第一章 施工导流

1、第一章 施工导流学习要求： 了解导流的基本方法及其适用条件 掌握导流设计标准，导流时段的划分，以及合理选择导流方案 了解截流的基本方法以及合理选择截流日期 掌握导截流水力计算，导流标准风险度计算第一节 施工导流的基本方法导流设计的基本任务1. 分析资料 水文，地形，地质 枢纽，施工条件2. 导流设计1) 选取导流标准2) 划分导流时段3) 确定导流设计流量4) 选取导流方案 导流建筑物形式、布置、尺寸3. 截流设计1) 截流方案2) 渡汛3) 基坑排水导液标准导流时段导流设计流量导流建筑物的形式导流建筑物的布置导流建筑物的尺寸导流方式1. 分段围堰法导流（分期围堰）(河床内导流)2. 全段围堰

2、法导流（一次围堰）(河床外导流)3. 淹没基坑法导流（过水围堰）(辅助导流法)一.分段围堰法（分期围堰）(河床内导流) 分期：时间(、)；分段：空间 实例 二期二段：三门峡，新安江 二期三段：铁门 三期二段：三峡 三期三段：富春江 适用范围：河床宽，流量大，施工期长，有河心岛，尤其是有通航要求和冰凌严重的河流。注意： 分段多则围堰工程量大、施工复杂； 分期多则工期拖延长； 纵向围堰的布置要考虑到： 纵向围堰尽可能利用河心洲、岛等有利地形； 纵向围堰尽可能与导墙、隔墙等永久建筑相结合； 束窄河床的流速不能超过施工期通航、筏运、围堰和河床防冲的允许流速； 各段主体工程的工程量、施工强度比较均衡；

3、便于布置后期导流建筑物； 不致使后期围堰过高或截流落差过大； 1. 前期导流 ： 束窄度束窄度 束窄度K： A1 原河床过水面积； A2 围堰修筑后挡掉的面积； 流速流速 流速Vc： Vc 束窄河床平均流速； Q 导流设计流量； 侧向收缩系数(0.95，两侧收缩0.9) 上游壅高 束窄段由于围堰修筑引起的水流升高 壅高Z： 流速系数(0.75-0.90) V0行近流速 g 重力加速度2. 后期导流(混凝土坝尤其是重力式混凝土坝)(1) 大坝底孔导流 优点：上部施工不受水流干扰，有利于均衡施工，对高坝施工特别有利。 缺点：增加钢材用量(孔周)、封堵不好削弱整体性、导流流量不大、有被漂浮物堵塞危险

4、、水头高的闸门及止水安放困难。 形式：坝内底孔，排砂孔，泄洪洞，放空洞。 问题：底坎高程，截面尺寸，封堵 底坎高，截流落差大，围堰高，封堵水头低，一般在枯水位以下； 多个底孔坎高可不同，封堵时从最低的开始，可减少封堵闸门水压力； 满足导流流量和其他要求可能需孔口尺寸较大，对结构有利孔口尺寸应小；(2)坝体缺口导流（梳齿导流） 优缺点与底孔导流相反 宽度与高度：取决于设计流量、泄水建筑物的泄流能力、建筑物的结构特点、施工条件 底坎高程：底坎低单宽流量大，但对施工影响也大；多个缺口的底坎高差过大，单宽流量相差过大，高缺口向低缺口侧向泄流，可能导致压力分布不均的斜向卷流(3) 导流明渠导流(如三峡工

5、程二期导游) 问题： 明渠的糙率 明渠的出口消能 明渠与永久建筑物的结合(4)厂房（未完建）导流 问题：振动二、全段围堰法导流1.隧洞导流隧洞布置应注意： 进出口与河道主流的交角以300为宜(保持进出口水流平顺)； 转弯半径 R 5 b (洞宽)为宜，转弯弧段前后的直线段长度L 5 b (避免离心力产生横波或流线折断产生气蚀)； 进出口与上下游围堰之间的距离宜大于50m(防止冲刷堰脚)2.明渠导流 利用条件： 老河道(套)、裁弯取直河道、永久建筑(如引水渠、尾水渠等)、垭口、山谷、河滩等 明渠布置应注意： 水流平顺，进出口与河道主流交角300左右 转弯半径大于5b(渠底宽度) 与上下围堰坡脚相

6、距50100m 明渠水面与基坑水面相距大于2.53.0H(两水面高差)3.涵管导流 适用：土石坝工程，导流流量较小。 布置：河岸岩滩(枯水位以上的可利用枯水期不修围堰或仅修小围堰筑管后再修上下围堰)；有永久涵管的与永久涵管相结合。 结构：钢筋混凝土管；基岩中挖沟槽(衬砌)加顶盖或封混凝土。 防渗流：防止管外壁与坝身防渗体之间的接触渗流，每隔一定距离设截流环延长渗径。三、淹没基坑导流 适用：山区河流洪枯比大，洪水历时短、水位暴涨暴落变幅大，河道泥沙含量不大。 第二节 围堰工程一、围堰结构类型1. 土石围堰(1) 斜墙围堰 斜墙土石围堰 防渗： (1) 斜墙+水平铺盖(延长覆盖层渗径)； (2)

7、斜墙+板桩或防渗墙、高喷墙(节省铺盖)； 覆盖层 堰体：维持围堰挡水稳定； 斜墙：堰体防渗； 铺盖：覆盖层防渗； 排水体：排出渗入心墙后堰体内的水； 反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走； 护坡：保护坡面；(2) 心墙围堰 心墙土石围堰(垂直防渗墙式) 垂直防渗：(1) 心墙+齿墙(或板桩或防渗墙)； (2) 防渗墙； 堰体：维持围堰挡水稳定； 心墙：堰体防渗； 齿墙：覆盖层防渗； 排水体：排出渗入心墙后堰体内的水； 反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走； 护坡：保护坡面；心墙围堰与斜墙围堰比较 迎水面坡度：心墙围堰的比斜墙围堰的陡； (心墙一般为1：1.51.75；斜墙一般为1：2.

8、5 3.5) 背水面坡度：心墙围堰的比斜墙围堰的缓； (心墙一般为1：1.752.0；斜墙一般为1：1.5 1.75) 心墙围堰体积小(故高堰多用)，施工难度大(防渗体与堰体施工相互干扰严重) 斜堰围堰工程量大，施工难度小(防渗体与堰体施工相互干扰小，斜墙与铺盖甚至可用开身驳船水下抛投)2. 混凝土围堰 比土石围堰抗冲与防渗能力强，底宽小，可以过水，挡水水头高，易与永久建筑物连接；(1) 拱型混凝土围堰 适用于岸坡陡峻、岩石坚实河流，常用于隧洞导流以及过水围堰方案；河床覆盖层较厚的可不清基至基岩，以灌浆防渗加固；(2) 重力式混凝土围堰 多用于纵向围堰，也用于横向围堰，要建在基岩上，常在枯水期

9、低土石围堰保护下施工；3. 钢板桩格型围堰4. 草土围堰 逐层压放草捆高出水面成迎水面斜坡，在斜坡上铺一层散草后再铺一层土并踏实，如此向前进占，后部堰体逐渐沉入河底；5. 框格填石围堰/竹木笼围堰/钢筋混凝土叠梁围堰 6. 过水围堰 (1) 混凝土板护面过水土石围堰； (2) 加筋过水土石围堰； (3) 混凝土过水围堰；二、围堰的平面布置与堰顶高程1. 围堰的平面布置基坑坡址与主体轮廓相距不小于2030m；纵向围堰上下游延伸并翼形收缩；2. 围堰设计 (A) 堰顶高程计算： 下游原河床水位+风浪爬高+安全超高 Hd=hd+ha+ 上游堰前壅高水位+风浪爬高+安全超高 Hu=(hd+z)+ha+

10、 (B) 边坡设计 (C) 防渗计算 (D) 稳定计算(E) 强度分析截流基本概念(1) 截流-原河床断流(2) 戗堤-截流堰堤(3) 进占-向水中筑堤(4) 龙口-断流前河床索窄的缺口(5) 合龙-封堵龙口(6) 闭气-龙口防渗第三节 导流设计流量1. 导流标准 (风险标准，保证率标准)2. 导流时段 (主要指围堰挡水施工的时段)3. 导流设计流量 (按导流标准预计的导流时段的最大流量)初期导流标准 (狭义)坝体拦洪渡汛标准孔洞封堵标准(广义)1 导流标准(1)定义(A)确定导流设计流量导流的挡水/泄水建筑物的泄水标准(B)高标准建筑物规模大，投资大，时间长(C)低标准不能保证安全，施工被动

11、(2)导流建筑物级别(A)划分依据保护对象，失事后果，使用年限，工程规模（堰高/库容）(B)级别3/4/5级（施工规范） 当导流建筑物根据表2.2.1指标分属不同级别时，应根据其中最高级别为准。但列为级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求。(3) 导流建筑物洪水标准(A)使用方法频率法/重现年法/典型水文年法/美国垦务局标准（风险度）现行规范使用重现年法。施工规范（年年）(B)SDJ 338-893-5/50 导流建筑物设计洪水标准应根据建筑物的类型和级别在规定幅度内选择，并结合风险度综合分析，使所选标准经济合理，对失事后果严重的工程，要考虑对超标准洪水的应急措施。 施工导流设计标准1.围堰

12、施工年限3年，堰高1550m，导流建筑物、级2.导流建筑物过水标准：土石围堰 级： 1020年一遇 级： 510年一遇3.河流水文特征（时段/流量） 挡枯水流量（10） 挡洪水流量（5） 风险度计算 假设导流标准是洪水重现期为T年，则任一年洪水出现的概率为1/T，不出现的概率为(1-1/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(1-1/T) L 。而洪水出现的概率为1-(1-1/T) L ，也即风险度为：R=1-(1-1/T) L T ，C ，R 。 L ，R 。 举例： T=25年，L=1年，R=1-（1-1/25）=4% 现在施工期修改为3年，要求R不变，则： T

13、=1/1-（1-R）1/L=74年 显然设计标准大大提高。 应该取围堰建造资金与风险资金之和最小的导流设计标准2 导流时段选择A 目的：合理选择导流设计流量 B 水文特性时段：按流量关系表有 春汛期/中水期/洪水期/枯水期/最枯期 C 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D 实例： 大伙房设计流量为相应时段内一定频率的最大流量为导流设计流量 潘家口二期导流设计流量由挡全年洪水下降为挡枯水，Q由11700立方/秒下降为1400立方/秒，高围堰改为低围堰，工期少了两个月，投资减少580万 新安江二期围堰按时段频率改为按二月份的分月频率计算Q，降低了堰高，洪水漫顶

14、3.导流设计流量 在导流时段上按导流标准确定导流设计流量Q (m3s)t3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2第四节 导流方案 概念：不同导流时段不同导流方式的组合 选择导流方案应考虑的因素： 水文 地形 地质及水文地质 水工建筑物的型式与布置 施工期间河流的综合利用 施工工期要求 实例：宝珠寺水电站时段挡水建筑泄水建筑施工内容第五节 截流工程0. 截流的概念截流基本方法截流日期及截流流量龙口位置及宽度截流水力计算截流材料和备料量截流措施（l）减小龙口流量、流速、落差和改善流态等水力因素 减小龙口流量：可开挖导流明渠或隧洞、拆除围堰，创造良好的分流条件；增建截流闸（如三门峡）；堤下埋管或用框架作抛料（加苏联高尔基电站）增大戗堤透水性，加大渗流量等。 减少龙口流速：可用宽戗堤以增加龙口的沿程阻力，减缓龙口比降如奥阿希戗堤宽273 m。 减小落差：可用双戗、三