二建水利水电工程实务精讲 水利水电工程技术2F312010：导流（二）.doc

2F312000 水利水电工程施工导流 2F312010 导流 2F312011 掌握导流标准一、施工导流施工导流是指在河床中修筑围堰围护基坑，并将河道中各时期的上游来水量按预定的方式导向下游，以创造干地施工的条件。施工导流贯穿于整个工程施工的全过程，是水利水电工程总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置、永久建筑物形式、施工程序和施工总进度的重要因素。二、导流方案为了解施工导流问题，必须施工导流方案，施工导流设计的任务是分析当地的自然条件、工程特性和其他行业对水资源的需求来选择导流方案，划分导流时段，选定导流标准和导流设计流量，确定导流建筑物的形式、布置、构造和尺寸，拟定导流建筑物的修建、拆除、封堵的施工方法，拟定河道截流、拦洪度汛和基坑排水的技术措施，通过技术经济比较，选择一个最经济合理的导流方案。三、导流标准导流标准就是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。施工期可能遇到的洪水，是一个随机事件。如果标准太低，不能保证工程施工安全；反之，则使导流工程设计规模过大，不仅增加导流费用，而且可能因其规模太大以至无法按期完成，造成工程施工的被动局面。因此，导流标准的确定，应结合风险度分析，使所选标准经济合理。导流标准是根据导流建筑物的保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，划分导流建筑物的级别（ 35 级），再根据导流建筑物的级别和类型，并结合风险度分析，确定相应的洪水标准。洪水标准的确定，还应考虑上游梯级水库的影响和调蓄作用。导流标准还包括坝体施工期临时度汛洪水标准和导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准。四、导流时段导流时段就是按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。导流时段的划分，实际上就是解决主体建筑物在整个施工过程中各个时段的水流控制问题，也就是确定工程施工顺序、施工期间不同时段宣泄不同的导流流量的方式，以及与之相适应的导流建筑物的高程和尺寸。因此，导流时段的确定，与河流的水文特征、主体建筑物的布置与形式、导流方案、施工进度有关。土坝、堆石坝、支墩坝一般不允许过水，因此当施工期较长，而洪水来临前又不能完建时，导流时段就要以全年为标准，其导流设计流量，就应按导流标准选择相应洪水重现如的年最大流量。如安排的施工进度能够保证在洪水来临前使坝身起拦洪作用，其导流时毅应为洪水来临前的施工时段，导流设计流量则为该时段内按导流标准选择相应洪水重现脚的最大流量。 2F312012 掌握导流方法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。一、分段围堰法导流分段围堰法导流，也称分期导流，即分期束窄河床修建围堰，保护主体建筑物干地施工。工程实践中，两段两期导流采用得最多，如图 2F312012 一 1 所示。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永久建筑物导流。（一）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。（二）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。二、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。（一）明渠导流明渠导流（图 2F312012 一 2 ）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、哑口或古河道的地形。（二）隧洞导流隧洞导流（图 2F312012 一 3 ）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。（三）涵管导流涵管导流（图 2F3120l2 一 4 ）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 围堰是保护大坝或厂房等水工建筑物干地施工的必要挡水建筑物，一般属临时性工程，也可与主体工程结合而成为永久工程的一部分。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、钢板桩格形围滩等。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升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。棍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格形围堰是由一系列彼此相连的格体形成外壳，然后填以土料构成。格体是一种土和钢板桩组合结构，由横向拉力强的钢板桩连锁围成一定几何形状的封闭系统。钢板桩格形围堰修建和拆除可以高度机械化，钢板桩的回收率高，围堰边坡垂直、断面小、占地少、安全可靠。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选择围堰类型时，必须根据当时当地具体条件，在满足下述基本要求的原则下，通过技术经济比较加以选定：( 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、拆除和维护方便。( 3 ）围堰布置应力求使水流平顺，不发生严重的局部冲刷。( 4 ）围堰接头和岸坡连接要安全可靠，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。三、围堰堰顶高程的确定堰顶高程的确定，取决于导流设计流量及围堰的工作条件。 1 下游围堰的堰顶高程由式（ 2F312013 - l ）决定： Hd=hdha + ( 2 F312013 一 1 ) 式中 Hd 一下游围堰的堰顶高程（ m ) ; hd 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； ha 波浪爬高（ m ) ; 围堰的安全超高（ m ) ，一般对于不过水围堰可按规定选择，对于过水围堰可不予考虑。 2 上游围堰的堰顶高程由下式决定：Hu =hdz + ha （ 2 F312013 一 2 ) 式中 Hu 上游围堰的堰顶高程（ m ) ; z一上下游水位差（ m ）。其余符号同式（ 2F312013 一 1 ）。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。因此，纵向围堰的顶面往往做成阶梯状或倾斜状，其上游部分与上游围堰同高，其下游部分与下游围堰同高。