在流量量一定的情情况下，隧隧洞经济断断面的选择择，须拟定定几个隧洞洞尺寸，计计算相应的的围堰高度度，并计算算不同断面面尺寸的隧隧洞与围堰堰的工程量量造价，两两者相加，，总造价最最小的断面面尺寸即为为经济断面面。隧洞造价曲曲线经济合理的的隧洞断面面尺寸应体体现在以下下的方面：：1.尽量发发挥隧洞效效益的同时时，务使围围堰能在一一个枯水期期内建成，，并保证围围堰的安全全和技术上上的可靠性性；2.洞内流流速不超过过允许抗冲冲流速；3.满足通通航、放木木等综合利利用要求；；4.方便施施工；5.满足中中后期施工工渡汛要求求；C.导流洞与永永久洞的结结合由于导流洞洞造价比较较高，通常常尽可能与与各种永久久隧洞结合合。其中主主要有导流流洞改建为为泄洪洞，，其次还有有改建为发发电引水洞洞、尾水洞洞和排沙放放空洞等。。D.隧洞的气蚀蚀破坏及其其防治气蚀破坏是是伴随着负负压区的产产生而发生生的。较易易产生负压压的部位有有隧洞进出出口、弯道道、闸门槽槽及其它断断面突变处处。1.进口口：为避免产生生空气漏斗斗状漩涡，，进口上唇唇体型常用用14椭圆圆曲线；2.出口口：可采用断面面收缩；3.闸门门槽：尽量采用标标准型布置置；4.断面面突变：尽量控制施施工不平整整度，避免免断面突变变（如衬砌砌与不衬砌砌段交界处处）;二、分段围堰堰法的分类及及适用条件在流量很大的的平原河道或或河谷较宽的的山区河流上上修建混凝土土坝枢纽时，，宜采用分期期导流。这种种导流方式较较易满足通航航、过水、排排冰等要求。。根据不同时期期泄水道的特特点，分段围围堰法导流方方式中又包括括束窄河床导导流和通过已已完建或未完完建的永久建建筑物导流。。1.束窄河床床导流一期导流的泄泄水道是被围围堰束窄后的的河床。如果果河床的覆盖盖层为深厚的的细土粒层，，则束窄河床床不可避免地地会产生一定定的冲刷。2.通过已完完建或未完建建的永久建筑筑物导流2.1通过已已完建的永久久建筑物导流流2.2底孔导导流2.3缺口导导流2.4厂房导导流分段围堰法导导流纵向围堰堰布置（一）导流程程序一般应在考虑虑以下几个方方面后再权衡衡决定。1）先围有浅浅滩的一岸，，利于初期通通航和洪水宣宣泄，利于初初期施工组织织，由简至繁繁；2）一期工程程应包括可用用于导流的永永久泄水建筑筑物，或有可可布置底孔、、缺口的混凝凝土坝段；3）一期基坑坑最好与工地地的主要对外外交通线及施施工场地同岸岸；4）对于中、、低水头枢纽纽，尽量先围围有厂房、船船闸的一岸，，便于及早投投产运用；（二）纵向围围堰位置选择择实际上就是要要确定适宜的的河床束窄度度。适宜的纵向围围堰位置，与与以下主要因因素有关。1.地形地质质条件河心洲.浅滩滩.小岛.基基岩露头等，，都是可供布布置纵向围堰堰的有利条件件。2.水工布置尽可能的利用用厂房.厂闸闸.闸门等建建筑物之间的的隔水导墙作作为纵向围堰堰的一部分。。3.河床允许束窄窄度允许束窄度主主要与河床地地质条件和通通航要求有关关。4.导流过水水要求进行一期导流流布置时，不不但要求考虑虑束窄河道的的过水条件，，而且还要考考虑二期截流流与导流的要要求。主要应应考虑的问题题是，一期基基坑中能否布布置下宣泄二二期导流流量量的泄水建筑筑物，由一期期转入二期施施工是的截流流落差是否太太大。5.施工布局局的合理性各期基坑中的的施工强度应应尽量均衡，，一期工程施施工强度可比比二期低些，，但不易相差差悬殊。（三）纵向围围堰的平面布布置第二节围堰工程围堰是导流工工程中的临时时挡水建筑物物,用来围护护基坑,保证证水工建筑物物能在干地上上施工。导流流任务完成之之后,要根据据情况予以拆拆除。1．分类按材料:土石围堰,钢钢板桩格型围围堰,混凝土土围堰按围堰与水流流的相对位置置:横向,纵向按是否允许过过水：过水围堰和不不过水围堰2．断面型式式土石围堰是一一种临时性的的建筑物,其其断面不可可能象土石坝坝那样单一化化或标准化。。多采用复式式，反滤层多多采用粒径略略加控制的几几层风化砂即即可。围堰的的接头处理也也可以适当简简便些。3．围堰的防防渗和防冲防渗一般采用斜墙墙、斜墙接水水平铺盖、防防渗墙、灌浆浆帷幕。注意意的是斜墙和和铺盖的水下下抛填质量。。防冲常采用抛石护护底、柴排护护底。此此之之外，对围堰堰的布置给予予足够的重视视。通常在围围堰的上下游游的转脚处设设置导流墙。。4．围堰的拆拆除导流任务完成成后，应按设设计要求进行行拆除。危害：1）上上游2）下游5．围堰堰顶顶高程取决于导流设设计流量及围围堰的工作条条件。下游围堰的堰堰顶高程由下下式决定：Hd=hd+ha+δ式中：Hd—下游围堰堰顶顶高程，m；hd—下游水位高程程，m；可直接从原河河流水位流量量关系查出；；ha—波浪爬高，m；δ—围堰的安全超超高，m；上游围堰的堰堰顶高程由下下式决定：Hu=hd+z+ha+δ式中Hu—上游围堰堰顶顶高程，m；z—上下游水位差差，m；其余符号同上上式。必须指出，当当围堰要拦蓄蓄一部分水流流时，则堰顶顶高程应通过过调洪计算来来确定，即确确定上游水位位及相应的最最大泄流量。。第三节导流设计流量量的确定导流标准导流时段的划划分定义:导流标准即选选择导流设计计流量的标准准。是选择导导流方案,确定导流建筑筑物的主要依依据。主要是是以永久建筑筑物的级别，，选定某一洪洪水重现期作作为导流标准准。导流标准太高高,就会直接接影响工程造造价,延长导导流工程的工工期。导流标准太低低，可能危及及导施工安全全，若发生事事故，损失太太大。定义：导流时时段就是按照照导流程序划划分的各施工工阶段的延续续时间。2.实质：解解决施工全过过程中，逐年年的枯水期的的水怎么走，，洪水期的水水怎么过，也也就是确定工工程施工顺序序和施工期不不同时期宣泄泄不同导流流流量的方式。。3.从广义来来说，无论是是分期导流，，还是一次拦拦断，即使采采用不过水围围堰，通常也也有导流时段段划分的问题题。不过对导导流设计流量量来说，时段段划分主要是是指枯水期施施工时段的选选择，或围堰堰挡水时段的的选择。两种情情况：：1）允允许过过水。。2）不允允许过过水，，但基基坑内内的建建筑物物在一一个枯枯水期期能抢抢修至至拦洪洪高程程。4.导导流费费用最最低的的导流流设计计流量量的确确定第四节节导流方方案的的选择择1.定义：：不同同导流流时段段不同同导流流方式式的组组合。。2.选选择时时应考考虑的的因素素：1)水水文条条件：：河流流流量量、水水位、、枯水水期长长短，，汛期期延续续时间间。2）2)地形条条件：：陡峻峻，平平坦。。3)地地质及及水文文地质质1）4)水工建建筑物物的型型式及及布置置5)河河道的的综合合利用用6)施施工进进度、、方法法以及及其场场地的的布置置第五节节截流工工程1.定定义义：将河水水拦断断的工工程，，称为为截流流工程程。2.过过程:戗堤进进占龙口加加固合龙闭气以后，，还需需围堰堰加高高培厚厚、排排水清清淤、、地基基处理理。3.基基本本方法法：平堵法法和立立堵法法4．截截流日日期：：年份：：根据据控制制性进进度或或总进进度计计划确确定。。年内：：①尽尽可能能在流流量小小的时时候截截流,同时时全面面考虑虑河道道水文文特性性及截截流前前后需需完成成的有有关控控制性性工程程的要要求，，合理理的使使用枯枯水期期。②兼顾顾河道道通航航、灌灌溉、、过木木、供供水等等要求求，尽尽可能能减少少截流流对河河道综综合利利用的的影响响。③在北北方河河流上上截流流应避避开流流冰期期总的来来说，，截流流日期期一般般选在在枯水水期内内。1．5.截流流流量选用截截流期期内5