水利工程施工导流与截流工程

第一章施工导流水利工程施工，顾名思义就是要和水流打交道，或者换句话说，在水利工程施工的整个过程中，如何使水流对整个工程施工的影响最小，从而保证整个工程的施工进度、质量和投资均在允许的范围内。大家知道，水利工程中有许多工作都需要在干地施工（如：地基处理、大坝施工等），而每条河流的流量变化总是有一定规律的（总有枯水期和洪水期）。因此，从整个工程施工的角度来说，施工导流就是解决一个问题：每年枯水期的水如何下泄？每年洪水期的水如何下泄？为了解决水流和施工的矛盾，保证主体建筑物的干地施工条件，我们常采取以下方法：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？第一节施工导流的基本方法一、全断围堰法的分类及适用条件视泄水建筑物的不同，全断围堰法又可进一步区分为：隧洞导流、明渠导流、涵管导流等。而每种导流方式的选择，需考虑地形、地质、水文等多种影响因素之后再确定。一、隧洞导流一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，可采用隧洞导流。1.隧洞泄流能力有限；2.隧洞造价昂贵；3.土石坝、混凝土坝枢纽均适用；

隧洞导流的工程布置：A.平面布置

主要是指隧洞路线的选择。应特别注意地质条件和水力条件，一般可参照以下原则布置。1.应将隧洞布置在完整、新鲜的岩层中，应避免隧洞轴线与岩层、断层、破碎带平行，洞轴线与岩石层面的交角最好在45。以上，层面倾角也以不小于45。为宜；2.利用坝址附近的有利地形，尽量使隧洞线路顺直。当河道弯曲时，隧洞宜布置在凸岸（但也需考虑实际的地形条件）；3.隧洞如果必须转弯，则转弯半径应大于5倍洞宽，转折角应不大于60。。在弯道的上下游应设置直线段过渡，直线段长度一般也应大于5倍洞宽。4.进出口与河床的交角以30。为宜；5.当需要采用两条以上的导流隧洞时，可将它们布置在两岸和一岸；6.隧洞进、出口距上、下游围堰坡脚应有足够的距离，一般要求在50m以上（对斜墙铺盖式土石围堰应更慎重）；B.进出口高程与断面型式1.隧洞应有足够的埋深，进洞处顶部岩层厚度通常在1～3倍洞径之间；2.进出口底底部高程应考虑虑洞内流态、截截流等要求。一一般出口底部高高程与河床齐平平或略高。对于于有压隧洞，底底坡在1～3‰者居多，，无压隧洞的底底坡主要取决于于水力计算；3.隧洞出口口消能也应给予予足够重视（特特别是有压隧洞洞或永久隧洞））。扩散消能、、挑流鼻坎、消消力池等布置方方式均有应用；；4.隧洞洞身身设计4.1断面型型式主要取决于地质质条件及设计流流态。洞身断面面常用门洞形（（也称方圆形）），有时也用圆圆形或马蹄形；；4.2渐变段段从隧洞进口矩形形断面过渡到门门洞形断面。一一般长度为2～～3倍洞径；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条洞龙羊峡峡门洞形形15m×18m33401条洞洞小浪底底圆形D=14.5m32503条洞洞官厅马蹄形形8m×8m350502.1m1149m,1183m661m501m1223m598m,849m1003.69m1220m4.3断断面面面积及及尺寸寸隧洞断断面尺尺寸，，取决决于通通过流流量的的大小小。在在流量量一定定的情情况下下，隧隧洞经经济断断面的的选择择，须须拟定定几个个隧洞洞尺寸寸，计计算相相应的的围堰堰高度度，并并计算算不同同断面面尺寸寸的隧隧洞与与围堰堰的工工程量量造价价，两两者相相加，，总造造价最最小的的断面面尺寸寸即为为经济济断面面。隧洞造造价曲曲线经济合合理的的隧洞洞断面面尺寸寸应体体现在在以下下的方方面：：1.尽尽量发发挥隧隧洞效效益的的同时时，务务使围围堰能能在一一个枯枯水期期内建建成，，并保保证围围堰的的安全全和技技术上上的可可靠性性；2.洞洞内流流速不不超过过允许许抗冲冲流速速；3.满满足通通航、、放木木等综综合利利用要要求；；4.方方便施施工；；5.满满足中中后期期施工工渡汛汛要求求；C.导导流流洞与与永久久洞的的结合合由于导导流洞洞造价价比较较高，，通常常尽可可能与与各种种永久久隧洞洞结合合。其其中主主要有有导流流洞改改建为为泄洪洪洞，，其次次还有有改建建为发发电引引水洞洞、尾尾水洞洞和排排沙放放空洞洞等。。D.隧隧洞洞的气气蚀破破坏及及其防防治气蚀破破坏是是伴随随着负负压区区的产产生而而发生生的。。较易易产生生负压压的部部位有有隧洞洞进出出口、、弯道道、闸闸门槽槽及其其它断断面突突变处处。1.进进口口：为避免免产生生空气气漏斗斗状漩漩涡，，进口口上唇唇体型型常用用14椭圆圆曲线线；2.出出口口：可采用用断面面收缩缩；3.闸闸门门槽：：尽量采采用标标准型型布置置；4.断断面面突变变：尽量控控制施施工不不平整整度，，避免免断面面突变变（如如衬砌砌与不不衬砌砌段交交界处处）;二、分分段围围堰法法的分分类及及适用用条件件在流量很大的平原原河道或河谷较宽宽的山区河流上修修建混凝土坝枢纽纽时，宜采用分期期导流。这种导流流方式较易满足通通航、过水、排冰冰等要求。根据不同时期泄水水道的特点，分段段围堰法导流方式式中又包括束窄河河床导流和通过已已完建或未完建的的永久建筑物导流流。1.束窄河床导流流一期导流的泄水道道是被围堰束窄后后的河床。如果河河床的覆盖层为深深厚的细土粒层，，则束窄河床不可可避免地会产生一一定的冲刷。2.通过已完建或或未完建的永久建建筑物导流2.1通过已完建建的永久建筑物导导流2.2底孔导流2.3缺口导流2.4厂房导流分段围堰法导流纵纵向围堰布置（一）导流程序一般应在考虑以下下几个方面后再权权衡决定。1）先围有浅滩的的一岸，利于初期期通航和洪水宣泄泄，利于初期施工工组织，由简至繁繁；2）一期工程应包包括可用于导流的的永久泄水建筑物物，或有可布置底底孔、缺口的混凝凝土坝段；3）一期基坑最好好与工地的主要对对外交通线及施工工场地同岸；4）对于中、低水水头枢纽，尽量先先围有厂房、船闸闸的一岸，便于及及早投产运用；（二）纵向围堰位位置选择实际上就是要确定定适宜的河床束窄窄度。适宜的纵向围堰位位置，与以下主要要因素有关。1.地形地质条件件河心洲.浅滩.小小岛.基岩露头等等，都是可供布置置纵向围堰的有利利条件。2.水工布置尽可能的利用厂房房.厂闸.闸门等等建筑物之间的隔隔水导墙作为纵向向围堰的一部分。。3.河床允许束窄窄度允许束窄度主要与与河床地质条件和和通航要求有关。。4.导流过水要求求进行一期导流布置置时，不但要求考考虑束窄河道的过过水条件，而且还还要考虑二期截流流与导流的要求。。主要应考虑的问问题是，一期基坑坑中能否布置下宣宣泄二期导流流量量的泄水建筑物，，由一期转入二期期施工是的截流落落差是否太大。5.施工布局的合合理性各期基坑中的施工工强度应尽量均衡衡，一期工程施工工强度可比二期低低些，但不易相差差悬殊。（三）纵向围堰的的平面布置第二节围堰工程围堰是导流工程中中的临时挡水建筑筑物,用来围护基基坑,保证水工建建筑物能在干地上上施工。导流任务务完成之后,要根根据情况予以拆除除。1．分类按材料:土石围堰,钢板桩桩格型围堰,混凝凝土围堰按围堰与水流的相相对位置:横向,纵向按是否允许过水：：过水围堰和不过水水围堰2．断面型式土石围堰是一种临临时性的建筑物,其断面不可能能象土石坝那样单单一化或标准化。。多采用复式，反反滤层多采用粒径径略加控制的几层层风化砂即可。围围堰的接头处理也也可以适当简便些些。3．围堰的防渗和和防冲防渗一般采用斜墙、斜斜墙接水平铺盖、、防渗墙、灌浆帷帷幕。注意的是斜斜墙和铺盖的水下下抛填质量。防冲常采用抛石护底、、柴排护底。此此此之外，对围堰的的布置给予足够的的重视。通常在围围堰的上下游的转转脚处设置导流墙墙。4．围堰的拆除导流任务完成后，，应按设计要求进进行拆除。危害：1）上游2）下游5．围堰堰顶高程程取决于导流设计流流量及围堰的工作作条件。下游围堰的堰顶高高程由下式决定：：Hd=hd+ha+δ式中：Hd—下游围堰堰顶高高程，m；hd—下游水位高程，，m；可直接从原原河流水位流量关关系查出；ha—波浪爬高，m；；δ—围堰的安全超高高，m；上游围堰的堰顶高高程由下式决定：：Hu=hd+z+ha+δ式中Hu—上游围堰堰顶高高程，m；z—上下游水位差，，m；其余符号同上式。。必须指出，当围堰堰要拦蓄一部分水水流时，则堰顶高高程应通过调洪计计算来确定，即确确定上游水位及相相应的最大泄流量量。第三节导流设计流量的确确定导流标准导流时段的划分定义:导流标准即选择导导流设计流量的标标准。是选择导流流方案,确定导流建筑物的的主要依据。主要要是以永久建筑物物的级别，选定某某一洪水重现期作作为导流标准。导流标准太高,就就会直接影响工程程造价,延长导流流工程的工期。导流标准太低，可可能危及导施工安安全，若发生事故故，损失太大。定义：导流时段就就是按照导流程序序划分的各施工阶阶段的延续时间。。2.实质：解决施施工全过程中，逐逐年的枯水期的水水怎么走，洪水期期的水怎么过，也也就是确定工程施施工顺序和施工期期不同时期宣泄不不同导流流量的方方式。3.从广义来说，，无论是分期导流流，还是一次拦断断，即使采用不过过水围堰，通常也也有导流时段划分分的问题。不过对对导流设计流量来来说，时段划分主主要是指枯水期施施工时段的选择，，或围堰挡水时段段的选择。两种情况：1）允许过水。2）不允许过水，但但基坑内的建筑物物在一个枯水期能能抢修至拦洪高程程。4.导流费用最低低的导流设计流量量的确定第四节导流方案的选择1.定义：不同导流时时段不同导流方式式的组合。2.选择时应考虑虑的因素：1)水文条件：河河流流量、水位、、枯水期长短，汛汛期延续时间。2）2)地形条件：陡峻，，平坦。3)地质及水文地地质1）4)水工建筑物的型式式及布置5)河道的综合利利用6)施工进度、方方法以及其场地的的布置第五节截流工程1.定义：将河水拦断的工程程，称为截流工程程。2.过程:戗堤进占龙口加固合龙闭气以后，还需围堰加加高培厚、排水清清淤、地基处理。。3.基本方法：：平堵法和立堵法4．截流日期：年份：根据控制性性进度或总进度计计划确定。年内：①尽可能在在流量小的时候截截流,同时时全面考虑河道道水文特性及截流流前后需完成的有有关控制性工程的的要求，合理的使使用枯水期。②兼顾河道通航