水利水电工程施工导流

第26页2F312000水利水电工程施工导流施工技术内容体系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。2F312000水利水电工程施工导流2F312010导流2F312020截流施工导流施工导截流内容体系2F312010导流2F312011掌握导流标准2F312012掌握导流方法2F312013掌握围堰的类型及施工要求2F312014掌握汛期施工险情判断与抢险技术一、导流标准－选定导流设计流量的标准。导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物的主要依据。导流标准确定：依据：1）导流建筑物级别，2）导流建筑物类型，3）风险度分析二、导流时段－按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。三、导流设计流量依据导流标准、导流时段来确定1、土坝、堆石坝、支墩坝等在洪水来临前不能完建时，围堰的导流时段一般以全年为标准，导流设计流量按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。2、若洪水来临前坝身能起拦洪作用，则围堰的导流时段为洪水来临前的施工时段（枯水期挡水），导流设计流量为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。导流流量确定分析2F312012掌握导流方法一、施工导流的基本方法（分段围堰法、全段围堰法）1、分段围堰法导流（分期导流）1）定义—分段围堰法导流亦称分期导流，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄。两段两期采用较多。2）挡水建筑物—上下游围堰、纵向围堰3）泄水建筑物束窄原河床，混凝土坝的坝体预留缺口、坝体底孔，明槽，平原河道低水头河床径流电站的厂房等。4）适用流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时较为常用。5）工程实例（图示）分段围堰法xx二级水电站导流2、全段围堰法1）定义—在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，令河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程完成或接近完成时，将临时泄水道封堵。（图示）2）挡水建筑物—上下游围堰3）与泄水建筑物对应的导流方法A.隧洞导流B.明渠导流C.涵管导流适用于导流流量较小的河流或只担负枯水期的导流，一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。隧洞导流隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，河水由隧洞下泄。1.布置1）隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2）隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米；3）导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。2.适用河谷狭窄的山区河流。3.工程实例xx水电站导流xx水库导流明渠导流明渠导流是在河岸上开挖明渠，在基坑的上下游修筑围堰，河水由明渠下泄。1.布置1）明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2）明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50—100米为宜；3）明渠离基坑应有相当距离；4）明渠应尽可能与永久建筑物相结合2.适用岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形3.实例龚嘴水电站明渠导流三峡一期导流布置图三峡二期导流布置图三峡三期导流布置图某水利枢纽加固改造工程包括以下工程项目：（1）浅孔节制闸加固。主要内容包括：底板及闸墩加固、公路桥及以上部分拆除重建等。浅孔闸设计洪水位29.5m；（2）新建深孔节制闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游河道等。深孔闸位于浅孔闸右侧（地面高程35.0m左右）；（3）新建一座船闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游航道等；（4）上、下游围堰填筑；（5）上、下游围堰拆除。施工排序分析1.新闸修建（挡、泄）；2.上下游围堰填筑（创造老闸干地条件）；3.老闸加固；4.上下游围堰拆除。船闸不是关键工序，可以穿插在新闸和老闸之间进行就可以。本节教材要点小结：施工导流的基本方法可分为分段围堰法导流和全段围堰法导流两类。（1）分段围堰法导流分段围堰法导流，也称分期导流。根据不同时期泄水道的特点，分期导流方式中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的永久建筑物导流。1）束窄河床导流束窄河床导流，是通过束窄后的河床泄流，通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。2）通过已完建或未完建的永久建筑物导流通过建筑物导流的主要方式包括设置在混凝土坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导流，个别高、中水头坝后式厂房，也有通过厂房导流的。这种方式多用于分期导流的后期阶段。（2）全段围堰法导流全段围堰法导流是指在河床内距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一定的距离，修筑拦河堰体，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又称河床外导流。全段围堰法导流一般适用于枯水期流量不大，河道狭窄的河流，按其导流泄水建筑物的类型可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。在实际工程中也采用明渠隧洞等组合方式导流。1）明渠导流明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修建横向围堰，河道的水流经渠道下泄。这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。2）隧洞导流隧洞导流是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，施工期间河道的水流由隧洞下泄。这种导流方法适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。3）涵管导流涵管导流是利用涵管进行导流，适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管过多对坝身结构不利，且使大坝施工受到干扰，因此坝下埋管不宜过多，单管尺寸也不宜过大。涵管应在干地施工，通常涵管布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。2F312013掌握围堰的类型及施工要求土石围堰草土围堰本小节内容体系：1、分类2、设计堰顶高程计算：下游围堰=下游水位+δ+ha上游围堰=上游水位+δ+ha=下游水位+水位差+δ+ha上下游水位差图示混凝土围堰汾河二库横向围堰万家寨碾压混凝土围堰三峡纵向围堰一、围堰的类型围堰按材料分土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰、钢板桩格形围堰等。按围堰与水流方向的相对位置分横向围堰、纵向围堰。按导流期间基坑淹没条件分过水围堰、不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水要求。（一）土石围堰土石围堰由土石填筑而成，多用作上下游横向围堰。它能充分利用当地材料，对基础适应性强，施工工艺简单。土石围堰可做成过水围堰，允许汛期围堰过水，但需做好溢流面、堰址下游基础和两岸接头的防冲保护。土石围堰的防渗结构形式有土质心墙和斜墙、混凝土心墙和斜墙、钢板桩心墙及其他防渗墙结构。（二）混凝土围堰混凝土围堰是用常态混凝土或碾压混凝土建筑而成。混凝土围堰宜建在岩石地基上。混凝土围堰的特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流。尤其是在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分。采用碾压混凝土围堰不仅施工简便，工期短，且造价低。（三）草土围堰草土围堰是一种草土混合结构，多用捆草法修建。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。这种围堰一般适用于水深不大于6m，流速小于3m/s,使用期一般不超过2年的工程。（四）钢板桩格形围堰钢板桩围堰一般适用于有较深的砂土覆盖层的河床，尤其适用于束窄度大的河床段作为纵向围堰。但由于需要大量钢材，施工技术要求较高，因而目前应用并不广泛。二、选择围堰类型的基本要求三、围堰堰顶高程的确定纵向围堰堰顶高程要与束窄河段宣泄导流设计流量时的水面曲线相适应。纵向围堰的顶面常做成阶梯状或倾斜状，上游部分与上游围堰同高，下游部分与下游围堰同高。四、围堰拆除1、拆除时间：在运行期限的最后一个汛期过后。2、拆除顺序：随上游水位下降，逐层拆除围堰的背水坡和水上部分。3、拆除方法：土石围堰可用挖土机（如：反向铲）或爆破开挖。2F312014掌握汛期施工险情判断与抢险技术一、漏洞（一）原因：填土质量不好、有架空。堰脚附近的漏洞，注意与管涌不要混淆。（二）特征：贯穿堰身，通过孔洞直接流向围堰背水侧。出口一般在背水坡或堰脚附近。（三）探测：水面观察、潜水探漏、投放颜料观察水色。（四）抢险（针对漏洞进口处理）1.塞堵漏洞：塞堵漏洞进口是最有效最常用的方法。先塞堵，再封堵闭气，直至完全断流。适用于漏洞单一，但流量大的情况。2.盖堵漏洞（1）复合土工膜排体或篷布盖堵。适用于洞口多且集中的情况。（2）就地取材盖堵。适用于洞口附近流速小，土质松软或洞口周围已有许多裂缝时，可用该法。注意点：洞口覆盖后，必须立即封严四周（避免四周进水）。3.戗堤法：临水坡漏洞多而小，范围较大时，抛黏土填筑前戗或临水筑子堤。考核点：给出工程具体情况，请考生选择抢险方法。【例题】某工程在汛期围堰经探测发现漏洞洞口多且比较集中，此时抢险方法可选择（）。A.塞堵B.复合土工膜排体盖堵C.就地取材盖堵D.戗堤法[答疑编号950011102301]

【正确答案】B

【答案解析】参见教材P48。二、管涌（一般出现在渗流出口处，为非粘性土的特性）堵出口（一）抢险原则：制止涌水带砂，留有渗水出路（二）方法1.反滤围井适用于单个管涌或管涌数目多且集中的情况，围井内必须用透水料铺填，切忌用不透水材料。（1）砂石反滤围井（2）土工织物反滤围井土工织物铺设一定要形成封闭的反滤层，土工织物周围应嵌入土中，土工织物之间用线缝合。然后在土工织物上面用块石等强透水材料压盖，加压顺序为先四周后中间，最终中间高、四周低，最后在管涌区四周用土袋修筑围井。围井修筑方法和井内水位控制与砂石反滤围井相同。（3）梢料反滤围井2.反滤层压盖适用于大面积管涌或管涌群。反滤层压盖必须用透水性好的砂石、土工织物、梢料等材料，切忌使用不透水材料。三、漫溢措施：在堰顶上加筑子堤。2F312020截流2F312021掌握截流方法一、截流的基本方法1.定义—在导流泄水建筑物接近完工时，即以进占方式自两岸或一岸建筑戗堤形成龙口，并将龙口防护起来，待导流泄水建筑物完工以后，择时以最短时间将龙口堵住，截断河流。2.截流过程“戗堤”—为了截流，先在河床的一侧或两侧向河床中筑堤，该堤称为戗堤；过程：进占—龙口范围加固—合龙—闭气。3.截流的基本方法（1）基本方法抛投块料截流、爆破截流、下闸截流、其它（木笼、钢板桩、草土、杩槎堰、水力冲填法截流等）。1）抛投块料截流A含义—在龙口抛投石块或人工块体截断水流，迫使河水经导流建筑物下泄。（特别适用于大流量、大落差的河道上的截流）。B方法平堵—适用于易冲刷的地基上。（图示）立堵—不适用于地质不好的河道上。（图示）混合堵2）爆破截流定向爆破技术3）下闸截流在泄水道中预先修建闸墩，最后下闸截断水流。（3）工程实例（图示）立堵法平堵法2F312022熟悉龙口布置和截流材料的选择一、龙口位置的选择1.一般来说，龙口应设置在河床主流部位，方向力求与主流顺直，使截流前河水能较顺畅地经由龙口下泄。2.龙口应选择在耐冲河床上，以免截流时因流速增大，引起过分冲刷。如果龙口河床覆盖层较薄，则应清除；否则，应进行护底防冲。3.龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置截流运输路线和制作、堆放截流材料。二、龙口宽度的确定1.尽可能窄些2.龙口保护包括：护底和裹头3.龙口宽度及防护措施根据：流量、龙口的抗冲流速确定。原则上龙口的宽度应尽可能窄些，这样合龙的工程量就小些，截流的延续时间也短些，但以不引起龙口及其下游河床的冲刷为限。为了提高龙口的抗冲能力，减少合龙的工程量，须对龙口加以保护。龙口的保护包括护底和裹头。龙口宽度及其防护措施，可根据相应的流量及龙口的抗冲流速来确定。三、其他1.截流材料优先选用石块2.截流材料尺寸或重量取决于龙口流速四、截流材料尺寸的确定在截流中，合理选择