导流设计流量与导流方案与截流.ppt.ppt

《导流设计流量与导流方案与截流.ppt.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导流设计流量与导流方案与截流.ppt.ppt（37页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、导流设计流量与导流方案与截流.ppt Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2初期导流标准初期导流标准 （1）现行规范 中华人们共和国能源部、水利部部标准：水利水中华人们共和国能源部、水利部部标准：水利水电工程施工组织设计规范电工程施工组织设计规范SDJ338-89SDJ338-89（试行）（试行）中华人们共和国水利行业标准（中华人们共和国水利行业标准（SL 303-2004SL 303-2004）：）：水利水电工程施工组织设计规范水利水电工程施工组织设计

2、规范（2）初期导流标准的确定）初期导流标准的确定 首先将导流建筑物分为首先将导流建筑物分为 级，参见下表级，参见下表级别保护对象失事后果使用年限（年）导流建筑物级别围堰高度（m）库容（108m3）3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.041级、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业或影响工程总工期和第一台（批）机组发电，造成较大经济损失1.5315500.11.053级、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1注1：导流建筑物包括挡水建

3、筑物和泄水建筑物，两者级别相同。注2：表列四项指标均按导流分期划分，保护对象一栏中所列永久性水工建筑物级别系按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 252-2000）划分。注3：有、无特殊要求的永久性水工建筑物均系针对施工期而言，有特殊要求的1级永久性水工建筑物系指施工期不应过水的土石坝及其他有特殊要求的永久性水工建筑物。注4：使用年限系指导流建筑物每一导流分期的工作年限，两个或两个以上导流分期共用的导流建筑物，如分期导流一期、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算。注5：导流建筑物规模一栏中，围堰高度指挡水围堰最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，两者应同时满足。选定相应的洪水重现期

4、作为初期导流标准选定相应的洪水重现期作为初期导流标准导流建筑物类型导流建筑物级别345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553 对大型或有特殊要求的水利水电工程可可进行风险度的分析（标准3.1.2条）。考虑：风险、费用、工期 对导流建筑物级别为3级且失事后果严重的工程，应应提出发生超标准洪水时的预案（标准3.2.6条）。二、导流时段二、导流时段1.导流程序导流程序 不同导流方法组合的顺序不同导流方法组合的顺序2导流时段导流时段 按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间，按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间，具有实际意义的导流时段，主要是围堰挡水而保具有实际意义的导流时

5、段，主要是围堰挡水而保证基坑干地施工的时间，所以也称证基坑干地施工的时间，所以也称挡水时段挡水时段挡水时段挡水时段3划分导流时段的依据划分导流时段的依据水文特征：水文特征：水文特征：水文特征：全年流量变化过程全年流量变化过程水工建筑物的布置和型式：水工建筑物的布置和型式：水工建筑物的布置和型式：水工建筑物的布置和型式：如坝体是否允许过水如坝体是否允许过水导流方式：导流方式：导流方式：导流方式：分期或一次拦断分期或一次拦断施工进度：施工进度：施工进度：施工进度：如总工期要求、基坑内的主体建筑物施如总工期要求、基坑内的主体建筑物施工进度工进度三、导流设计流量三、导流设计流量1不过水围堰不过水围堰（

6、1）高水围堰）高水围堰 围堰挡全年洪水，其导流设计流量就是选定围堰挡全年洪水，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设计流量相同（2）低水围堰）低水围堰 围堰只挡某一枯水时段，则按该挡水时段内围堰只挡某一枯水时段，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体施工期临时度汛洪水标准决定2过水围堰过水围堰（1）过水期）过水期 导流标准、设计

7、流量：导流标准、设计流量：与不过水围堰挡全年洪水时的标准、流量相同。主要用途：主要用途：围堰过水工况下，加固保护措施的结构设计和稳定分析，校核导流泄水道的过水能力最不利流量：最不利流量：应通过水工模型试验确定，并作为设计依据。（2）挡水期）挡水期导流标准：导流标准：导流标准：导流标准：应应结合水文特点、施工工期、挡水时段，结合水文特点、施工工期、挡水时段，经技术经济比较后在经技术经济比较后在3 32020年范围内选定。当水文年范围内选定。当水文系列不小于系列不小于3030年时，也年时，也可可根据实测流量资料分析选根据实测流量资料分析选用用（标准（标准3.2.113.2.11条）条）。导流设计流

8、量就是挡水时段。导流设计流量就是挡水时段内相应标准对应的最大流量内相应标准对应的最大流量主要用途：主要用途：主要用途：主要用途：确定堰顶高程、导流泄水建筑物的规模确定堰顶高程、导流泄水建筑物的规模及堰体的稳定分析等。及堰体的稳定分析等。技术经济比较方法技术经济比较方法技术经济比较方法技术经济比较方法（参见教材）（参见教材）四、导流方案四、导流方案1概念概念 不同导流时段、不同导流方式的组合，称为导不同导流时段、不同导流方式的组合，称为导流方案。流方案。2导流方案的影响因素导流方案的影响因素 导流方案的选择受多种因素的影响。一个合理导流方案的选择受多种因素的影响。一个合理的导流方案，必须在周密研

9、究各种影响因素的基础的导流方案，必须在周密研究各种影响因素的基础上，拟定几个可能的方案，进行上，拟定几个可能的方案，进行技术经济比较技术经济比较，从，从中选择技术经济指标优越的方案。中选择技术经济指标优越的方案。(1)水文条件水文条件 流量大小流量大小流量大小流量大小 水位变化幅度水位变化幅度水位变化幅度水位变化幅度 年流量变化情况年流量变化情况年流量变化情况年流量变化情况 枯水期的长短枯水期的长短枯水期的长短枯水期的长短 汛期洪水延续时间汛期洪水延续时间汛期洪水延续时间汛期洪水延续时间 冬季的流冰及冰冻情况冬季的流冰及冰冻情况冬季的流冰及冰冻情况冬季的流冰及冰冻情况 地形条件地形条件 地质及

10、水文地质条件地质及水文地质条件 水工建筑物的型式及其布置水工建筑物的型式及其布置 导流建筑物与永久泄水建筑物的结合导流建筑物与永久泄水建筑物的结合 坝型与导流方式、导流时段的关系坝型与导流方式、导流时段的关系 施工进度、施工方法及施工场地布置施工进度、施工方法及施工场地布置 施工进度施工进度施工进度施工进度 通常是根据导流方案安排控制性进度计划通常是根据导流方案安排控制性进度计划施工场地布置施工场地布置施工场地布置施工场地布置 例如，在混凝土坝施工中，当混凝土生产系统布例如，在混凝土坝施工中，当混凝土生产系统布置在一岸时，宜采用全段围堰法导流。若采用分段置在一岸时，宜采用全段围堰法导流。若采用

11、分段围堰法导流，则应以混凝土生产系统所在的一岸作围堰法导流，则应以混凝土生产系统所在的一岸作为第一期工程，因为这样两岸施工交通运输问题比为第一期工程，因为这样两岸施工交通运输问题比较容易解决较容易解决第四节第四节 截流工程截流工程一、一般概念一、一般概念1截流过程截流过程 预进占预进占预进占预进占 龙口范围的加固龙口范围的加固龙口范围的加固龙口范围的加固 合龙合龙合龙合龙 闭气闭气闭气闭气隧洞分流隧洞分流底孔分流底孔分流三峡水电站导流明渠截流三峡水电站导流明渠截流 导流明渠即将停航 三峡水电站导流明渠截流三峡水电站导流明渠截流上游戗堤合龙2截流是关键性、控制性项目截流是关键性、控制性项目 复杂

12、性复杂性复杂性复杂性 个性强、需周密的设计、严密组织施工个性强、需周密的设计、严密组织施工关键性关键性关键性关键性 拖延工期、影响航运拖延工期、影响航运控制性控制性控制性控制性 处于网络进度计划关键路线处于网络进度计划关键路线二、截流的基本方法二、截流的基本方法 河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等，但基本方法堵法、下闸截流以及定向爆破截流等，但基本方法为立堵法和平堵法两种为立堵法和平堵法两种 1立堵法截流立堵法截流 优点优点 准备工作比较简单，费用较低准备工作比较简单，费用较低 缺点缺点 龙口单宽流量较大、抛投强度受

13、到限制龙口单宽流量较大、抛投强度受到限制 适用条件适用条件 大流量、岩基或覆盖层较薄的岩基河床大流量、岩基或覆盖层较薄的岩基河床2平堵法截流平堵法截流优点优点优点优点 龙口单宽流量较小、抛投强度较大龙口单宽流量较小、抛投强度较大缺点缺点缺点缺点 技术复杂、费用较高、碍航技术复杂、费用较高、碍航 适用条件适用条件适用条件适用条件 软基河床软基河床 3单戗、双（多）戗、宽戗截流单戗、双（多）戗、宽戗截流立堵法截流可分为:单戗截流（一般是指戗堤顶宽小于30m的窄戗堤）、双戗截流和宽戗截流 截流落差不超过3.5m时，宜宜选择单戗立堵截流 截流流量大且落差大于3.5m时，宜宜选择双戗或多戗立堵截流（标准

14、3.6.1）三峡工程导流明渠双戗截流 特点特点:流量大、水力学指标高，工期紧、单戗堤抛流量大、水力学指标高，工期紧、单戗堤抛投强度大，分流条件较差、抛投料流失量大，截流投强度大，分流条件较差、抛投料流失量大，截流戗堤进占与通航协调戗堤进占与通航协调采用双戗立堵截流方式，上游双向进占，下游单向右岸进占，上下游戗堤各承担2/3和1/3落差，设计截流合龙时段2002年11月下半月，设计流量10300m3/s，相应总落差4.11m，计算最大平均流速56m/s。龙口段上戗堤堤头坍塌龙口段上戗堤堤头坍塌7 7次次(左堤头左堤头6 6次，右堤头仅次，右堤头仅1 1次次)，下戗堤，下戗堤1212次次(大型坍塌

15、大型坍塌7 7次次)，远低于大江截流中大，远低于大江截流中大型坍塌达型坍塌达4040多次。多次。实测流量103008600m3/s，龙口最大流速6.00m/s（上戗）、5.13m/s（下戗），最大落差1.73m（上戗）、1.12m（下戗），截流最终落差2.50m，单堤头最大小时抛投强度3000m3/h，最大日抛投强度48000m3/d，最大堤头卸车密度2.03车/min，三个堤头合计最大小时抛投强度6100m3/h，最大日抛投强度94000m3/d。上戗堤实际填筑量40.00万m3，下戗堤45.60万m3。三、截流日期及截流流量三、截流日期及截流流量1截流年份截流年份 结合施工进度安排确定结合

16、施工进度安排确定2截流时段截流时段（1）影响因素）影响因素截流难度截流难度围堰及基坑工作围堰及基坑工作对航运的影响对航运的影响冰凌的影响冰凌的影响（2）三个典型时期）三个典型时期 汛前迎水期 汛后退水期 稳定平水期（3）强调实时截流）强调实时截流施工前夕，应重视水文气象预报及实际水情3截流设计流量截流设计流量可可采用截流时段内重现期510年年的旬或月平均流量（标准3.2.15）四、龙口位置和宽度四、龙口位置和宽度1龙口位置龙口位置（1）龙口应设置在河床主流部位，方向力求 与主流顺直（2）龙口应选择在耐冲河床上（3）龙口附近应有较宽阔的场地 河床宽度小于河床宽度小于80m80m时，时，可可可可不

17、安排预进占，不设不安排预进占，不设置龙口（置龙口（规范规范3.6.53.6.5）2龙口宽度龙口宽度 合龙工程量 尽可能窄些，缩短截流延续时间尽可能窄些，缩短截流延续时间龙口河床的冲刷 必要时对龙口加以保护（护底和裹头）必要时对龙口加以保护（护底和裹头）通航 满足流速、水面比降等要求满足流速、水面比降等要求五、截流水力计算五、截流水力计算1计算目的计算目的（1）确定截流过程中龙口各水力参数（q、z、v、N）变化规律立堵截流龙口水力参数变化图立堵截流龙口水力参数变化图（2）确定截流材 料尺寸（或重量）、数量2水力计算方法水力计算方法（1）计算原理）计算原理 水量平衡方程：Q0=Q1+Q2 （2）图

18、解法）图解法（3）电算法）电算法 计算计算H Hu uQ Q1 1、H Hu uQ Q2 2（B B）假定一个假定一个H Hu u，用插值算法求，用插值算法求Q Q1 1、Q Q2 2，如满足，如满足Q Q0 0=Q Q1 1+Q Q2 2，则所假定的，则所假定的H Hu u正确，否则重新假定正确，否则重新假定H Hu u，直到满足条件为止。直到满足条件为止。求截流过程中龙口水力参数求截流过程中龙口水力参数六、截流材料类型、尺寸和备料量六、截流材料类型、尺寸和备料量1材料类型材料类型 块石块石 一般块石、石渣料、石渣混合料、大块石一般块石、石渣料、石渣混合料、大块石 人工块体人工块体 混凝土六

19、面体、四面体、四脚体、钢筋混凝土混凝土六面体、四面体、四脚体、钢筋混凝土构架、钢筋笼、铅丝龙、合金网兜构架、钢筋笼、铅丝龙、合金网兜2材料尺寸材料尺寸 依兹巴士公式依兹巴士公式（适用：粒径不太大的一般块石）v水流流速 K综合稳定系数：抗滑：0.90；抗倾：1.20 g重力加速度 1石块容重 水容重 D石块折算成球体的化引直径 经验流速经验流速截流材料截流材料适用流速适用流速(m/s)(m/s)截流材料截流材料适用流速适用流速(m/s)(m/s)土料土料0.50.70.50.73t3t重大块石或钢重大块石或钢筋石笼筋石笼3.53.52030kg2030kg重石块重石块0.81.00.81.04.

20、5t4.5t重混凝土六重混凝土六面体面体4.54.55070kg5070kg重石块重石块1.21.31.21.35t5t重大块石，大重大块石，大石串或钢筋石串或钢筋 石笼石笼4.55.54.55.5麻袋装土麻袋装土（0.7m0.4m0.0.7m0.4m0.2m2m）1.51.50.52m0.52m装石竹装石竹笼笼2.02.01215t1215t重混凝土重混凝土四面体四面体7.27.20.64m0.64m装石竹装石竹笼笼2.53.02.53.020t20t重混凝土四面重混凝土四面体体7.57.50.86m0.86m装石竹装石竹笼笼约约3.54.01.0153.54.01.015mm柴石枕柴石枕7

21、8783备料量备料量Q=K K K备料系数，考虑各种损失备料系数，考虑各种损失 戗堤体积戗堤体积 规范规范3.6.73.6.7规定：龙口段抛投的大块石、钢筋石笼、规定：龙口段抛投的大块石、钢筋石笼、混凝土四面体等，备用系数混凝土四面体等，备用系数宜宜宜宜取取1.21.21.31.3 截流备料总量的备料系数截流备料总量的备料系数可可可可取取1.21.21.31.3葛洲坝大江截流葛洲坝大江截流时间：时间：1981.1 1981.1截流设计标准：截流设计标准：12-112-1月月5%5%月平均月平均设计流量：设计流量：5200-7300m 5200-7300m3 3/s/s实测流量：实测流量：472

22、0-4190m 4720-4190m3 3/s/s龙口宽度：龙口宽度：203m 203m戗堤顶宽：戗堤顶宽：25m 25m截流历时：截流历时：36h23min 36h23min最大流速：最大流速：7.5m/s 7.5m/s实测落差：实测落差：3.23m 3.23m截流方式：截流方式：单戗双向立堵、拦石坎护底单戗双向立堵、拦石坎护底截流材料：截流材料：大块石、大块石、15t15t、25t25t混凝土四面体混凝土四面体主要设备：主要设备：20-45t 20-45t自卸汽车自卸汽车417417辆、推土机、起重机、装载辆、推土机、起重机、装载 机、挖掘机等机、挖掘机等最大抛投强度：最大抛投强度：700

23、00m70000m3 3/d/d，3600m3600m3 3/h/h葛洲坝大江截流备料与实际抛投量对比葛洲坝大江截流备料与实际抛投量对比抛投抛投料料块石（万块石（万mm3 3）混凝土四面混凝土四面体（块）体（块）总计总计（万（万mm3 3）大石大石中石中石小石小石合计合计25t25t15t15t设计设计备料备料5.205.2017.2017.20 4.404.4026.826.81300130017001700 13.2513.25实际实际备料备料6.076.0722.9522.95 96.0096.00 125.0125.02 21016101622742274 127.4127.4实际实际

24、抛投抛投量量2.022.024.414.413.593.5910.0210.02 30930948448410.610.6万安一期截流万安一期截流时间：时间：1984.11 1984.11截流设计标准：截流设计标准：11-1211-12月月5%5%月平均月平均设计流量：设计流量：877-772m 877-772m3 3/s/s实测流量：实测流量：297-264m 297-264m3 3/s/s龙口宽度：龙口宽度：80m 80m戗堤顶宽：戗堤顶宽：25m 25m截流历时：截流历时：9h8min 9h8min最大流速：最大流速：3.91m/s 3.91m/s实测落差：实测落差：1.12m 1.12

25、m截流方式：截流方式：单戗双向立堵单戗双向立堵截流材料：截流材料：石渣、平均石渣、平均0.3-0.4m0.3-0.4m块石，最大块石，最大0.8-1.2m0.8-1.2m大大 块石、块石、2.5-5t2.5-5t混凝土五面体混凝土五面体最大抛投强度：最大抛投强度：1092m1092m3 3/h/h万安一期截流备料与实际抛投量对比万安一期截流备料与实际抛投量对比抛投料抛投料大块石大块石石渣石渣混凝土混凝土五面体五面体（2.5-2.5-5t5t）合计合计设计备料（设计备料（mm3 3）4800480018100181002290022900实际备料（实际备料（mm3 3）60006000234000234000 750750240750240750实际抛投（实际抛投（mm3 3）231723178617861768681100211002