(3.10.1)--第1章-施工水流控制.pdf

水利工程施工水利工程施工 课程主要内容 绪论 第一章 施工水流控制 第二章 工程爆破技术 第三章 地基处理技术 第四章 土石坝施工 第五章 混凝土坝施工 第六章 地下建筑工程施工 第七章 施工总组织 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 主要内容 一、施工水流控制的概念 1.基本概念 施工过程中的水流控制，通常称为施工导流，是为了创造必要的施工条件和尽量满足各部门用水要求，将原河流的各个时期的来水按预定方式、时间、地点部分或全部的安全地导向下游或拦蓄起来，即对施工过程中的水流进行控制，这就是我们所说的施工水流控制，也称之为施工导流 2.控制措施 导、截、拦、蓄、泄 第一节 概述 一、施工水流控制的概念 3.主要内容 确定施工导流和截流方案 选择上下游横向围堰和分期纵向围堰形式 制定坝址区和厂址区的安全度汛和冰凌影响及防护工程措施 统筹好施工期间发电及施工期通航、灌溉、下游供水、生态环境与保护等水 资源综合利用的要求 拟定建筑物施工的基坑排水，导流建筑物拆除，导流泄水建筑物封堵等方案 第一节 概述 二、施工水流控制的必要性和重要性 1.必要性 水利枢纽工程中的主体建筑物一般都是在河流中兴建，并要求在干地 上施工的条件；施工期间河道的来水会源源不断顺势流向下游，对工程施工产生影响；施工期间河水可能有通航、发电、灌溉、供水、生态环境维护与保护 等综合利用的需求，要统筹兼顾。第一节 概述 二、施工水流控制的必要性和重要性 2.重要性 影响枢纽布置与永久建筑物型式的选择，如坝址、坝型的选择和施工布置的 合理性 影响施工总组织，如施工布置、进度计划、工程投资等 影响工程施工的安危，如施工过程中围堰失事，将给工程施工造成严重影响 和损失 对国民经济和水资源的综合利用有直接影响 第一节 概述 三、施工水流控制的设计任务 1.设计任务(1)划分导流时段、选定导流标准，确定导流设计流量(2)选择导流方案及导流挡水、泄水建筑物型式，确定导流建筑物的布置、构造与尺寸(3)拟定导流挡水建筑物的修建、拆除与泄水建筑物的堵塞方法以及河流 截流、拦洪渡汛和基坑排水方案 水利水电工程围堰设计规范（SL6452013）第一节 概述 三、施工水流控制的设计任务 2.资料搜集（1）气象、水文资料（2）坝区地形地质条件（3）水工建筑物设计资料（4）当地建筑材料资料（5）其他(枢纽布置、施工条件等)水利水电工程围堰设计规范（SL6452013）第一节 概述 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 一、施工导流方式 按照永久挡水建筑物的施工进度以及其担负挡水任务的时段划分 施工导流方法 第二节 施工导流方式与方法 一、施工导流方式一、施工导流方式 溪洛渡工程初期导流 第二节 施工导流方式与方法 一、施工导流方式一、施工导流方式 溪洛渡工程后期导流 第二节 施工导流方式与方法 一、施工导流方式一、施工导流方式 向家坝工程初期导流 向家坝工程后期导流 第二节 施工导流方式与方法 1.全段围堰法(1)概念 一次围堰，河床外导流(2)特点 河道：整个基坑用上下游围堰围成，河水由河床外的隧洞、明渠、渡槽、涵管引走 湖泊：只修建上游围堰拦蓄来水(3)分类 全年断流：高围堰,基坑全年施工 枯水期断流：低围堰挡枯水，汛期由坝体挡水 按断流 时间分 按泄水道分 隧洞导流 明渠导流 渡槽导流 涵管导流 二、施工导流的基本方法 第二节 施工导流方式与方法 2.分段围堰法(1)概念 分段围堰法就是用围堰将水工建筑物 分段分期维护起来进行施工的方法 二、施工导流的基本方法 第二节 施工导流方式与方法(2)适用范围 河床宽、流量大、施工期长、有河心岛可以利用，易满足通航、过木、排冰等要求 第二节 施工导流方式与方法 二、施工导流的基本方法 2.分段围堰法 分段 就是在空间上用围堰将建筑物分成若干施工段进行施工 分期 就是在时间上将导流分为若干时期 第二节 施工导流方式与方法 第二节 施工导流方式与方法 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 第三节 主要内容 一、围堰的基本概念 二、围堰的基本型式与构造 三、围堰的布置 四、围堰的防渗与接头处理及防冲 五、围堰的拆除 一、围堰的基本概念 1.围堰的概念：施工期截断水流用途，临时性挡水建筑物 2.围堰的分类：第三节 导流挡水建筑物 一、围堰的基本概念 选择围堰型式应满足的基本要求：(1)具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和强度(2)就地取材、造价便宜、构造简单，修建、拆除方便(3)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、与岸坡连接处要可靠，避免因集中渗流等破坏作用而引起围堰的失事(5)必要时应设置抵抗冰凌、船筏冲击破坏的设施 3.围堰型式选择原则 水利水电工程围堰设计规范（SL645-2013）第三节 导流挡水建筑物 二、围堰的基本型式及构造 1.不过水土石围堰 断面型式与构造 材料分防渗土料和堰壳材料 主要问题 防渗土料固结慢、抗剪强度指标低 水下抛投堰壳材料容重小、沉陷大 采用刚性斜墙更应慎重 (一）土石围堰 第三节 导流挡水建筑物 二、围堰的基本型式及构造 2.过水土石围堰 受到两种破坏作用 水流沿下游坡面下泄，动能不断增加，冲刷堰体表面 由于过水时水流渗入堆石体所产生的渗透压力，引起下游坡面连同堰顶一起深层滑动，最后导致溃堰 第三节 导流挡水建筑物 下游坡面及堰脚采用的加固保护措施 混凝土板护面（4种形式）混凝土溢流面板与堰后混凝土挡墙相接的陡槽式 堰后用护底的顺坡式 坡面挑流平台式 混凝土楔形板式 大块石护面 钢筋石笼护面 加筋护面护面 二、围堰的基本型式及构造 2.过水土石围堰 第三节 导流挡水建筑物 第三节 导流挡水建筑物 第三节 导流挡水建筑物 二、围堰的基本型式及构造 2.过水土石围堰 加筋护面必须注意 加筋过水土石围堰的钢筋网应保证质量，否则水流挟带的块石会切断钢筋网，淘刷 导致溃口 过水时堰身与两岸接头的水流比较集中，钢筋网与两岸的接头应牢固，应回填混凝土至堰脚，以利钢筋网连接生根 过水后要检查加固 第三节 导流挡水建筑物 草土围堰是一种草土混合结构，多用捆草法修建。草土围堰的断面一般为矩形或边坡很陡的梯形，坡比为1:0.21:0.3,是在施工中自然形成的边坡 优点: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 缺点:不能承受较大的水头，宜用于水深不大于68m，流速不超过35m/s的场合（二）草土围堰 第三节 导流挡水建筑物 （三）混凝土围堰 1.拱形混凝土围堰 适用条件 两岸陡峻、岩石坚硬的山区河流，常以隧洞导流为主，通常围堰的拱座是在枯水期水面上施工 混凝土拱围堰的稳定安全系数及应力控制指标可分别按照混凝土拱坝设计规范（SL282-2018）和砌石坝设计规范（SL25-2006）的有关规定选取 第三节 导流挡水建筑物 （三）混凝土围堰 2.重力式混凝土围堰 采用分期导流时，国内一些工程多采用 重力式混凝土围堰作为纵向围堰 重力式混凝土围堰的安全核算应满足水利水电工程围堰设计规范（SL6452013）第三节 导流挡水建筑物 第三节 导流挡水建筑物 （三）混凝土围堰 3.重力式拱形混凝土围堰 既增加了对地形与地质条件的适应性，也具有拱型断面减少工程量的优势 第三节 导流挡水建筑物（四）钢板桩格形围堰(1)形式 圆筒形、鼓形、花瓣形(2)适用条件 可在岩基或非岩基上，当为非岩基时如砂卵石地基,其中不能含大量的漂砾或孤石,否则会造成大量板桩锁口破裂,在这种情况下，钢板桩是不适宜的(3)优点 a.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 b.边坡垂直、断面小、占地少、安全可靠等 第三节 导流挡水建筑物 由钢板桩拼装成圆筒形格体,格体内填充透水性较强的填料,如砂、砂卵石或石碴等（四）钢板桩格形围堰 应注意，向格体内倾注填料时，必须保持各格体的填料表面大致均衡上升，高差太大会影响格体变形 第三节 导流挡水建筑物（五）桩模围堰 桩模围堰：是以立桩及立桩背面斜撑为支撑保证稳定性，以铺板挡水，以防渗膜布防渗的新型围堰技术 组成：支撑的立桩、挡水的铺板和迎水面防渗膜 优点：具有施工简单、用料经济、拆除方便、侵占过水断面小、可重复使用、环保等特点 适用条件：适用于水流平缓、水深较浅（3m以下）的河流或湖泊的疏浚清淤治理等工程 桩膜围堰的施工般工艺：打入立桩固定侧壁铺板固定防渗膜铺设袋装卵石压脚基坑排水 第三节 导流挡水建筑物（五）桩模围堰 第三节 导流挡水建筑物(六）胶凝砂砾石围堰CSG(Cemented Sand&Gravel)一种新型的筑坝技术 技术核心：把胶凝材料和水添加到河床砂砾石或开挖废弃料等在坝基附近容易找到的岩石基材中，采用简单的拌合而得到的一种新型的筑坝材料 技术性能：介于堆石坝和RCC之间，具有比堆石坝材料更好的抗冲能力。允许表面过流，具有一定的强度和刚体性质 优点：减小坝的体积，良好的地基适应能力，减小地基的处理工程量 第三节 导流挡水建筑物 序号 围堰名 所在国家 堰高/m 建成年份 1 Nagashima坝上游围堰 日本 14.9 1991 2 道塘水库上游围堰 中国 7.0 2004 3 街面水电站下游围堰 中国 16.3 2005 4 洪口水电站上游围堰 中国 35.5 2006 5 功果桥水电站上游围堰 中国 50.0 2009 第三节 导流挡水建筑物(六）胶凝砂砾石围堰CSG(Cemented Sand&Gravel)（七）其他围堰型式 浆砌石围堰 钢筋石笼护面过水土石围堰 框格填石围堰 竹木笼围堰 钢筋混凝土叠梁围堰 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置（一）围堰的平面布置(1)横向围堰 基坑坡趾离主体工程轮廓的距离大于2030m 围堰内坡脚离基坑开挖边线的距离大于23m(2)纵向围堰 基坑坡趾离主体工程轮廓线距离(0.40.6)2m以内 1.围堰内基坑范围的确定 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置（一）围堰的平面布置 2.分期导流纵向围堰布置 关键问题:纵向围堰的位置 束窄度K(40%70%)河床允许束窄度 束窄河床段的平均流速 施工强度均衡要求 导流过水要求 地形地质条件 纵向围堰的平面布置形状 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 束窄度K(40%70%)%10012AAK按现行规范要求，一期围堰对河床的束窄程度可控制在40-60%之间 第三节 导流挡水建筑物 A1原河床的过水断面面积，m2 A2围堰和基坑所占的过水断面面积，m2 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 河床允许束窄度（与河床和地质条件有关）对于一般性河流和小型船舶 当流速小于2.0m/s时，机动木船可以自航 当流速小于3.03.5m/s时，且局部水面集中落差不大于0.5m时，拖轮可自航 木材流放最大流速可考虑3.54.0m/s 对于非通航河道 束窄流速通常可允许达到3m/s左右 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 河床允许束窄度 ggZc222022Z-水位壅高，m 0-行近流速，m/s G-重力加速度，取9.81，m/s2 c-束窄河床平均流速，m/s -流速系数，与围堰的平面布置形式有关 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 束窄河床段的平均流速)(21AAQVcVc束窄河床平均流速，m/s Q导流设计流量，m3/s 侧收缩系数，一侧收缩时采用0.95，两侧收缩时采用0.90 A1原河床的过水断面面积，m2 A2围堰和基坑所占的过水断面面积，m2 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 地形地质条件 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 枢纽工程布置 第三节 导流挡水建筑物 三、围堰的布置 关键问题:纵向围堰的位置 纵向围堰的平面布置形状 第三节 导流挡水建筑物 (二）堰顶高程的确定 1.下游横向围堰 addhhHHd下游围堰堰顶高程，m hd 下游水位，m；可以直接由原河道的水位流量关系曲线中查得 ha波浪爬高，m；可参照我国现行水工建筑物荷载设计规范计算，一般情况可以不计，但应适当增加安全超高 围堰的安全超高，m；对于不过水围堰可按表确定，对于过水围堰 可取0.20.5m。第三节 导流挡水建筑物 (二）堰顶高程的确定 (2)上游横向围堰 zhhHaduHu 上游围堰堰顶高程，m z 上下游水位差，m(3)纵向围堰 堰顶高程应与堰侧水面曲线相适应。通常纵向围堰堰顶面往往作成阶梯或倾斜状，其上下游高程与相应的横向围堰同高 第三节 导流挡水建筑物 四、围堰的防渗、接头处理与防冲 3.围堰的防冲(1)围堰遭受冲刷的原因分析(2)围堰防冲措施 1）抛石护脚 2）柴排护脚 3)钢筋混凝土柔性排护脚 1.围堰的防渗 2.围堰的接头处理 第三节 导流挡水建筑物 五、围堰的拆除 1.土石围堰的拆除 一般是在运用期的最后一个汛期过后，随上游水位的下降,逐层拆除围堰背水坡和水上部分，一般土石围堰的拆除可用挖土机开挖、爆破或人工开挖 2.混凝土围堰的拆除 一般采用爆破的方法 3.钢板桩格型围堰的拆除 首先用抓斗机或吸石器将填料清除，再用拔桩机拔出钢板桩 4.土围堰的拆除 挖出缺口，过水冲毁或爆破拆除 第三节 导流挡水建筑物 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 第四节 导流泄水建筑物 一、隧洞导流 适用条件：山区河流，河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实,一般与永久洞结合 当前水平，每条隧洞可宣泄流量不超过20002500m/s 在山区河流上兴建的土石坝枢纽，常布置永久性泄水隧洞或放空隧洞 平面布置 主要指隧洞线路选择，一般可参照以下原则(1)应将隧洞布置在完整、新鲜的岩石中,避免洞轴线与岩层、断层、破碎带平行,洞轴线 与岩石层面的夹角最好在45以上，层面倾角也以不小于45 为宜(2)隧洞线路尽量顺直，当河岸弯曲时，隧洞宜布置在凸岸(3)若有转角,转弯半径应大于5倍洞宽,转弯折角应小于60。在弯道的上下游应设置直线 段过渡，长度应大于5倍洞宽(4)进出口与河床主流流向的交角不宜太大，出口交角宜小于30，上游进口可酌情放宽(5)当采用两条以上的导流隧洞时,可将它们布置在一岸或两岸,一岸双线隧洞间的岩壁 厚度一般不应小于开挖洞径的两倍(6)隧洞进出口距上下游围堰坡脚应有足够的距离，一般50m以上 第四节 导流泄水建筑物 进出口高程与断面型式 (1)进口处顶部岩层厚度通常在13倍洞径(2)进出口底部高程应考虑洞内流态、截流、放木等要求,一般出口底部高程与河床齐平，有压隧洞底坡13居多(3)隧洞的断面型式主要取决于地质条件和设计流态。洞身断面常用门洞型，有时也用圆形或马蹄形 毛家村水库的导流隧洞布置图 第四节 导流泄水建筑物 二、明渠导流 适用范围：岸坡平缓，滩地平原河道，有老河道可利用或工程修建在河流的弯道上，可裁弯取直开挖明渠。第四节 导流泄水建筑物 明渠布置原则(1)尽量利用地形,使明渠工程量小,尽量避免通过不良地段。在河滩上开挖明渠，一般均需设置外侧墙(2)明渠轴线应顺直,以使渠内水流顺畅平稳,应避免S形弯道,对于软基上明渠，渠内水面与基坑水面之间距离应大于两 水面高差的(2.53.0)倍(3)导流明渠应尽量与永久明渠相结合(4)须考虑明渠挖方的利用(5)防冲问题(6)明渠设计中应考虑可能采用的封堵措施 第四节 导流泄水建筑物 明渠导流主要特点 明渠不占主河道或基本不占河道 明渠有大量土方开挖，过水断面是开挖断面 明渠外侧无导墙或只有很低矮的外导墙 明渠进出口高程和断面形式与尺寸 第四节 导流泄水建筑物 明渠进口高程按截流设计选择；出口高程一般由下游消能控制；进口高程和渠道水流流态应满足施工期通航、过木和排冰要求。在满足上述条件下，应尽可能抬高进出口高程，以减少水下开挖量 明渠断面明渠断面尺寸尺寸设计设计要解决好三方面的问题：断面尺寸的断面尺寸的确定确定；断面形式的断面形式的选择选择；糙率糙率的的确定确定 三、底孔及坝体缺口导流 1.大坝底孔导流(1)特点：坝内底孔、排砂孔、泄洪洞，放空洞(2)问题：底坎高程，截面尺寸，封堵技术(3)优点：挡水建筑物上部的施工可以不受水流干扰，有利于均衡连续施工(4)缺点：增加钢材用量；导流过程中有被漂浮物堵塞的危险；如封堵质量不好会削弱坝体的整体性，还可能漏水；高水头封堵安放闸门及止水较困难 第四节 导流泄水建筑物(5)孔口尺寸与布置方式 孔口总过水面积由水力计算确定 坝高70m以下，底孔宽应小于坝段宽60%坝高70m以上，底孔宽应小于坝段宽50%导流底孔形状多为方形或方圆形,高宽比2:11.5:1(6)孔口高程 导流底孔高程一般比最低下游水位低一些，一般布置在枯水位之下(24)m或接近原河床，主要根据通航、过木及截流要求 第四节 导流泄水建筑物 2.坝体缺口导流(梳齿导流)(1)适用条件：混凝土坝；施工过程中汛期河水暴涨暴落，其它建筑物不足以宣泄全部流量(2)问题：缺口的宽度和高度,底坎高程(3)优点：对大体积混凝土坝此法简单 缺口宽度与高程 主要由水力计算确定。如缺口位于底孔之上，孔顶板厚应大于3m，相邻缺口高程不超过46m 第四节 导流泄水建筑物 四、涵管导流 适用条件 一般在修筑土坝、堆石坝工程采用涵管导流,其水力学问题与导流底孔、隧洞相似 应注意的问题 应使涵管坐落在基岩上。大中型涵管应有一半高度埋入为宜 涵管外壁与大坝防渗土料接触部位，应设置截流环以延长渗径，环间距 可取1020m，环高12m，厚0.50.8m 大型涵管断面也常用方圆形 第四节 导流泄水建筑物 五、导流明槽导流 适用条件 河水深，覆盖层厚，一侧岸 坡基岩较高且稳定 问题 明槽的糙率 明槽的出口消能 导流明槽尽可能与永久建筑物相结合 第四节 导流泄水建筑物 六、厂房(未完建)导流 适用条件：不具备开挖隧洞的地质条件和开挖明渠的地形条件，过水围堰会延误工期 第四节 导流泄水建筑物 七、其它泄水建筑物(1)渡槽(2)船闸的枢纽中，可以利用船闸导流(3)其他 第四节 导流泄水建筑物 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 一、导流标准的选择 二、导流时段的划分 三、导流设计流量的确定 第五节 主要内容 概念不过水围堰确定方法概念概念概念过水围堰确定方法规范与应用划分依据案例分析导流挡水和泄水建筑物的规模与尺寸大小取决于导流设计流量导流标准导流时段导流程序达到技术与经济的目的不同阶段可以采取不同的导流方式洪水标准高?低?不同挡水与泄水建筑物规模与尺寸无建设过程有第五节 施工导流标准 1.定义：导流标准是选择导流设计流量进行施工导流设计的标准 2.内容：初期导流标准、坝体拦洪度汛标准、孔洞封堵标准等 3.施工导流标准的确定应满足我国现行规范水利水电工程施工组织设计规范的相关要求。首先根据导流建筑物的相关指标，对导流建筑物进行级别划分(1)划分指标依据：保护对象、失事后果、使用年限、工程规模(堰高、库容)(2)级别：3/4/5/级(施工规范)(3)说明：规范中规定当导流建筑物根据表指标分属不同级别时，应以其中最高级别为准。但列为3级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求 一、导流标准的选择 第五节 施工导流标准 一、导流标准的选择 项目 级别 保护对象 失事后果 使用年限（年）围堰工程规模 堰高（m）库容（亿m3）3 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、推迟工程总工期或第一台（批）机组发电、造成重大灾害和损失 3 50 1.0 4、级永久建筑物 淹没一般城镇、工矿企业、交通干线、推迟工程总工期或第一台（批）机组发电而造成较大经济损失 1.53 1550 0.11.0 5、级永久建筑物 淹没基坑、但对总工期或第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小 1.5 15 Hu)Hu)ZuZu -上游围堰堰前水位，m HuHu -上游围堰堰顶高程，m 青海龙羊峡工程案例（水利工程施工教材第六版P30）一、导流标准的选择 第五节 施工导流标准 4.导流标准风险度分析 如果只考虑时间因素，在围堰使用年限内，导流系统遭遇超标洪水的动态综合风险率为：假设洪水重现期为T 年，则任一年洪水出现的概率为1/T。假设导流建筑物使用年限为L 年，则洪水在 L 年中不出现的概率为：而洪水出现的概率为：也即风险度为：T，R ,C （C 导流建筑物的造价）T不变，L ，R，C LT111LTR111%425111R一、导流标准的选择 741111*LRTT=25年，L=1年，现在施工期改为L=3年，R要求不改变，显然设计标准大大提高,C 第五节 施工导流标准 4.导流标准风险度分析 应该寻求导流建筑物的建造资金与风险损失资金之和最小的导流设计标准 对于失事后果严重的工程，要考虑超标准洪水的应急措施 一、导流标准的选择 第五节 施工导流标准 2.导流时段的划分 就是按照导流程序所划分的各施工阶段的延续时间.导流设计中具有重要意义的导流时段通常指由围堰挡水而保证基坑干地施工的时段(挡水时段或施工时段)1.导流程序 在工程施工过程中，不同阶段可以采用不同的施工导流方法和挡水、泄水建筑物。不同导流方法组合的顺序，通常称为导流程序 二、导流时段的划分 第五节 施工导流标准(1)划分导流时段的目的 合理选择导流设计流量，分阶段选择导流方法和导流建筑物型式，确定对应于不同时段的导流设计流量(2)河流水文特性时段 全年流量是变化的。分为春汛期、中水期、洪水期、枯水期、最枯期(3)对应选择不同时段的设计施工流量 挡春汛、挡中水、挡洪水、挡枯水、挡最枯水 流量和时间的关系 第五节 施工导流标准 3.导流时段的划分与选择 枯水施工时段的选择，其影响因素为河道水文特征、枢纽类型、导流方式、施工总进度及工期等 如土坝、堆石坝和支墩坝一般不允许过水（1）当施工期较长，而洪水来临前又不能完建时，导流时段就要考虑以全年作为导流时段（2）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，则导流时段应为洪水来临前的施工时段（3）对于混凝土坝，如采用分段围堰法，中后期用导流底孔泄流时，宜划分为三个导流时段 在各时段中，围堰和坝体的挡水高程和泄水建筑物的泄水能力均应按相应时段内相应在各时段中，围堰和坝体的挡水高程和泄水建筑物的泄水能力均应按相应时段内相应洪水重现期的最大流量作为导流设计流量进行设计洪水重现期的最大流量作为导流设计流量进行设计 第五节 施工导流标准 2.不过水围堰导流设计流量的确定 应根据划分的导流时段，按导流建筑物洪水标准导流建筑物洪水标准表表来确定 如果围堰挡全年洪水，其导流设计流量就是选定导流标准的年最大流量，导流挡水与泄水建筑物的设计流量相同 如果围堰只挡某一枯水时段的洪水，则按该挡水时段内同频率洪水作为围堰和该时段泄水建筑物的设计流量，但确定泄水建筑物总规模的设计流量，应按坝体施工期临时度汛洪水标准决定 三、导流设计流量的确定 1.导流设计流量：按某一时段所选择的某一导流设计频率下的洪水流量(1)它是选择导流方案、设计导流建筑物的主要依据(2)需结合导流标准和导流时段的分析来决定 第五节 施工导流标准 3.过水围堰导流设计流量的确定：分挡水和过水两种工况(1)过水期的导流标准 与不过水围堰挡全年洪水时的标准相同，主要用于堰体过水工况下，加固保护措施的结构设计和稳定分析以及校核导流泄水道的过水能力(2)挡水期的导流标准 按我国现行水利水电工程施工组织设计规范规定选择 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320年范围内选定。当水文系列较长(30年)时，也可根据实测资料分析选用。其相应的导流设计流量主要用于确定堰顶高程、导流泄水建筑物的规模及堰体的稳定分析等 4.上游已建梯级电站的导流流量标准选择 上游水库调节下泄流量+区间径流量 第五节 施工导流标准 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 第六节 主要内容 一、施工导流方案的概念 二、选择导流方案应考虑的主要因素 三、导流方案选择的方法与步骤 四、实例分析 一、导流方案 概念：不同导流时段不同导流方式的组合，称为导流方案 第六节 施工导流方案 工程名称工程名称 坝坝 型型 开工开工 年份年份 基本导流基本导流方式方式 导流时段及导流方案 I II III IV V 鲁布革(云南省)土石坝 1982 全段围堰法 原河床泄流 左岸隧洞导流 左岸导流隧洞完建 三峡（湖北）混凝土重力拱坝 1994 分段围堰法 第一期围右岸，缩窄河床泄流 第二期围左岸，导流明槽泄流 第三期封堵导流明渠，导流底孔和泄洪坝段深孔泄流 二滩（四川）混凝土双曲拱坝 1991 全段围堰法 原河床泄流 左右岸导流隧洞泄流 导流底孔泄流 底孔封堵 江垭（湖南）碾压混凝土重力坝 1995 全段围堰法 枯水期导流隧洞单独泄流 第一、二个汛期围堰和左岸导流隧洞联合泄流 第三个汛期导流洞和大坝缺口联合泄流 第四个汛期导流洞和中孔联合泄流 底孔封堵中孔泄流 向家坝（云南-四川）混凝土重力坝 2006 分段围堰法 第一期围左岸，束窄河床右侧泄流 第二期围右岸，左岸导流底孔泄流 加高左岸坝段缺口，导流底孔和永久中孔泄流 底孔封堵 溪洛渡（云南-四川）混凝土双曲拱坝 2005 全段围堰法 原河床泄流 左右岸六个导流洞和双高程导流底孔泄流 部分导流洞封堵 第六节 施工导流方案 二、选择导流方案应考虑的主要因素 河流水文特征 枢纽地形条件 地质及水文地质条件 枢纽建筑物的型式及其布置 导流建筑物与永久建筑物可能结合的情况 施工期间河水的综合利用要求 施工进度和施工方法及施工场地布置 第六节 施工导流方案 何为控制性进度计划？施工导流、施工进度及施工总体布置之间的关系(1)导流方案与施工进度及施工总体布置之间密切相关(2)通常导流方案安排控制性进度计划决定工程建设的形象(3)各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性 导流建筑物的完工期限 截断河床水流的时间 坝体拦洪的期限 封堵临时泄水建筑物的时间 水库蓄水发电的时间等 第六节 施工导流方案 三施工导流方案比较与选择的步骤 初拟基本可行方案 方案技术经济指标的分析计算 水力计算 工程量计算与费用计算 拟定施工进度计划 施工强度指标计算与分析 河道综合利用的可能性与效果分析 方案比较与选择 第六节 施工导流方案 四实例分析 工程实例 1、水利工程施工第六版教材P35：四川白龙江宝珠寺水电站施工导流方案 2、三峡工程导流（网络教学平台）-水电专业 3、某水闸改扩建工程的施工导流方案（网络教学平台）-农水专业 学习要求 1、查阅有关的文献资料，了解工程施工情况 2、说明工程施工的导流程序与控制性进度 第六节 施工导流方案 四实例分析 第六节 施工导流方案 第六节 施工导流方案 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 一、截流基本概念及截流要解决的问题 二、截流的基本方法 三、截流时段和截流设计流量 四、截流戗堤轴线和龙口位置的选择 五、截流水力计算 六、截流材料 七、截流工程进展趋势 第七节 主要内容 一、截流基本概念 1.基本概念 截流原河床断流 戗堤截流抛投料的堆筑体 进占向水中筑堤 龙口断流前河床束窄的缺口 合龙封堵龙口 闭气戗堤防渗 截流施工过程：戗堤进占形成龙口龙口加固 合龙 闭气 第六节 施工导流方案 2.截流前的准备工作(1)水文特征、水流变化规律、河床地形地质条件(2)选择截流日期、截流设计流量(3)确定截流方法、设备(4)选择截流戗堤轴线、龙口位置(5)确定截流材料、类型、尺寸、数量(6)进行截流模型试验(7)组织截流施工 第六节 施工导流方案 二、截流的基本方法 戗堤截流法 瞬时截流法 立堵法 平堵法 爆破截流 下闸截流 浮运沉箱 沉船 水力冲填 每种截流方法都有一定的适用条件，根据我国的国情及国内外截流的发展趋势，一般情况下应优先考虑立堵法 如果河床易冲刷，可先平抛护底 如果河床基岩面过光滑，可先平抛一些抗冲性能好的材料加糙河床 如果龙口处有深坑或水深过大，可适当平抛一部分 青铜峡、葛洲坝和大化工程可为上述三种情况的典型 第六节 施工导流方案 1.立堵法 立堵法截流是将截流材料从龙口一端向另一端，或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口直到全部拦断 第七节 截流施工 优点(1)不要架桥，简单(2)造价低 缺点(1)单宽流量大，出现最大流速大(2)水流不平稳，流速分布不均匀(3)截流单个材料大(4)工作前线短(5)龙口基础要求高，坚硬耐冲 适用 流量大，岩基或覆盖层较薄的岩基河床，软基河床只要护底措施妥当可采用此法 第七节 截流施工 优点(1)流速分布均匀(2)单宽流量小，出现最大流速小(3)截流单个材料小(4)工作前线长，施工进度快(5)软基可利用 缺点(1)龙口要架桥，造价高(2)碍航 适用：平原软基河床，架桥方便，航运任务小的河流 2.平堵法 沿龙口全线均匀地逐层抛投截流材料，直至抛石堆体高出水面将河流截断为止 第七节 截流施工 三、截流时段和截流设计流量 1.截流时段确定 截流年份根据枢纽工程施工控制性进度计划或总进度计划决定 至于年内的截流时段选择，应根据河流水文特性、气候条件、围堰施工以及通航、过木等决定 一般宜安排在汛后枯水时段，严寒地区应尽量避开河流流冰及冰冻期 (1)考虑的因素 截流时，导流泄水建筑物已具备过水条件 截流后，汛期前，施工进度安排要来得及渡汛 截流期间，河流流量尽可能小、稳定 截流期要选在对河流综合利用影响小的时期 截断龙口的一切准备工作已就绪 第七节 截流施工(2)工程实例：截流日期大部分在枯水期初(3)截流日期大部分在最枯期前的主要原因 河水流量呈下降趋势 能为截流后争取更多的施工时间 工程名称 最枯期 截流时期 水口 111月 9月下旬 白山 121月 10月中旬 大化 12月 10月中旬 新安江 1012月 10月下旬 丹江口 12月 11月下旬 葛洲坝 1月下旬 2月下旬 1月上旬 西津 12月 11月中旬 第七节 截流施工 2.截流设计流量确定 根据现行规范，截流设计流量的标准可采用截流时段内重现期为510年的月或旬 平均流量，也可用其他方法(1)频率法：取截流时段内重现期为510年的月或旬平均流量(2)统计资料分析法：根据多年实测流量资料统计整理分析，取具有典型性的流量并留有安全裕度(3)预报法：一种水文气象预报值比照某一频率值确定另一种水文气象预报值加安全裕度的值 工程实例 第七节 截流施工 四、截流戗堤轴线和龙口位置的选择 戗堤轴线通常布置在横向围堰范围内 选择龙口位置时，应着重考虑地质、地形条件和水力条件 从地质条件来看，龙口应尽量选在河床抗冲刷能力强的地方，如岩基裸露或覆盖层较薄 从地形条件来看，龙口河底不宜有顺流向陡坡和深坑；龙口周围应有较宽阔的场地,离料场和特殊截流材料堆场近些，便于施工布置和组织 从水力条件来看，对于有通航要求的河流，预留龙口一般均布置在深槽主航道处 第七节 截流施工 五、截流水力计算 1.目的（1）确定截流过程中龙口诸水力参数(单宽流量q,落差z及流速v)的变化规律（2）确定截流材料的尺寸、重量和数量 2.水量平衡：Q0Q1Q2 Q0 截流设计流量，m3/s Q1 分水建筑物的泄流量,m3/s Q2 龙口的泄流量可按宽顶堰计算，m3/s 第七节 截流施工 五、截流水力计算 3.图解法 先绘制上游水位Hu与分流建筑物泄流量的关系曲线和上游水位与不同龙口宽度B的泄流量曲线簇，此时，视下游水位为常量，可根据截流设计流量在下游水位流量关系曲线上查得，这样，在同一上游水位情况下，当分流建筑物泄流量与某一宽度龙口泄流量之和为Q0时，即得到Q1和Q2 第七节 截流施工 4.不同截流材料的适用流速 第七节 截流施工 5.截流材料抵抗水流冲动的流速计算 (立堵截流时)可按下式估算 DgKv 12式中 v 水流流速，m/s K 稳定系数(K于抗滑取0.9于滚动稳定取1.2)g 重力加速度，m/s2 1 石块容重，t/m3 水容重，t/m3 D 石块折算成球体的化引直径，m 第七节 截流施工 六、截流材料 1.材料类型(1)就地取材，土料、石料、梢料、麻袋、草包、卵石竹笼、砾石和杩搓(2)大块石、特大块石(3)混凝土块体(人工)六面体、四面体、四脚体及钢筋混凝土构架、三方块体、中空四面体 第七节 截流施工 2.备料量 通常按设计的戗堤体积再增加一定裕度。主要是考虑到堆存、运输中的损失，水流冲失,戗堤沉陷以及可能发生比设计更坏的水力条件而预留的备用量等 目前国内外大多数工程的统计情况是备料量超过实际用量。少的余50%，多的达400%，特别是人工块体 原因 模型试验截流设计 施工备料层层增加富裕度 水下地形不太准确，计算戗堤体积时取偏大安全值 设计截流流量大于实际出现的流量 第七节 截流施工 七、截流工程进展趋势 1.立堵代替平堵(大型机械，抛投强度增大)2.高水头截流(可以采取多戗堤减小落差)3.加大抛投强度，少用或不用大料 4.降低设计标准 第七节 截流施工 第一节 概述 第二节 施工导流方式与方法 第三节 导流挡水建筑物 第四节 导流泄水建筑物 第五节 施工导流标准 第六节 施工导流方案 第七节 截流施工 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 第九节 基坑排水 第一章 施工水流控制 第八节 主要内容 一、坝体拦洪度汛 二、封堵蓄水 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 一、坝体拦洪度汛（一）坝体拦洪标准 何为水库蓄水阶段或大坝施工期运用阶段？坝体施工期拦洪度汛的两种情况 坝体高程修筑到无需围堰保护或围堰已失效时的临时挡水度汛 导流泄水建筑物封堵后，永久泄水建筑物已初具规模，但尚未具备设计的最大泄洪能力，坝体尚未完建的度汛 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 一、坝体拦洪度汛（一）坝体拦洪标准 坝体施工期临时度汛的导流标准，视坝型和拦洪库容的大小，根据我国现行规范水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522017）中的规定确定 坝型坝型 拦洪度汛库容（亿拦洪度汛库容（亿m m3 3）10 10，1.0 1.0，0.1 0.1 洪水重现期（年）土石坝土石坝 200 200100 10050 5020 混凝土坝混凝土坝 100 10050 5020 2010 坝体施工期临时度汛洪水标准 第八节 拦洪度汛与封堵蓄水 一、坝体拦洪度汛（一）坝体拦洪标准 若导流泄水建筑物已经封堵，而永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力，此时，坝体度汛的导流标准，应视坝型及其级别，按下表选用 导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准 大 坝 类 型 大 坝 级 别 1 2 3 洪水重现期 (年)混凝土坝 设计 200100 10050 5020 校核 500200 200100