第一章施工导流

Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第一章 施工导流一、 本章的主要内容1. 施工导流规划2. 围堰工程3. 河道截流4. 基坑排水二、教学要要求1.认清施施工导流流在水利利工程施施工中的的特殊地地位和作作用；2.掌握施施工导流流设计的的主要内内容和内内容；3.深刻理理解导流流、截流流、围堰堰与基坑坑排水四四个部分分之间的的密切联联系。三、学习重重点1.施工导导流方式式、导流流标准，导导流工程程布置；2.土石围围堰和混混凝土围围堰的适适用条件件，结构构及布置置；3.立堵截截流方法法，截流流设计的的主要问问题；初初期排水水与经常常性排水水，明式式排水。水利水电工工程整个个施工过过程中的的水流控控制，概概括起来来就是采采取“导、截截、拦、蓄蓄、泄”等施工工措施，来来解决施施工和水水流之间间的矛盾盾。 施工过过程中的的水流控控制设计计的主要要任务是是： (1)要要周密地地分析研研究水文文、气象象、地形形、地质质及水文文地质、枢枢纽布置置及施工工条件等等基本资资料条件件下，划划分导流流时段，选选定导流流标准，确确定导流流设计流流量； (2)选选择导流流方案及及导流挡挡水、泄泄水建筑筑物的型型式，导导流建筑筑物的型型式；确确定导流流建筑物物的布置置、构造造与尺寸寸； (3)拟拟定导流流挡水建建筑物的的修建、拆拆除与泄泄水建筑筑物的堵堵塞方法法，制定定河道截截流、拦拦洪渡汛汛与基坑坑排水的的措施等等。 第一节 施工导导流规划划 一一、施工工导流方方式 施施工导流流的基本本方法，大大体可分分为两类类：一类类是全段段围堰法法导流，又又称为一一次栏断断法、河河床外导导流；另一类类是分段段围堰法法导流，即即河床内内导流。 （一一）全段段围堰法法导流 1.隧隧洞导流流 隧隧洞导流流是在河河岸边开开挖隧洞洞，在基基坑上下下游修筑筑围堰，河河水经隧隧洞下泄泄。 适适用条件件：用于于河谷狭狭窄、两两岸地形形陡峻、山山岩坚硬硬的山区区河流。 22.明渠渠导流 明明渠导流流是在河河岸或河河滩上开开挖明渠渠，在基基坑上、下下游修筑筑围堰，河河水经渠渠道下泄泄。 适适用条件件：明渠渠导流适适用于河河流流量量大、河河床岸坡坡平缓或或有较宽宽广滩地地、垭口口或古河河道的平平原河流流上。明明渠导流流常比较较经济合合理。3.涵管导导流 在在河岸岩岩滩上枯枯水期不不修围堰堰或只修修一小围围堰而将将涵管筑筑好，然然后再修修上、下下游全段段围堰，将将河水引引经涵管管下泄。 适适用条件件：一般般用于导导流流量量较小的的河流上上或只用用来担负负枯水期期的导流流任务的的土坝、堆堆石坝工工程中。 (二)分分段围堰堰法导流流 11概念念 分分段围堰堰法导流流亦称分分期围堰堰导流或或河床内内导流，就就是用围围堰将水水工建筑筑物分段段分期围围护起来来，使河河水通过过被束窄窄的河床床或坝体体底孔、坝坝下涵管管、厂房房等导向向下游的的方法。 所所谓分段段，就是是从空间间上用围围堰将建建筑物分分成若干干施工段段进行施施工。 所所谓分期期，就是是从时间间上将导导流分成成若干时时期。 2适适用条件件 分分段围堰堰法导流流一般适适用于河河床宽、流流量大，覆覆盖层薄薄，施工工期较长长的平原原河道或或河谷较较宽的山山区河流流，尤其其适合有有通航要要求和过过木、冰冰凌严重重的河流流上。 3分分段围堰堰法导流流型式 根根据不同同时期泄泄水道特特点，分分段围堰堰法导流流前期多多利用束束窄的原原河道导导流，后后期要通通过事先先修建的的泄水道道导流，常常见的有有以下几几种。 （11）束窄窄河床导导流 布布置：围围堰可布布置在左左、右岸岸，或两两岸同时时推进。如如果河床床为深厚厚层细粒粒土层，则则束窄河河床不可可避免地地要产生生一定的的冲刷，对对于非通通航河道道，只要要冲刷不不危及围围堰和河河岸的安安全，一一般都是是允许的的。 22.底孔孔导流 底底孔导流流，即事事先在混混凝土坝坝体内修修好临时时底孔或或永久底底孔，导导流时让让全部或或部分导导流流量量通过底底孔渲泄泄到下游游，保证证工程继继续施工工。3.坝体缺缺口导流流 混混凝土坝坝施工过过程中，当当汛期洪洪水暴涨涨暴落，其其它建筑筑物（如如导流底底孔、明明渠、隧隧洞等）不不足以渲渲泄全部部流量时时，为了了不影响响施工进进度，使使大坝在在涨水时时仍能继继续施工工，不致致使围堰堰过高，可可以在未未完建的的混凝土土坝体上上预留缺缺口以便便配合其其它导流流建筑物物渲泄洪洪水。等等洪水过过后，上上游水位位回落，再再继续修修筑缺口口。 适适用条件件：一般般只适用用于混凝凝土坝，特特别是重重力式混混凝土坝坝工程，这这种导流流方法比比较简单单。 44.梳齿齿孔导流流 这这种方法法因泄水水道断面面形状类类似于梳梳齿而得得名，与与坝体缺缺口导流流相似。主主要区别别是在于于完建阶阶段的施施工方法法不同。（三）淹没没基坑法法导流这是一种辅辅助导流流方法，在在全段围围堰法和和分段围围堰法中中均可使使用。山山区河流流特点是是洪水期期流量大大、历时时短，而而枯水期期流量则则很小，水水位暴涨涨暴落、变变幅很大大。若按按一般导导流标准准要求来来设计导导流建筑筑物，不不是挡水水围堰修修得很高高，就是是泄水建建筑物的的尺寸要要求很大大，而使使用期又又不长，这这显然是是不经济济的。在在这种情情况下，可可以考虑虑采用允允许基坑坑淹没的的导流方方法，即即洪水来来临时围围堰过水水，若基基坑被淹淹没，河河床部分分停工，待待洪水退退落，围围堰挡水水时再继继续施工工。这种种方法，基基坑淹没没所引起起的停工工天数不不长，施施工进度度能保证证，在河河道泥沙沙含量不不大的情情况下，导导流总费费用较节节省，一一般是合合理的。二、围堰工工程 围围堰：为为了围护护水工建建筑物施施工场地地，避免免水中施施工而修修建的临临时挡水水建筑物物。 围围堰型式式： 水水利水电电工程最最常见的的围堰按按其所使使用的材材料，可可以分为为： (1)土土石围堰堰； (2)混混凝土围围堰； (3)钢板桩桩格型围围堰； (4)木木笼围堰堰； (5)草草土围堰堰等。 按按围堰与与水流方方向的相相对位置置，可分分为： (1)大大致与水水流方向向垂直的的横向围围堰； (2)大大致与水水流平行行的纵向向围堰。 按按围堰与与坝轴线线的相对对位置，可可分为：(1)上游游围堰； (22)下游游围堰。 按按围堰是是否允许许淹没，可可分为： (1)过过水围堰堰； (2)不不过水围围堰。 过过水围堰堰除需满满足一般般围堰基基本要求求外，还还应满足足堰顶过过水的专专门要求求。 根根据施工工期划分分为： (1)一一期围堰堰； (2)二二期围堰堰； (3)三三期围堰堰等。 为为了充分分反映某某一围堰堰的基本本特点，实实践中常常以组合合方式对对围堰命命名。例例如，一一期上游游横向土土石围堰堰；二期期纵向混混凝土围围堰等。（一）围堰堰的基本本型式与与构造1土石围围堰（1）围堰堰的断面面型式及及构造土石围堰是是水利水水电工程程中采用用的比较较广泛的的围堰型型式。（2）断面面型式实际采用的的断面型型式远比比土石坝坝复杂，也也不可能能那样单单一或标标准化，一一般断面面型式如如图所示示。（3）土石石过水围围堰 目前采采用的有有：大块块石护面面、钢筋筋石笼护护面、加加筋护面面及混凝凝土板护护面等。较普遍的是混凝土板护面、大块石护面。 22草土土围堰草土围堰是是一种草草土混合合结构，采用麦草、稻草、芦柴、柳柴和土为主要材料用捆草法修建。草土围堰的的断面一一般为矩矩形或边边坡很陡陡的梯形形，坡比比为1：0.221：00.3，是是在施工工中自然然形成的的边坡。3钢板桩桩格型围围堰 圆圆筒形格格体是由由一群圆圆筒形各各自独立立稳定的的柱体，用用舌檐稳稳定而成成，使其其围成连连续的封封闭空间间。 (1)适适用条件件 圆圆筒形格格体钢板板桩围堰堰，一般般适用的的挡水高高度小于于1518mm，可可以在基基岩上或或非岩基基上，也也可作过过水围堰堰。钢板板桩的圆圆筒形格格体的直直径一般般取挡水水高度的的0.991.4倍 钢钢板桩格格型围堰堰的施工工：圆筒形形格体钢钢板桩围围堰的修修建由定定位、打打设模架架支柱、模模架就位位、安插插钢板桩桩、打设设钢板桩桩、填充充料碴、取取出模架架及其支支柱和填填充料碴碴到达设设计高程程等工序序组成。 4.混凝凝土围堰堰 混混凝土围围堰的抗抗冲防渗渗性能好好，占地地范围小小，挡水水水头高高，易于于与永久久混凝土土建筑物物相接，必必要时还还可过水水，因此此采用得得比较广广泛。 （11）重力力式混凝凝土围堰堰 采采用分段段围堰法法导流时时，重力力式混凝凝土围堰堰往往可可兼作第第一期和和第二期期纵向围围堰，两两侧均能能挡水，还还能作为为永久建建筑物组组成的一一部分，如如隔墙、导导墙等。为为了保证证混凝土土的施工工质量，通通常需要要在土石石低水围围堰围护护下在干干地施工工。（2）拱型型混凝土土围堰 一一般适应应于两岸岸陡峻、岩岩石坚硬硬的山区区河流上上。 拱拱型混凝凝土围堰堰，由于于利用了了混凝土土抗压强强度高的的特点，与与重力式式混凝土土围堰相相比，断断面较小小，可节节省混凝凝土工程程量。5.木笼围围堰 木木笼围堰堰是一种种框格结结构，用用方木或或两面锯锯平的圆圆木迭搭搭而成。施施工时可可在岸上上预先搭搭好木笼笼，然后后浮运、定定位沉放放、止水水堵漏。木木笼框格格中一部部分是有有底的，形形成所谓谓“石袋”，以便便装石沉沉放。 （二）围围堰的拆拆除 围围堰的拆拆除一般般可用挖挖土机开开挖、爆爆破开挖挖或人工工开挖等等方法。三、导流设设计流量量的确定定 (一)导导流设计计标准 导导流标准准是选择择导流设设计流量量进行施施工导流流设计的的标准。导导流设计计流量是是选择导导流方案案，确定定导流建建筑物的的主要依依据。 导流流设计流流量：指指相应时时段内一一定频率率的最大大流量。1导流建建筑物级级别 确确定导流流标准时时，首先先按枢纽纽工程规规模、效效益和在在国民经经济中的的重要性性将工程程划分为为五等，并并确定相相应临时时建筑物物级别，最最后选定定相应的的洪水标标准。2坝体施施工期临临时度汛汛洪水标标准施工中后期期的施工工导流，往往往需要要由坝体体挡水或或拦洪。临临时度汛汛标准应应根据坝坝型和坝坝前拦洪洪库容见见表。3.导流泄泄水建筑筑物封堵堵后坝体体度汛拦拦洪标准准见表（二）导流流时段的的划分 在在工程施施工过程程中的不不同阶段段，可以以采用不不同类型型的挡水水建筑物物和泄水水建筑物物。不同同导流方方法组合合的顺序序，称为为导流程程序。 按按照导流流程序划划分的各各施工阶阶段的延延续时间间，一般般称导流流时段。 导导流时段段划分的的目的是是研究设设计流量量降低的的可能性性与合理理性。四、围堰的的平面布布置 围围堰的平平面布置置主要包包括外形形轮廓、围围堰内的的空间（基基坑范围围）两个个问题。外外形轮廓廓不仅与与导流建建筑物的的布置有有关，而而且取决决于围堰堰种类、地地质条件件，以及及对防冲冲措施的的考虑；堰内空空间，也也即基坑坑范围大大小主要要取决于于主体工工程的轮轮廓和相相应的施施工方法法。 根据施工工导流方方案、主主体工程程轮廓、施施工对围围堰的要要求和水水流宣泄泄通畅等等条件进进行围堰堰的平面面布置。五、导流建建筑物的的水力计计算（一）纵向向围堰位位置和束束窄河床床段的水水力计算算河床束窄程程度用下下式表示示： 2/11000%束窄河床段段的平均均流速，可可粗略按按下式确确定： 束窄灌河床床段前产产生水位位壅高，其其壅高值值可由下下式估算算：（二）堰顶顶高程确确定 堰堰顶高程程的决定定，取决决于导流流设计流流量及围围堰工作作条件。 上、下游游围堰的的堰顶高高程由下下式决定定： 第二节 截流工工程一般说来截截流施工工可分为为四个过过程：戗戗堤进占占、龙口口裹头及及加固、合合龙、闭闭气。 一一、截流流方法 截截流的基基本方法法有平堵堵法和立立堵法两两种。 (一)平平堵截流流 平平堵截流流：沿戗戗堤轴线线，事先先在龙口口架设浮浮桥或栈栈桥，用用自卸汽汽车在沿沿龙口全全线均匀匀地逐层层抛填截截流材料料，逐层层上升，直直至戗堤堤高出水水面为止止。这种种方法的的龙口一一般是部部分河宽宽，也可可能是全全河宽。 适适用条件件：主要要用于平平原软基基河流，架架桥方便便且对通通航影响响不大的的情况。 （二）立立堵截流流 立立堵截流流：立堵堵法截流流是用自自卸汽车车将截流流材料从从龙口一一端向另另一端或或从两端端向中间间抛投进进占，逐逐渐束窄窄龙口直直至合龙龙截断水水流。 适适用条件件：立堵堵法截流流一般适适用于大大流量、岩岩基或覆覆盖层较较薄的岩岩基河床床上。对对于软基基河床，只只要护底底措施得得当，采采用立堵堵法同样样有效。 近近年来，国国内外在在难度较较大的一一些截流流工程中中，又将将立堵法法演为多多种方式式，如平平立堵、多多戗立堵堵、宽戗戗立堵等等。还有有些工程程采用定定向爆破破截流，爆爆破混凝凝土预制制体截流流，下闸闸截流等等。二、截流日日期和截截流设计计流量 (一)截截流日期期 截流流日期一一般多选选择在枯枯水期初初，流量量有显著著下降的的时候，而而不一定定选在流流量最小小的时刻刻。 (二)截截流设计计流量的的确定 通通常，设设计流量量按频率率法确定定。即根根据已选选定的截截流时段段，采用用该时段段内一定定频率的的特征流流量值作作为设计计流量。三、截流材材料四、工程实实例第三节 基坑排排水 基基坑排水水工作，按按排水时时间及性性质，一一般可分分为：基坑开开挖前的的初期排排水，包包括围堰堰合龙闭闭气后排排除基坑坑积水、基基坑积水水排除过过程中围围堰及基基坑的渗渗水和降降水的排排除；基坑开开挖及建建筑物施施工过程程中的经经常性排排水，包包括排除除围堰和和基坑的的渗水、降降水和施施工废水水（地基基岩石冲冲洗及混混凝土养养护用废废水）等等。一、初期排排水 11排水水量估算算 初初期排水水流量一一般根据据地质情情况、工工程等级级、工期期长短、施施工条件件等因素素，参考考实际工工程的经经验，可可按下式式来确定定。 排排水时间间主要受受基坑水水位下降降速度的的限制。 22.水泵泵选择 根根据初期期水流量量即可确确定所需需的排水水设备容容量，并并按表配配置备用用量。排排水设备备一般常常用离心心式水泵泵。 33泵站站选择 确确定排水水设备容容量后，要要妥善布布置水泵泵站。如如果水泵泵站布置置不当，不不仅降低低排水效效果，影影响其它它工作，甚甚至水泵泵运转时时间不长长，又被被迫转移移，造成成人力、物物力及时时间上的的浪费。一一般初期期排水可可以采用用固定式式或浮动动水泵站站。固定式水泵泵站，即即将泵站站设在固固定的围围堰上或或基坑内内的平台台上。一一般适用用于吸水水高度小小于6mm的情况况。浮动动式水泵泵站，即即泵站设设在移动动的平台台或浮船船上。二、经常性性排水 按排水方方法可分分：明沟沟排水（集集水井排排水）和和人工降降低地下下水位（暗暗式排水水）。(一)明沟沟排水基坑明沟排排水是指指基坑开开挖和建建筑物修修建过程程中，在在基坑内内布置明明式排水水系统，包包括排水水沟、集集水井和和水泵站站。1基坑开开挖过程程中布置置排水系系统 基基坑开挖挖过程中中布置排排水系统统，布置置原则不不妨碍开开挖和运运输工作作。一般般将排水水干沟布布置在基基坑中部部，以利利两侧出出土。随随着基坑坑开挖工工作的进进展，逐逐渐加深深排水干干沟和支支沟，通通常保持持干沟深深度为11.01.55m，支支沟深度度为0.400.5mm。集集水井布布置在建建筑物轮轮廓线的的外侧，集集水井底底部应低低于干沟沟的沟底底0.551.5m，或或深于抽抽水泵进进水阀的的高度。集集水井壁壁应加固固，以防防止井壁壁坍塌，井井底可填填20ccm厚的的碎石或或卵石。 有有时由于于基坑开开挖的深深度不一一，基坑坑底部不不在同一一高程，这这时应根根据基坑坑开挖的的具体情情况，来来布置排排水系统统，有的的工程采采用层层层截流、分分级抽水水的办法法，即在在不同高高程上布布置截水水沟、集集水井和和水泵站站，来进进行分级级排水。 22修建建建筑物物的排水水系统 修修建建筑筑物的排排水系统统，通常常都布置置在基坑坑四周，以以免对主主体工程程施工造造成影响响。排水水沟应布布置在建建筑物轮轮廓线的的外侧，距距基坑边边坡坡脚脚不小于于0.330.5m。排排水沟的的断面和和底坡，取取决于排排水量的的大小。一一般排水水沟底宽宽不小于于0.33m，沟沟深不大大于1.0m，底底坡不小小于0.0022。在密密实土层层中，排排水沟可可以不用用支撑；但在松松土层中中，则需需木板或或麻袋装装石来加加固。（二）人工工降低地地下水位位根据排水工工作原理理分，人人工降低低地下水水位的方方法有管管井法和和井点法法两种。1管井法法排水管井法排水水，又称称大口径径井点，系系在基坑坑周围布布置一些些单独工工作的管管井，内内径为220440cmm的管井井，地下下水在重重力作用用下流入入井中，每每口井用用一台普普通离心心泵、潜潜水泵或或深水泵泵抽水。分分别可降降低水位位366m、66200m和220m以以上，一一般采用用潜水泵泵较多。在在要求降降低地下下水位较较大的深深井中抽抽水时，最最好采用用专用的的离心式式深井水水泵。深深井水泵泵一般适适用深度度大于220m的的深井，排排水效果果高，需需要井数数少。管井一般设设置在基基坑边坡坡中部，井井的纵向向间距通通常为115225m，当当土层渗渗透系数数较小时时间距应应较小，反反之则间间距较大大些。当当采用普普通离心心式水泵泵且要求求降低地地下水位位较深或或基坑较较长时，应应分层设设置管井井。当要要求降低低地下水水位较深深时，最最好采用用专用深深井水泵泵。管井按材料料分有木木管井、钢钢管井、预预制无砂砂混凝土土管井。工工程中常常用后两两种。包包括井管管、外围围滤料及及封底填填料三部部分，在在井管外外还需设设置反滤滤层。管管井埋设设主要采采用水力力冲填法法和钻井井法。采采用钻井井法埋设设时要先先下套管管后下井井管；井井管下设设妥当后后，再一一边下反反滤填料料，一边边起拔套套管。当当采用射射水法下下管时，可可用专门门的水枪枪冲孔，井井管随冲冲孔而下下沉。滤滤水管是是重要组组成部分分，其构构造对井井的出水水量和可可靠性影影响极大大。要求求它过水水能力大大，进入入的泥沙沙少，要要有足够够的强度度和耐久久性。采用管井法法降低地地下水位位，可大大大减少少基坑开开挖的工工程量，提提高挖土土工效，降降低造价价，缩短短工期。2井点排排水井点降水按按其类型型可分为为轻型井井点、喷喷射井点点和电渗渗井点三三类。16