施工导流与水流控制

第七章施工导流与水流控制在河床上修建水水工建筑物物时，为保保证在干地地上施工，需需将天然径径流部分或或全部改道道，按预定定的方案泄泄向下游，并并保证施工工期间基坑坑无水，这这就是施工工导流与水水流控制要要解决的问问题。施工工导流与水水流控制一一般包括以以下内容：：①坝址区的的导流和截截流；②坝址区上上、下游横横向围堰和和分期纵向向围堰；③导流隧洞洞、导流明明渠、底孔孔及其进出出口围堰；；④引水式水水电站岸边边厂房围堰堰；⑤坝址区或或厂址区安安全度汛、排排冰凌和防防护工程；；⑥建筑物的的基坑排水水；⑦施工期通通航；⑧施工期下下游供水；；⑨导流建筑筑物拆除；；⑩导流建筑筑物下闸和和封堵。第一节施工工工导流一、施工导流方方方法施工导流的基本本本方法大大体可可分为两两类：：一类是是全段段围堰法法导流流，即用用围堰堰拦断河河床，全全部水流流通过过事先修修好的的导流泄泄水建建筑物流流走；；另一类类是分分段围堰堰法，即即水流通通过河河床外的的束窄窄河床下下泄，后后期通过过坝体体预留缺缺口、底底孔或其其他泄泄水建筑筑物下下泄。但但不管管是分段段围堰堰法导流流还是是全段围围堰法法导流，当当挡挡水围堰堰可过过水时，均均可可采用淹淹没基基坑的特特殊导导流方法法。这这里介绍绍两种种基本的的导流流方法。（一）全段围堰堰堰法全段围堰法导流流流就是在在修建建于河床床上的的主体工工程上上、下游游各建建一道拦拦河围围堰，使使水流流经河床床以外外的临时时或永永久建筑筑物下下泄，主主体工工程建成成或即即将建成成时，再再将临时时泄水水建筑物物封堵堵。该法法多用用于河床床狭窄窄、基坑坑工作作量不大大、水水深、流流急难难于实现现分期期导流的的地方方。全段围堰法按其其其泄水道道类型型有以下下几种种：1.隧隧隧洞导流流山区河流，一般般般河谷狭狭窄、两两岸地形形陡峻峻、山岩岩坚实实，采用用隧洞洞导流较较为普普遍。但但由于于隧洞泄泄水能能力有限限，造造价较高高，一一般在汛汛期泄泄水时均均另找找出路或或采用用淹没基基坑方方案。导导流隧隧洞设计计时应应尽量与与永久久隧洞相相结合合。隧洞洞导流流的布置置型式式如图7-11所示。（a）（b）图7-1隧隧隧洞导流示示意意图（a）平面图；；（b）剖面面图1-隧洞；2--坝坝轴线；333-围堰；44-基坑2、明明明渠导流流明渠导流是在河河河岸或滩滩地上上开挖渠渠道，在在基坑上上、下下游修筑筑围堰堰，河水水经渠渠道下泄泄。它它用于岸岸坡平平缓或有有宽广广滩地的的平原原河道上上。若若当地有有老河河道可利利用或或工程修修建在在弯道上上时，采采用明渠渠导流流比较经经济合合理。具具体布布置型式式如图图7-2所示示。（a）（b）图7-2明明明渠导流示示意意图（a）平面图；；（b）剖面面图1-坝轴线；22--上游围堰堰；3-下游游围堰；4--导流明渠渠3、涵涵涵管导流流涵管导流一般在在在修筑土土坝、堆堆石坝中中采用用，但由由于涵涵管的泄泄水能能力较小小，因因此一般般用于于流量较较小的的河流上上或只只用来担担负枯枯水期的的导流流任务，如如图图7-3所示示。（a）（b）图7-3涵涵涵管导流示示意意图（a）平面图；；（b）剖面面图1-上游围堰；；22-下游围围堰；3-涵涵管；4-坝坝体4、渡渡渡槽导流流渡槽导流方式结结结构简单单，泄泄流量较较小，一一般用于于流量量小、河河床窄窄、导流流期短短的中、小小型型工程，如如图图7-4所示示。图7-4渡槽槽槽导流示意意图图1-上游围堰；；22-下游围围堰；3-渡渡槽(二)))分段围堰堰法法分段围堰法(或或或分期围围堰法法)，就是用用围堰将将水工工建筑物物分段段分期围围护起起来进行行施工工(图7-55)。所谓分分段，就就是从从空间上上用围围堰将拟拟建的的水工建建筑物物圈围成成若干干施工段段，所所谓分期期，就就是从时时间上上将导流流分为为若干时时期。导导流的分分期数数和围堰堰的分分段数并并不一一定相同同（图图7-6）。分段围堰法前期期期由束窄窄的河河道导流流，后后期可利利用事事先修好好的泄泄水建筑筑物导导流。常常用泄泄水建筑筑物的的类型有有底孔孔、缺口口等。分分段围堰堰法导导流，一一般适适用于河河流流流量大、槽槽宽宽、施工工工期期较长的的工程程中。图7-5分分分期导流示示意意图（a）平面图；；（b）剖面面图1-坝轴线；22--上横围堰堰；3-纵围围堰；4-下下游围堰堰；55-第二期围围堰轴线线图7-6导导导流分期与与围围堰分段段示意意图（a）二期施工工；；（b）三三期施工工Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ-表表示施工分期期期1、底底底孔导流流采用底孔导流时时时，应事事先在在混凝土土坝体体内修好好临时时或永久久底孔孔，然后后让全全部或部部分水水流通过过底孔孔宣泄至至下游游。如系系临时时底孔，应应在在工程接接近完完工或需需要蓄蓄水时封封堵。底底孔导流流布置置型式如如图77-7所示。图7-7底底底孔导游(a)二期施工工工时下游游立视视图；（b）底底孔纵断断面；；（c）底孔孔水平剖剖面1-二期修建坝坝体体；2-底底孔；3-二二期纵向向围堰堰；4-封闭闭闸门门门槽；；5-中间墩墩6-出口封闭门门槽槽；7-已已浇筑的的混凝凝土坝体体底孔导流挡水建建建筑物上上部的的施工可可不受受干扰，有有利利于均衡衡、连连续施工工，这这对修建建高坝坝有利，但但在在导流期期有被被漂浮物物堵塞塞的危险险，封封堵水头头较高高，安放放闸门门较困难难。2、缺缺缺口导流流混凝土坝在施工工工过程中中，为为了保证证在汛汛期河流流暴涨涨暴落时时能继继续施工工，可可在兴建建的坝坝体上预预留缺缺口渲泄泄洪峰峰流量，待待洪洪峰过后后，上上游水位位回落落再修筑筑缺口口，谓之之缺口口导流(图77-8)。图7-8坝体体体缺口过水水示示意图1-过水缺口；；22-导流隧隧洞；3-坝坝体；4-坝坝顶二、导流建筑物物物(一)))导流建筑筑物物设计流流量导流设计流量是是是选择导导流方方案，确确定导导流建筑筑物的的主要依依据。而而导流建建筑物物设计洪洪水标标准是选选择导导流设计计流量量的标准准，即即是施工工导流流的设计计标准准。1、洪洪洪水设计计标准准导流建筑物系指指指枢纽工工程施施工期所所使用用的临时时性挡挡水和泄泄水建建筑物。根根据据其保护护对象象、失事事后果果、使用用年限限和工程程规模模划分为Ⅲ~Ⅴ级，具体体按按表7-1确确定。表7-1导流建筑筑物级别别划分分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)Ⅲ有特殊要要要求的Ⅰ级永久建建筑物物淹没重重重要城镇镇、工工矿企业业、交交通干线线或推推迟工程程总工工期及第第一批批机组发发电，造造成重大大灾害害和损失失>3>50>1.0ⅣⅠ、Ⅱ级永久建建筑物物淹没一一一般城镇镇、工工矿企业业或推推迟工程程总工工期及第第一批批机组发发电而而造成较较大灾灾害和损损失1.5～315～500.1～1.000ⅤⅢ、Ⅳ级永久建建筑物物淹没基基基坑，但但对总总工期及及第一一批机组组发电电影响不不大，经经济损失失较小小<1.5<15<0.1注：1、导流建建筑物物包括挡挡水和泄泄水建建筑物，两两者者级别相相同；；2、表列四项指指指标均按施施工工阶段划划分；；3、有、无特殊殊殊要求的永永久久建筑物物均系系针对施施工期期而言，有有特特殊要求求的ⅠⅠ级永久建建筑筑物系指指施工工期不允允许过过水的土土坝及及其它有有特殊殊要求的的永久久建筑物物；4、使用年限指指指导流建筑筑物物每一施施工阶阶段的工工作年年限，两两个或或两个以以上施施工阶段段共用用的导流流建筑筑物，如如分期期导流一一、二二期共用用的纵纵向围堰堰，其其使用年年限不不能叠加加计算算；5、围堰工程规规规模一栏，堰堰高指挡水围围堰最大高度度，库容指堰堰前设计水位位所拦蓄的水水量，两者必必须同时满足足。导流建筑物设计计计洪水标标准应应根据建建筑物物的类型型和级级别在表7--2规定幅度度内选择择，并并结合风风险度度综合分分析，使使所选标标准经经济合理理，对对失事后后果严严重的工工程，要要考虑对对超标标准洪水水的应应急措施施。表7-2导流建筑筑物洪水水标准准划分导流建筑物类型型型导流建筑物级别别别ⅢⅣⅤ洪水重现期(年年年)土石50～2020～1010～5混凝土20～1010～55～3注：在下述情况况况下，导导流建建筑物洪洪水标标准可用用表中中的上限限值：：1、河流水水文实测测资料料系列较较短((小于20年年)，或工程程处于暴暴雨中中心区；2、采采用新型型围堰堰结构型型式；；3、处于关关键施工工阶段段，失事事后可可能导致致严重重后果；4、工工程规模模、投投资和技技术难难度用上上限值值与下限限值相相差不大大。55、过水围围堰堰的挡水水标准准应结合合水文文特点、施施工工工期、挡挡水水时段，经经技技术经济济比较较后在重重现期期3～20年年范围内内选定定。当水水文系系列较长(大大于或等等于330年)时，也也可根据据实测测流量资资料分分析选用用。当坝体筑高到不不不需围堰堰保护护时，其其临时时渡汛洪洪水标标准应根根据坝坝型及坝坝前拦拦洪库容容按表表7-3规定定的洪水水重现现期(年)。表7-3坝体施工工期期临时度度汛洪洪水标准准坝型拦洪库容(亿mmm3)>1.01.0～0.1110.1洪水重现期(年年年)土石坝>100100～5050～20混凝土坝>5050～2020～10导流泄水建筑物物物封堵后后，如如永久泄泄洪建建筑物尚尚未具具备设计计泄洪洪能力，坝坝体体度汛洪洪水标标准应分分析坝坝体施工工和运运行要求求后按按表7-4规规定执行行。汛汛前坝体体上升升高度应应满足足拦洪要要求，帷帷幕灌浆浆及接接缝灌浆浆高程程应能满满足蓄蓄水要求求。表7-4导流泄水水建筑物物封堵堵后坝体体度汛汛标准大坝类型导流建筑物级别别别ⅠⅡⅢ洪水重现期(年年年)混凝土设计200～10000100～5050～20校核500～20000200～10000100～50土石设计500～20000200～10000100～50校核1000～50000500～20000200～100002、导流时段导流时段就是按按按照导流流程序序来划分分的各各施工阶阶段的的延续时时间。划划分导流流时段段，需正正确处处理施工工安全全可靠和和争取取导流经经济效效益的矛矛盾。因因此要全全面分分析河道道的水水文特点点、被被围的永永久建建筑物的的结构构型式及及其工工程量大大小、导导流方案案、工工程最快快的施施工速度度等，这这些是确确定导导流时段段的关关键。尽尽可能能采用低低水头头围堰，进进行行枯水期期导流流，是降降低导导流费用用、加加快工程程进度度的重要要措施施。总之，在在划分导导流时时段时，要要确确保枯水水期，争争取中水水期，还还要尽力力在汛汛期中争争工期期。既要要安全全可靠，又又要要力争工工期。山区性河流，其其其特点是是洪水水流量大大，历历时短，而而枯枯水期则则流量量小。在在这种种情况下下，经经过技术术经济济比较后后，可可采用淹淹没基基坑的导导流方方案，以以降低低导流费费用。导流建筑物设计计计流量即即为导导流时段段内根根据洪水水设计计标准确确定的的最大流流量，据据以进行行导流流建筑物物的设设计。(二)围堰1.围堰的类型型围堰是一种临时时时性水工工建筑筑物，用用来围围护河床床中基基坑，保保证水水工建筑筑物施施工在干干地上上进行。在在导导流任务务完成成后，对对不能能作为永永久建建筑物的的部分分或妨碍碍永久久建筑物物运行行的部分分应予予以拆除除。通常按使用材料料料将围堰堰分为为土石围围堰、草草土围堰堰、钢钢板桩格格型围围堰、木木笼围围堰、混混凝土土围堰等等；按按所处的的位置置将围堰堰分为为横向围围堰、纵纵向围堰堰；按按围堰是是否过过水分为为不过过水围堰堰、过过水围堰堰。2.围堰的基本本要要求1)安安安全可靠靠，能能满足稳稳定、抗抗渗、抗抗冲要要求；2)结结结构简单单，施施工方便便，宜宜于拆除除并能能充分利利用当当地材料料及开开挖弃料料；3)堰堰堰基易于于处理理，堰体体便于于与岸坡坡或已已有建筑筑物连连接；4)在在在预定施施工期期内修筑筑到需需要的断断面和和高程；；5)具有良好的的技技术经济指指指标。3.围堰的结构构（1）土石围堰堰。土土石围堰堰能充分分利用用当地材材料，地地基适应应性强强，造价价低，施施工简便便，设设计应优优先选选用。1）不过水土石石石围堰。对对于于土石围围堰，由由于不允允许过过水，且且抗冲冲能力较较差，一一般不宜宜做纵纵向围堰堰，如如河谷较较宽且且采取了了防冲冲措施，也也可可将土石石围堰堰用作为为纵向向围堰。土土石石围堰的的水下下部位一一般采采用混凝凝土防防渗墙防防渗，水水上部位位一般般采用粘粘土心心墙、粘粘土斜斜墙、土土工合合成材料料等防防渗。2）过水土石围围围堰。当采采用用淹没基基坑方方案时，为为了了降低造造价、便便于拆除除，许许多工程程采用用了过水水土石石围堰型型式。为为了克服服过水水时水流流对堰堰体表面面冲刷刷和由于于渗透透压力引引起的的下游边边坡连连同堰顶顶一起起的深层层滑动动，目前前采用用较普遍遍是在在下游护护面上上压盖混混凝土土面板。（2）草草土围堰堰。草草土围堰堰是黄黄河上传传统的的筑堤方方法，它它是一种种草土土混合结结构。施施工时，先先用用稻草或或麦草草做成长1..2～1.8m、直直径0.5～～0.7mm的的草捆，再再用用长6～8mm、直径4～～5cm的草绳将将两个草草捆扎扎成件，重重约约20kg。堰堰体体由河岸岸开始始修筑，首首先先沿河岸岸迎水水面在围围堰整整个宽度度内分分层铺设设草捆捆，并将将草绳绳拉直放放在岸岸上，以以便与与后铺的的草捆捆互相联联结。铺铺草时，应应使使第一层层草捆捆浸入水水中11/3，各层层草捆按按水深深大小迭迭接11/3～1//2，这样逐逐层压放放的草草捆就形形成一一个坡角角约335。～45。的斜坡，直直直至高出出水面面1.0mm为为止。随随后在在草捆层层的斜斜坡上铺铺上一一层厚0.225～0.33Om的散草草，再在在散草草上铺一一层厚厚0.255～～0.3OOmm的土层。土土土质以遇遇水易易于崩解解、固固结为好好，可可采用黄黄土、砂砂壤土、粘粘壤壤土、粉粉土等等。铺好好的土土质只需需用人人工踏实实即可可。接着着在填填土面上上同样样作堰体体压草草、铺散散草和和压土工工作，如如此继续续进行行，堰体体即可可向前进进占，后后部的堰堰体也也渐渐深深入河河底。（3）混凝土围围堰堰。混凝士士士围堰的的抗冲冲及抗渗渗能力力强，适适应高高水头，底底宽宽小，易易于与与永久建建筑物物相结合合，必必要时可可以过过水，因因此应应用较广广泛。峡峡谷地区区岩基基河床，多多用用混凝土土拱围围堰，且且多为为过水围围堰型型式，可可使围围堰工程程量小小，施工工速度度快，且且拆除除也较为为方便便。采用用分段段围堰法法导流流时，重重力式式混凝土土围堰堰往往作作为纵纵向围堰堰。现现在混凝凝土围围堰一般般采用用碾压混混凝土土，在低低土石石围堰保保护下下施工，施施工工速度快快。4.围堰的平面面布布置围堰的平面布置置置是一个个很重重要的课课题。如如果平面面布置置不当，维维护护基坑的的面积积过大，会会增增加排水水设备备容量；；基坑坑面积过过小，会会妨碍主主体工工程施工工，影影响工期期；更更有甚者者，会会造成水水流宣宣泄不畅畅顺，冲冲刷围堰堰及其其基础，影影响响主体工工程安安全施工工。围堰的平面布置置置一般应应按导导流方案案、主主体工程程的轮轮廓和对对围堰堰提出的的要求求而定。当当采采用全段段围堰堰法导流流时，基基坑是由由上、下下游横向向围堰堰和两岸岸围成成的。采用分段围堰取取取决于主主体工工程的轮轮廓。通通常，基基坑坡坡趾离主主体工工程轮廓廓的距距离，不不应小小于20～330m（图77-9），以以便布置置排水水设施、交交通通运输道道路及及堆放材材料和和模板等等。至至于基坑坑开挖挖坡的大大小，则则与地质质条件件有关。采采用用分段围围堰法法导流时时，上上、下游游横向向围堰一一般不不与河床床中心心线垂直直，其其平面布布置常常呈梯形形，即即可保证证水流流顺畅，同同时时也便于于运输输道路布布置和和衔接。当当采采用全段段围堰堰法导流流时，为为了减少少工程程量，围围堰多多与主河河道垂垂直。当当纵向向围堰不不作为为永久建建筑物物的一部部分时时，纵向向基坑坑坡趾离离主体体工程轮轮廓的的距离，一一般般不大于2mm，以供布布置置排水系系统和和堆放模模板。如如果无此此要求求，只需需留00.4～0..6就够了。图7-9围堰堰堰布置与基基坑坑范围（单单位位：m）（a）平面图；；（b）A--A剖面；（ccc0B--B剖剖面1-主体工程轴轴线线；2-主主体工程程轮廓廓；3-基坑坑；4-上游游横向围围堰；；5-下游横横向围堰堰；66-纵向围堰堰5.围堰堰顶高高程程的确定围堰堰堰顶高高程的的确定，不不仅仅取决于于导流流设计流流量和和导流建建筑物物的型式式、尺尺寸、平平面位位置、高高程和和糙率等等，而而要考虑虑到河河流的综综合利利用和主主体工工程工期期。上游游围堰的的堰顶顶高程：：H上＝hd+ZZ+δ（77-1）式中H上————上游围堰堰堰顶高高程，mm；hdd——下游水面面高程，m，可可直接由由原河河流水位位流量量关系曲曲线中中查得；；Z——上下游水水位差差，m；；δ——围堰的安安安全超高高，mm，按表7--5选用。表7-5不过水围围堰堰顶安全全超高高下限值(mm)围堰型式围堰级别ⅢⅣ～Ⅴ土石围堰0.70.5混凝土围堰0.40.3下游围围围堰堰顶顶高程程：H下＝hd+δδ（77-2）式中H下下———下游围堰堰堰顶高高程，mm；hd——下游水面面高程，m；；δ——围堰的安安安全超高，mm，按表7--5选用。围堰拦蓄一部分分分水流时时，则则堰顶高高程应应通过水水库调调洪计算算来确确定。纵纵向围围堰的堰堰顶高高程，要要与束束窄河床床中宣宣泄导流流设计计流量时时的水水面曲线线相适适应，其其上下下游端部部分别别与上下下游围围堰同高高，所所以其顶顶面往往往作成成倾斜斜状。6.围堰的拆除除围堰是临时建筑筑筑物，导导流任任务完成成后，应按设计要要求进行拆拆除，以免免影响永久久建筑物的的施工及运运行。（1）土石围堰堰相相对来说断断断面较大大，因因之有可可能在在施工期期最后后一次汛汛期过过后，上上游水水位下降降时，从从围堰的的背水水坡开始始分层层拆除。但但必必须保证证依次次拆除后后所残残留的断断面能能继续挡挡水和和维持稳稳定，以以免发生生安全全事故，使使基基坑过早早淹没没，影响响施工工。土石石围堰堰一般可可用挖挖土机或或爆破破等方法法拆除除。（2）草土围堰堰的的拆除比较较较容易，一一般般水上部部分用用人工拆拆除，水水下部分分可在在堰体挖挖一缺缺口，让让其过过水冲毁毁或用用爆破方方法炸炸除。（3）混凝土围围堰堰的拆除，一一般只能用爆爆破方法炸除除，但应注意意，必须使主主体建筑物或或其他设施不不受爆破危害害。（三）导流泄水水水建筑物物1.导流明渠（1）布置原则则。弯道少，避开滑滑滑坡、崩崩塌体体及高边边坡开开挖区；；便于于布置进进入基基坑的交交通道道路；进进出口口与围堰堰接头头满足堰堰基防防冲要求求；避避免泄洪洪时对对下游沿沿岸及及施工设设施冲冲刷，必必要时时进行导导流水水工模型型验证证。（2）明渠断面面设设计。明渠底宽、底坡坡坡和进出出口高高程应使使上、下下游水流流衔接接条件良良好，满满足导、截截流流和施工工期通通航、过过木、排排冰要求求。设设在软基基上的的明渠，宜宜通通过动床床水工工模型试试验，改改善水流流衔接接和出口口水流流条件，确确定定冲坑形形态和和深度，采采取取有效消消能抗抗冲设施施。导流明渠结构型型型式应方方便后后期封堵堵。应应在分析析地质质条件、水水力力学条件件并进进行技术术经济济比较后后确定定衬砌方方式。导流隧洞导流隧洞应根据据据地形、地地质质条件合合理选选择洞线线，保保证隧洞洞施工工和运行行安全全。相邻邻隧洞洞间净距距、隧隧洞与永永久建建筑物之之间间间距、洞洞脸和和洞顶岩岩层厚厚度均应应满足足围岩应应力和和变形要要求。尽尽可能利利用永永久隧洞洞，其其结合部部分的的洞轴线线、断断面型式式与衬衬砌结构构等均均应满足足永久久运行与与施工工导流要要求。隧洞型型型式、进进出口口高程尽尽可能能兼顾导导流、截截流、通通航、过过木、排排冰要要求，进进口水水流顺畅畅、水水面衔接接良好好、不产产生气气蚀破坏坏，洞洞身断面面方便便施工；；洞底底纵坡随随施工工及泄流流水力力条件等等选择择。导流隧洞在运用用用过程中中，常常遇明满满流交交替流态态，当当有压流流为高高速水流流时，应应注意水水流掺掺气，防防止因因此产生生空蚀蚀、冲击击波，导导致洞身身破坏坏。隧洞衬砌范围及及及型式通通过技技术经济济比较较后确定定，应应研究解解决封封堵措施施及结结构型式式的选选择。导流底孔导流底孔设置数数数量、高高程及及其尺寸寸宜兼兼顾导流流、截截流、过过木、排排冰要求求。进进口型式式选择择适当的的椭圆圆曲线，通通过过水工模模型试试验确定定。进进口闸门门槽宜宜设在坝坝外，并并能防止止槽顶顶部进水水，以以免气蚀蚀破坏坏或孔内内流态态不稳定定影响响流量。利用永久泄洪、排排沙和水库放放空底孔兼作作导流底孔时时，应同时满满足永久和临临时运用要求求。坝内临时时底孔使用后后，须以坝体体同混凝土回回填封堵，并并采取措施保保证新老混凝凝土结合良好好。第二节截流流流技术当泄水建筑物完完完成时，抓抓住住有利时时机，迅迅速实现现围堰堰合龙，迫迫使使水流经经泄水水建筑物物下泄泄，称为为截流流。选择截截截流方式式应充充分分析析水力力学参数数、施施工条件件和难难度、抛抛投物物数量和和性质质，并进进行技技术经济济比较较。截流流方法法有：(1)))单戗立堵堵截截流，简简单易易行，辅辅助设设备少，较较经经济，适适用于于截流落落差不不超过3.55m，但龙口口水流能能量相相对较大大，流流速较高高，需需制备重重大抛抛投物料料相对对较多。(2)))双戗和多多戗戗立堵截截流，可可分担总总落差差，改善善截流流难度，适适用用于截流流落差差大于3.55m。(3)建造浮桥桥桥或栈桥桥平堵堵截流，水水力力学条件件相对对较好，但但造造价高，技技术术复杂，一一般般不常选选用。(4)))定向爆破破、建建闸等截截流方方式只有有在条条件特殊殊、充充分论证证后方方宜选用用。一、截流方法1.立堵法立堵法截流的施施施工过程程是：：先在河河床的的一侧或或两侧侧向河床床中填填筑截流流戗堤堤，逐步步缩窄窄河床，谓谓之之进占；；当河河床束窄窄到一一定的过过水断断面时即即行停停止(这个断断面谓之之龙口口)，对河床床及龙口口戗堤堤端部进进行防防冲加固(护护底及裹裹头))；然后掌掌握握时机封封堵龙龙口，使使戗堤堤合龙；；最后后为了解解决戗戗堤的漏漏水，必必须即时时在戗戗堤迎水水面设设置防渗渗设施施(闭气)。如如图7-100。所以整整个个截流过过程包包括进占占、护护底及裹裹头、合合龙和闭闭气等等项工作作。截截流之后后，对对戗堤加加高培培厚即修修成围围堰。图7-10立堵法截截流流(a)双向进占占占；（b）单单向进占占1-截流戗堤；；22-龙口2.平堵法如图7-11所所示示，平堵法法法截流是是沿整整个龙口口宽度度全线抛抛投，抛抛投料堆堆筑体体全面上上升，直直至露出出水面面。为此此，合合龙前必必须在在龙口架架设浮浮桥。由由于它它是沿龙龙口全全宽均匀匀平层层抛投，所所以以其单宽宽流量量较小，出出现现的流速速也较较小，需需要的的单个抛抛投材材料重量量也较较轻，抛抛投强强度较大大，施施工速度度较快快，但有有碍通通航。图7-11平堵法截截流流在截流设计时，可可根据具体情情况采用立堵堵与平堵相结结合的截流方方法，如先用用立堵法进占占，然后在龙龙口小范围内内用平堵法截截流；或先用用船抛土石材材料平堵法进进占，然后再再用立堵法截截流。二、截截流日期及设设计流量1.截截截流时间间的确确定确定截截截流时间间应考考虑：(1)))导流泄水水建建筑物必必须建建成或部部分建建成具备备泄流流条件，河河道道截流前前泄水水道内围围堰或或其它障障碍物物应予清清除。(2)截流后的的的许多工工作必必须抢在在汛前前完成(如围围堰或永永久建建筑物抢抢筑到到拦洪高高程等等)。(3)))有通航要要求求的河道道上，截截流日期期最好好选在对对通航航影响最最小的的时期。((4))北方有冰冰凌凌的河流流上截截流，不不宜在在流冰期期进行行。按上述要要求求，截流流日期期一般选选在枯枯水期初初。具具体日期期可根根据历史史水文文资料确确定，但但往往可可能有有较大出出入，因因此实际际工作作中应根根据当当时的水水文气气象预报报及实实际水情情分析析进行修修正，最最后确定定截流流日期。2.截流设计流流量量的确定截流设计时所取取取的流量量标准准，是指指某一一确定的的截流流时间的的截流流设计流流量。所所以当截截流时时间确定定以后后，就可可根据据工程所所在河河道的水水文、气气象特征征选择择设计流流量。通通常可按按重现现年法或或结合合水文气气象预预报修正正法确确定设计计流量量，一般般可按按工程重重要程程度选择择截流流时段重重现期期5～10年年的月或或旬平平均流量量，也也可用其其他方方法分析析确定定。3.截流戗堤轴轴线线和龙口位位位置的选选择（1）戗堤轴线线位位置的选择择择。通常常截流流戗堤是是土石石横向围围堰的的一部分分，应应结合围围堰结结构形式式和围围堰布置置统一一考虑。单单戗戗截流的的戗堤堤可布置置在上上游围堰堰或下下游围堰堰中非非防渗体体的位位置。如如果戗戗堤靠近近防渗渗体，在在两者者之间应应留足足闭气料料或过过渡带的的厚度度，同时时应防防止合龙龙时的的流失料料进入入防渗体体部位位，以免免在防防渗体底底部形形成集中中漏水水通道。为为了了在合龙龙后能能迅速闭闭气并并进行基基坑抽抽水或一般情况况下下将单戗戗堤布布置在上上游围围堰内。当采用双戗多戗戗戗截流时时，戗堤间距距满满足一定定要求求，才能发挥挥每每条戗堤堤分担担落差的的作用用。如果围堰堰底底宽不太太大，上、下游围堰堰间间距也不不太大大时，可将两条条戗戗堤分别别布置置在上、下游围堰堰内内，大多数双双戗戗截流工工程都都是这样样做的的。如果围堰堰底底宽很大大，上、下游间距距也也很大，可考虑将将双双戗布置置在一一个围堰堰内。当采用多多戗戗时，一个围堰堰内内通常也也需布布置两条条戗堤堤，此时，两戗堤间间均均应有适适当间间距。在采用土石围堰堰堰的一般般情况况下，均将截流戗堤布置置在在围堰范范围内内。但是也有有戗戗堤不与与围堰堰相结合合的，戗堤轴线线位位置选择择应与与龙口位位置相相一致。如果围堰堰所所在处的的地质质、地形条件件不不利于布布置戗戗堤和龙龙口，而戗堤工工程程量又很很小，则可能将将截截流戗堤堤布置置在围堰堰以外外。四川省乐乐山山市沙湾湾区与与峨边县县交界界处大渡渡河上上的龚嘴工程程的的截流戗戗就布布置在上上、下游围堰堰之之间，而不与围围堰堰相结合合。由于这种种戗戗堤多数数均需需拆除，因此，采用这种种布布置时应应有专专门论证证。平堵截流戗堤轴轴轴线的位位置，应考虑便便于于抛石桥桥的架架设。（2）龙口位置置的的选择。选选选择龙口口位置置时，应着重考考虑虑地质、地形条件件及及水力条条件，从地质条条件件来看，龙口应尽尽量量选在河河床抗抗冲刷能能力强强的地方方，如岩基裸裸露露或覆盖盖层较较薄处，这样可避避免免合龙过过程中中的过大大冲刷刷，防止戗堤堤突突然塌方方失事事。从地形条条件件来看，龙口河底底不不宜有顺顺流流流向的陡坡和深深坑坑。如果龙口口能能选在底底部基基岩面粗粗糙、参差不齐齐的的地方，则有利于于抛抛投料的的稳定定。另外,龙口口周围应应有比比较宽阔阔的场场地，离料场和和特特殊截流流材料料堆场的的距离离近，便于布置置交交通道路路和组组织高强强度施施工，这一点也也是是十分重重要的的。从水力条条件件来看，对于有通通航航要求的的河流流，预留龙口口一一般均布布置在在深槽主主航道道处，有利于合合龙龙前的通通航，至于对龙龙口口的上、下游水流流条条件的要要求，以往的工工程程设计中中有两两种不同同的见见解：一种是认认为为龙口应应布置置在浅滩滩，并尽量造造成成水流进进出龙龙口折冲冲和碰碰撞，以增大附附加加壅水作作用；；另一种见见解解是认为为进出出龙口的的水流流应平直直顺畅畅，因此可将将龙龙口设在在深槽槽中。实际上，这两种布布置置各有利利弊，前者进口口处处的强烈烈侧向向水流对对戗堤堤端部抛抛投料料的稳定定不利利，由龙口下下泄泄的折冲冲水流流易对下下游河河床和河河岸造造成冲刷刷。后者的主主要要问题是是合龙龙段戗堤堤高度度大，进占速度度慢慢，而且深槽槽中中水流集集中，不易创造造较较好的分分流条条件。（3）龙口宽度度。龙龙口宽度度主要根根据水水力计算算而定定，对于于通航航河流，决决定定龙口宽宽度时时应着重重考虑虑通航要要求，对对于无通通航要要求的河河流，主主要考虑虑戗堤堤预进占占所使使用的材材料及及合龙工工程量量的大小小。一一方面，形形成成预留龙龙口前前，通常常均使使用一般般石渣渣进占，根根据据其抗冲冲流速速可计算算出相相应的龙龙口宽宽度，另另一方方面，合合龙是是高强度度施工工，一般般合龙龙时间不不宜过过长，工工程量量不宜过过大。当当此要求求与预预进占材材料允允许的束束窄度度有矛盾盾时，也也可考虑虑提前前使用部部分大大石块，或或者者尽量提提前分分流。（4）龙口护底底。对对于非岩岩基河床床，当当覆盖层层较深深，抗冲冲能力力小，截截流过过程中为为防止止覆盖层层被冲冲刷，一一般在在整个龙龙口部部位或困困难区区段进行行平抛抛护底，防防止止截流料料物流流失量过过大。对对于岩基基河床床，有时时为了了减轻截截流难难度，增增大河河床糙率率，也也抛投一一些料料物护底底并形形成拦石石坎。计计算最大大块体体时应按按护底底条件选选择稳稳定系数K。4.截流抛投材材料料截流抛投材料主主主要有块块石、石石串、装装石竹竹笼、帚帚捆、柴柴捆、土土袋等等，当截截流水水力条件件较差差时，还还须采采用人工工块体体，一般般有四四面体、六六面面体、四四脚体体及钢筋筋混凝凝土构件件等((图7-122)。图7-12抛投材料料（a）块石；（bbb）混凝土土六六面体；；（cc）混凝土土四四面体；；（dd）钢筋混混凝凝土构架架；（ee）钢构架架；；（f）装配配式钢筋筋混凝凝土；（g）柳柳石枕；；（hh）填石铅铅丝丝笼；（i）填填石竹笼笼截流抛投材料选选选择原则则如下下：(1)))预进占段段填填筑料尽尽可能能利用开开挖渣渣料和当当地天天然料。(2)))龙口段抛抛投投的大块块石、石石串或混混凝土土四面体体等人人工制备备材料料数量应应慎重重研究确确定。(3)))截流备料料总总量应根根据截截流料物物堆存存、运输输条件件、可能能流失失量及戗戗堤沉沉陷等因因素综综合分析析，并并留适当当备用用。(4)))戗堤抛投投物物应具有有较强强的透水水能力力，且易易于起起吊运输输。现将一些常用的的的截流材材料适适宜流速速的经经验数据据列于于表7-6，供供参考。表7-6截流材料料适用流流速((m/s)截流材料适用流速截流材料适用流速土料0.5～0.777ø0.8m×666m装石竹笼笼3.5～4.00020～30kgg块石石0.8～1.0003000kg重重重大石块块或铅铅丝笼3.550～70kgg块石石1.2～1.3335000kg重重重大石块块或铅铅丝笼4.5～5.555袋土1.512000kggg～150000kg混凝土土四面体体7.2ø0.5m×222m装石竹笼笼2.0ø1.0m×1115m柴石枕枕7～8ø0.6m×444m装石竹笼笼2.5～3.000第三节施工工工排水围堰闭气以后，要要排除基坑内内的积水和渗渗水，随后在在开挖基坑和和进行基坑内内建筑物的施施工中，还要要经常不断地地排除渗入基基坑的渗水，以以保证干地施施工。修建河河岸上的水工工建筑物时，如如基坑低于地地下水位，也也要进行基坑坑排水工作。排排水的方法可可分为明式排排水和暗式排排水两种。一、基坑积水的的的排除基坑积水主要是是是指围堰堰闭气气后存于于基坑坑内的水水体，还还要考虑虑排除除积水过过程中中从围堰堰及地地基渗入入基坑坑的水量量和降降雨。初初期排排水的流流量是是选择水水泵数数量的主主要依依据，应应根据据地质情情况、工工期长短短、施施工条件件等因因素确定定。初初期排水水流量量可按式式（77-3）估算算：QQ=KVV/TT（77-3）式中Q————初期排水水流量，m33/S；V——基坑积水水的体积积，mm3；K——积水系数数，考虑虑了围围堰、基基坑渗渗水和可可能降降雨的因因素，对对于中、小小型型工程，取取KK＝2～3；；T——初期排水水时间间，s。初期排水时间与与与积水深深度、允允许的水水位下下降速度度有关关。如果果水位位下降太太快，围堰堰边坡土体体的动水压压力过大，容容易引起坍坍坡；如水水位下降太太慢，则影影响基坑开开挖工期。基基坑水位下下降的速度度一般控制制在0.5～1.5m//d为宜。在在实际工程程中，应综综合考虑围围堰型式、地地基特性及及基坑内水水深等因素素而定。对对于土围堰堰，水位下下降速度应应小于0.5m//d。根据初初初期排水水流量量即可确确定水水泵工作作台数数，并考考虑一一定的备备用量量。水利利工地地常用离离心泵泵或潜水水泵。为为了运用用方便便，可选选择容容量不同同的水水泵，组组合使使用。水水泵站站一般布布置成成固定式式或移移动式两两种，如如图7-133。当基坑坑水水深较大大时，采采用移动动式。图7-13水泵泵泵站布置（a）固定式排排水水；（b）移移动式排排水二、经常性排水水水当基坑坑坑积水排排除后后，立即即进行行经常性性排水水。对于于经常常性排水水，主主要是计计算基基坑渗流流量，确确定水泵泵工作作台数，布布置置排水系系统。1、排排排水系统统布置置经常性排水通常常常采用明明式排排水，排排水系系统包括括排水水干沟、支支沟沟和集水水井等等。一般般情况况下，排排水系系统分为为两种种情况，一一种种是基坑坑开挖挖中的排排水，另另一种是是建筑筑物施工工过程程中的排排水。前前者是根根据土土方分层层开挖挖的要求求，分分次下降降水位位，通过过不断断降低排排水沟沟高程，使使每每一个开开挖土土层呈干干燥状状态。排排水系系统排水水沟通通常布置置在基基坑中部部，以以利两侧侧出土土；当基基坑较较窄时，将将排排水干沟沟布置置在基坑坑上游游侧，以以利于于截断渗渗水。沿沿干沟垂垂直方方向设置置若干干排水支支沟。基基础范围围外布布置集水水井，井井内安设设水泵泵，渗水水进入入支沟后后汇入入干沟，再再流流入集水水井，由由水泵抽抽出坑坑外。后后者排排水目的的是控控制水位位低于于坑底高高程，保保证施工工在干干地条件件下进进行。排排水沟沟通常布布置在在基坑四四周，离开开基础轮廓廓线不小于于0.3～1.0m。集水井井离基坑外外缘之距离离必须大于于集水井深深度。排水水沟的底坡坡一般不小小于2‰，底宽不不小于0.3m，沟深为为：干沟1.0～1.5m，支沟为0.3～0.5m。集水井井的容积应应保证水泵泵停止运转转10～15minn井内的水水量不致漫漫溢。井底底应低于排排水干沟底底1～2m。经常性性排水系统统布置如图图7-14所示。图7-14修建建筑筑物物时基坑坑排水水系统布布置（a）开挖过程程中中排水；（bb）基础施工工过程中排水水1-围堰；2--集集水井；333-排水干沟沟；4-支沟沟；5-排水水沟；6-基基础轮廓廓；77-水流方向向(2)))经常性排排水水流量经常性性性排水主主要排排除基坑坑和围围堰的渗渗水，还还应考虑虑排水水期间的的降雨雨、地基基冲洗洗和混凝凝土养养护弃水水等。这里里仅介绍渗渗流量估算算方法。1)围堰渗流量量。透透水地基基上均质质土围围堰，每每米堰堰长渗流流量qq可按式（777-4）计算算：其中Ｌ＝Ｌ000+l-00..5mHH(mm)（77-5）式中q——渗渗渗入基坑坑的围围堰单宽宽渗透透流量，m3／(d·mm)；K——渗渗渗透系数数，mm／d。其其其余符号号如图图7-155所所示。图7-15透水地基基上上的渗透透计算算简图2)基基基坑渗流流量。由由于基坑坑情况况复杂，计计算算结果不不一定定符合实实际情情况，应应用试试抽法确确定。近似似计算时可可采用表7－7所列参数数。表7-7地基渗渗流量单位：：m3/(h•m•m2)地基类别含有淤泥粘土细砂中砂粗砂砂砾石有裂缝的岩石渗流量q0．10．160．240．30．350．05～0..10降雨量按在抽水水水时段最最大日日降水量量在当当天抽干干计算算；施工工弃水水包括基基岩冲冲洗与混混凝土土养护用用水，两两者不同同时发发生，按按实际际情况计计算。排水水水水泵根据据流量量及扬程程选择择，并考考虑一一定的备备用量量。三、人工降低地地地下水位位在经常性排水中中中，采用用明排排法,由于多多次降低低排水水沟和集集水井井高程，变变换换水泵站站位置置，影响响开挖挖工作正正常进进行，此此外在在细砂、粉粉砂砂及砂壤壤土地地基开挖挖中，因因渗透压压力过过大而引引起流流砂、滑滑坡和和地基隆隆起等等事故，对对开开挖工作作产生生不利影影响。采采用人工工降低低地下水水位措措施可以以克服服上述缺缺点。人人工降低低地下下水位，就就是是在基坑坑周围围钻井，地地下下水渗入入井中中，随即即被抽抽走，使使地下下水位降降至基基坑底部部以下下，整个个开挖挖部分土土壤呈呈干燥状状态，开开挖条件件大为为改善，具具体体内容见见第六六章第三三节。第四节施工工工过程水水流控控制一、施工度汛(一)))坝体拦洪洪标标准经过过多个汛汛期才能能建成成的坝体体工程程，用围围堰来来挡汛期期洪水水显然是是不经经济的，且且安安全性也也未必必好，因因此，对对于不允允许淹淹没基坑坑的情情况，常常采用用低堰挡挡枯水水、汛期期由坝坝体临时时断面面拦洪的的方案案，这样样既减减少了围围堰工工程费用用，拦拦洪度汛汛标准准也可提提高，只只是增加加了汛汛前坝体体施工工的强度度。坝体拦拦拦洪首先先需确确定拦洪洪标准准，然后后确定定拦洪高高程。坝坝体施工工期临临时度汛汛的洪洪水标准准，应应根据坝坝型和和坝体升升高后后形成的的拦洪洪蓄水库库库容容确定。具具体体见表7-33、表7-44。洪水标标标准确定定以后后，就可可通过过调洪演演算计计算拦洪洪水位位，再考考虑安安全超高高，即即可确定定坝体体临时拦拦洪高高程。(二)))度汛措施施根据施施施工进度度安排排，若坝坝体在在汛期到到来之之前不能能达到到拦洪高高程，这这时应视视采用用的导流流方法法、坝体体能否否溢流及及施工工强度周周密细细致地考考虑度度汛措施施。允允许溢流流的混混凝土坝坝或浆浆砌石坝坝，可可采用过过水围围堰，也也可在在坝体中中预设设底孔或或缺口口，而坝坝体其其余部分分填筑筑到拦洪洪高程程，以保保证汛汛期继续续施工工。对于不不不能过水水的土土坝、堆堆石坝坝可采取取下列列度汛措措施：：1、抢筑坝体临临临时度汛断断面面当用坝坝坝体拦洪洪导致致施工强强度太太大时，可可抢抢筑临时时度汛汛断面(图77-188)。但但应注意意以下下几点：(11)断断面顶部部应有有足够的的宽度度，以便便在非非常紧急急的情情况下仍仍有余余地抢筑筑临时时度汛断断面。(2)))度汛临时时断断面的边边坡稳稳定安全全系数数不应低低于正正常设计计标准准。为防防止坍坍坡，必必要时时可采取取简单单的防冲冲和排排水措施施。(3)斜墙墙墙坝或心心墙坝坝的防渗渗体一一般不允允许采采用临时时断面面。(4)上游护护护披应按按设计计要求筑筑到拦拦洪高程程，否否则应考考虑临临时的防防护措措施。图7-18临时度汛汛断断面示意意图（a）均质坝；；（b）心墙墙坝；（c）斜斜墙坝2、采取取取未完建(临临时)溢洪道道溢洪当采用临临临时度汛汛断面面仍不能能在汛汛前达到到拦洪洪高程，则则可可采用降降低溢溢洪道底底槛高高程或开开挖临临时溢洪洪道溢溢洪，但但要注注意防冲冲措施施得当。二、施工后期期期水流控制制当导流泄水建筑筑筑物完成成导流流任务，整整个个工程进进入了了完建期期后，必必须有计计划地地进行封封堵，使水水库蓄水，以以使工程按按期受益。自蓄水之日起至至至枢纽工工程具具备设计计泄洪洪能力为为止，应应按蓄水水标准准分月计计算水水库蓄水水位，并按按规定防洪洪标准计算算汛期水位位确定汛前前坝体上升升高程，确确保坝体安安全渡汛。施工后期水库蓄蓄蓄水应和和导流流泄水建建筑物物封堵统统一考考虑，并并充分分分析以以下条条件：(1)))枢纽工程程提提前受益益的要要求；(2)))与蓄水有有关关工程项项目的的施工进进度及及导流工工程封封堵计划划；(3)))库区征地地、移移民和清清库的的要求；；(4)))水文资料料、水水库库容容曲线线和水库库蓄水水历时曲曲线；；(5)))要求防洪洪标标准，泄泄洪与与度汛措措施及及坝体稳稳定情情况；(6)))通航、灌灌溉溉等下游游供水水要求；；(7)有条件时时时，应考考虑利利用围堰堰挡水水受益的的可能能性。计算施工期蓄水水水历时应应扣除除核定的的下游游供水流流量。蓄蓄水日期期按以以上要求求统一一研究确确定。水库蓄蓄蓄水通常常采用用P＝75%%～85%的的年流量量过程程线来制制定的的。从发发电、灌灌溉、航航运及及供水等等部门门所提出出的运运用期限限要求求，反推推算出出水库开开始蓄蓄水的时时间，也也就是封封孔日日期，据据各时时段的来来水量量与下泄泄量和和用水量量之差差、水库库库容容与水位位的关关系曲线线，就就可得到到水库库蓄水计计划，即即库水位位和蓄蓄水历时时关系系曲线。它它是是施工后后期进进行水流流控制制、安排排施工工进度的的重要要依据。封堵时时时段确定定以后后，还需需要确确定封堵堵时的的施工设设计流流量，可可采用用封堵期5～～10年重现现期的月月或旬旬平均流流量，或或按实测测水文文统计资资料分分析确定定。导流用的临时泄泄泄水建筑筑物，如如隧洞、涵涵管管、底孔孔等，都可可利用闸门门封孔，常常用的封孔孔门有钢筋筋混凝土迭迭梁、钢筋筋混凝土整整体闸门、钢钢闸门等。复习思考题7-1施施施工导流流的方方法有哪哪些？？7-2什什什么叫全全段围围堰法？？7-3全全全段围堰堰法按按其泄水水道类类型分有有哪几几种？各各适用用于什么么场合合？7-4分分分段围堰堰法应应如何组组织导导流？7-5何何何谓底孔孔导流流？7-6何何何谓缺口口导流流？7-7围围围堰的基基本要要求有哪哪些？？7-8导导导流明渠渠的布布置原则则有哪哪些？7-9导导导流隧洞洞的布布置原则则有哪哪些？7-10截截截流方法法有哪哪些？7-11试试试述立堵堵法截截流的施施工过过程。7-12试试试述平堵堵法截截流的施施工过过程。7-13确确确定截流流时间间应考虑虑哪些些因素？？7-14截截截流设计计流量量应如何何确定定？7-15截截截流抛投投材料料选择的的原则则有哪些些？7-16经经经常性排排水系系统应如如何布布置？7-17对对对于不能能过水水的土坝坝、堆堆石坝，其其度度汛措施施有哪哪些？7-18施施施工后期期水库库蓄水的的时间间应如何何确定定？第一章爆破破破工程我国是黑火药的的的诞生地地，也也是世界界上爆爆破工程程发展展最早的的国家家。火药药的发发明，为为人类类社会的的发展展起到了了巨大大的推动动作用用。工程程爆破破是随着着火药药而产生生的一一门新技技术。随随着社会会发展展和科技技进步步，爆破破技术术发展迅迅速并并渐趋成成熟，其其应用领领域也也在不断断扩大大。爆破破正广广泛应用用于矿矿山开采采、建建筑拆迁迁、道道路建设设、水水利水电电、材材料加工工、植植物造林林等众众多工程程与生生产领域域。在进行水利水电电电工程施施工时时，通常常都要要进行大大量的的土石方方开挖挖、爆破破则是是最常用用的施施工方法法之一一。工程程施工工中经常常用爆爆破的方方式来来开挖基基坑和和地下建建筑物物所需要要的空空间，如如山体体内设置置的水水电站厂厂房、水水工隧洞洞等。也也可以运运用一一些特殊殊的工工程爆破破技术术来完成成某些些特定的的施工工任务，如如定定向爆破破筑坝坝、水下下岩塞塞爆破和和边界界控制爆爆破等等。第一节爆爆爆破施工工概念念与分类类一、爆破的概念念念与分类类爆破是利用工业业业炸药爆爆炸时时释放的的能量量，使炸炸药周周围的一一定范范围内的的土石石破碎、抛抛掷掷或松动动埋在在介质内内的炸炸药引爆爆后，在在极短的的时间间内，由由固态态转变为为气态态，体积积增加加数百倍倍至几几千倍，伴伴随随产生极极大的的压力和和冲击击力，同同时还还产生很很高的的温度，使使周周围介质质受到到各种不不同程程度的破破坏，称称为爆破破。爆破按照爆破规规规模，凿凿岩情情况及要要求等等不同进进行分分类。(1)按爆破规规规模分，爆爆破破可分为为小爆爆破、中中爆破破、大爆爆破。(2)按凿岩情情情况分，爆爆破破可分为为浅孔孔爆破、深深孔孔爆破、药药壶壶爆破、洞洞室室爆破、二二次次爆破。(3)按爆破要要要求分，爆爆破破可分为为松动动爆破，减减弱弱抛掷爆爆破、标标准抛掷掷爆破破、加强强抛掷掷爆破及及定向向爆破、光光面面爆破、预预列列爆破、特特殊殊物爆破破（冻冻土、冰冰块等等）。二.爆破的常用用术术语1.爆破作用圈圈当具有一定质量量量的球形形药包包在无限限均质质介质内内部爆爆炸时，在在爆爆炸作用用下，距距离药包包中心心不同区区域的的介质，由由于于受到的的作用用力有所所不同同，因而而产生生不同程程度的的破坏或或振动动现象。整整个个被影响响的范范围就叫叫做爆爆破作用用圈。这种种现象随着着与药包中中心间的距距离增大而而逐渐消失失。按照爆爆破对介质质作用程度度不同分为为4个作用圈圈。图1-1爆爆爆破作用圈圈示示意图（1）压缩圈。图11-1中R1表示压缩缩圈半径，在在这个作用用圈范围内内，介质直直接承受了了药包爆炸炸而产生的的极其巨大大的作用力力，如果介介质是可塑塑性的土壤壤，便会压压缩形成孔孔腔；如果果介质是坚坚硬的脆性性岩石便会会被粉碎。所所以把R1这个球形形地带叫做做压缩圈或或破碎圈。（2）抛掷圈。图11-1围绕在压压缩圈范围围以外至R2的地带，其其受到的爆爆破作用力力虽较压缩缩圈范围内内小，但介介质原有的的结构受到到破坏，分分裂成各种种大小不等等、形状各各异的碎块块，而且爆爆破作用力力尚有余力力足以使这这些碎块获获得能量。如如果这个地地带的某一一部分处在在临空的自自由面条件件下，破坏坏了的介质质碎块便会会产生抛掷掷现象，因因而叫做抛抛掷圈。（3）松动圈。松动动圈又称为为破块圈。图1-1中抛掷圈以外至R3的地带，爆破的作用力更弱，除了能使介质结构受到不同程度的破坏外，没有余力可以使破坏了的碎块产生抛掷运动，因而叫破坏圈。工程上为了实用起见，一般把这个地带被破碎成为独立碎块的一部分叫做松动圈，把只形成裂缝、互相间仍然连成整块的一部分叫裂缝圈或破裂圈。（4）震动圈。图11-1中破坏圈圈范围以外外，微弱的的爆破作用用力甚至不不能使介质质产生破坏坏。这时介介质只能在在应力波的的作用下，产产生振动现现象，这就就是图1-1中破坏圈圈范围以外外至R4所包括的的地带，通通常叫震动动圈。震动动圈以外爆爆破作用的的能量就完完全消失了了。2爆破漏斗在有限介质中爆爆爆破，当当药包包埋设较较浅，爆爆破后将将形成成以药包包中心心为顶点点的倒倒圆锥形形爆破破坑，称称为爆爆破漏斗斗。爆爆破漏斗斗的形形式多种种多样样，随着着岩土土性质，炸炸药药品种性性能和和药包大大小及及药包埋埋置深深度等不不同而而变化。图1-2爆爆爆破漏斗r—爆破漏斗半半径径；R—爆破作用用半径径；W—最小抵抗抗线；；h—漏斗可见见深深度3.最小抵抗线线WW如图1-2中的的WW,即药包包中心至至自由由面的最最短距距离。4.爆破漏斗半半径径爆破漏斗半径如如如图1-2中中的r，即爆爆破漏斗斗锥底底圆的半半径。5.爆破作用指指数数爆破作用指数指指指爆破漏漏斗半半径r与最小小抵抗线线的比比值，即即：n=(1---1)爆破作用指数的的的大小即即可判判断爆破破作用用性质及及岩石石抛掷的的远近近程度，又又可可计算药药包量量，决定定漏斗斗大小和和药包包距离的的重要要参数。一一般般工程中中常用用n来区分不不同爆破破漏斗斗，划分分不同同爆破类类型。（1）当n=11.0时时，称称为标准准抛掷掷爆破。（2）当n＞11.0时，称称称为加强抛抛掷掷爆破。（3）当0.775＜nn＜11.0时，称称为减弱弱抛掷掷爆破。（4）当0.333＜nn≤0.75时，称称为松动动爆破破。（5）当n≤00.33时，称称称为药壶壶爆破破或隐藏藏式爆爆破。6.可见漏斗深深度度h经过爆破后所形形形成的沟沟槽深深度叫做做可见见漏斗深深度（如如图1-2中中的h），它它与爆破破作用用指数大大小、炸药药的性质、药药包的排数数、爆破介介质的物理理性质和地地面坡度有有关。7.自由面自由面又称临空空空面，指指被爆爆破介质质与空空气或水水的接接触面。同同等等条件下下，临临空面越越多炸炸药用量量越小小，爆破破效果果越好。8.二次爆破二次爆破泛指破破破大块和和炸弧弧块的爆爆破作作业。9.破碎度破碎度指爆破岩岩岩石的块块度或或块度分分布。10.单位耗药药药量单位耗药量是指指指爆破单单位体体积岩石石的炸炸药消耗耗量。11.炸药换算算算系数炸药换算系数eee是指某炸炸药药的爆炸炸力FF与标准炸炸药药爆炸力力之比比（目前前以22号岩石铵铵梯梯炸药为为标准准炸药）。三.药包及装药药量量计算1.药包为了爆破某一物物物体且使使用方方便而制制成的的一定重重量并并经包装装的炸炸药包，叫叫做做药包。药药包包通常分分为集集中药包包和延延长药包包两类类，其药药包形形状和作作用效效果见表1--1。表1-1药药药包的分类类与与作用效效果分类名称药包形状作用效果集中药包长边小于短边的的的4倍。爆破效率高，节节节省炸药药，减减少钻孔孔工作作量，但但爆破破岩石块块度不不够均匀匀。多多用于抛抛掷爆爆破。延长药包长边大于等于短短短边的4倍。延延长药包包又分分为：连连续药药包和间间隔药药包两种种形式式。可均匀分布炸药药药，破碎碎岩石石块较均均匀。一一般用于于松动动爆破。2.装药量计算算爆破工程中的炸炸炸药用量量计算算，是一一个十十分复杂杂的问问题，影影响因因素较多多。就就目前而而言，还还不能较较精确确地计算算出各各种复杂杂情况况下的用用药量量，一般般都是是根据现现场试试验，大大致得得出爆破破单位位体积介介质所所需的用用药量量，然后后再按按照爆破破漏斗斗体积计计算出出每个药药包的的装药量量。实践证明，炸药药药的用量量与被被破碎介介质的的体积成成正比比。即药药包药药量计算算如式式1-2。Q=KV((1--2)式中K-爆破单单位体积积岩石石的耗药药量，简简称单位位耗药药量（㎏/㎝㎝³），常见见岩土土的标准准单位位耗药量量见表表1-2。V-标准抛掷漏漏斗斗内的岩石石石体积（m3）。表1-2单单单位耗药量量KK值岩石种类K（㎏/㎝3）岩石种类K（㎏/㎝3）黏土1.0～1.111砾石1.4～1.888坚实黏土，黄土土土1.1～1.2225片麻岩1.4～1.888泥灰岩1.2～1.444花岗岩1.4～2.000页岩、板岩、凝凝凝灰岩1.2～1.555石英砂岩1.5～1.888石灰岩1.2～1.777闪长岩1.5～2.111石英斑岩1.3～1.444辉长岩1.6～1.999砂岩1.3～1.666安山岩、玄武岩岩岩1.6～2.111流纹岩1.4～1.666辉绿岩1.7～1.999白云岩1.4～1.777石英岩1.7～2.000注：1.表中数数据是以以2号号岩石铵铵锑炸炸药作为为标准准计算，如如采采用其他他炸药药时，应应乘以以炸药换换算系系数e，e值值见表1-33。2.表中数据是是在在炮眼堵塞塞塞良好的的情况况下确定定出来来的，如如果堵堵塞不良良应乘乘以1～2的的堵塞系系数，对对于黄色色炸药药等烈性性炸药药，其堵堵塞系系数不宜宜大于于1.7..3.表中K值是是指一个自由由由面的情况况。如如果自由由面超超过1个，应应按表1-44适当减少少用用药量。表1-3炸药换换换算系数e值值表炸药名称型号换算系数e炸药名称型号换算系数e岩石铵锑1号0.91煤矿铵锑1号1.10岩石铵锑2号1.00煤矿铵锑2号1.28岩石铵锑2号抗水1.00煤矿铵锑3号1.33露天铵锑1号1.04煤矿铵锑1号抗水1.10露天铵锑2号1.28镁恩锑三硝基甲苯0.86露天铵锑3号1.3962%硝化甘油油油—0.75露天铵锑1号抗水1.04黑火药—1.70表1-4自自自由面与用用药药量的关关系自由面数减少药量百分数数数（%）自由面数减少药量百分数数数（%）220440330550注：表中自由面面面的数目目是按按方向（上上、下下、东、南南、西、北北）确定的的，不是按按被爆破体体的几何形形体确定的的。我们从图1-222中可以看看出出V=W3，则标准准抛掷掷爆破、加加强强抛掷爆爆破、减减弱抛掷掷爆破破、松动动爆破破等药包包药量量计算公公式见见式1-3到到式1-6。标准抛掷爆破：：：Q=KWW3（1-3）加强抛掷爆破：：：Q=(00..4+00.66n3)KW3（11-4）减弱抛掷爆破：：：Q=()3KW3（1-5）松动爆破：Q===0.333KKW3（1-6）式中Q—药包重重量（㎏㎏）W—最小抵抗线线（m）N—爆破作用指指数数。第二节爆破破破材料与与起爆爆方法炸药与起爆材料料料均属于于爆破破材料。炸炸药药是破坏坏介质质的能源源，而而起爆材材料则则使炸药药能够够安全、有有效效地释放放能量量。一、炸药（一）炸药的基基基本性能能1.威力炸药的威力用炸炸炸药的爆爆力和和猛度表表示。（1）爆力是指指炸炸药在介质质质内爆炸炸做功功的总能能力。爆爆力的大大小取取决于炸炸药爆爆炸后产产生的的爆热、爆爆温温及爆炸炸生成成气体量量的多多少。爆爆热越越大，爆爆温越越高，爆爆炸生生成的气气体量量也就越越多，形形成的爆爆力也也就越大大。（2）猛度是指指炸炸药爆炸时时时对介质质破坏坏的猛烈烈程度度，是衡衡量炸炸药对介介质局局部破坏坏的能能力指标标。爆力和猛度之间间间，既有有相同同点也有有不同同点。爆爆力和和猛度都都是炸炸药爆炸炸后做做功的表表现形形式，不不同的的是爆力力反映映炸药爆爆炸后后做功的的总量量，对药药包周周围介质质破坏坏的范围围。猛猛度反映映炸药药爆炸时时，生生成的高高压气气体对药药包周周围介质质粉碎碎破坏的的程度度以及局局部破破坏的能能力。一一般爆力力大的的炸药，其其猛猛度也大大，但但两者之之间并并不成直直线性性比例关关系。对对一定量量的炸炸药，爆爆力越越高炸除除介质质的体积积越多多；猛度度越大大爆炸后后的岩岩块越小小。2.爆速爆速是指爆炸时时时爆炸波波沿炸炸药内部部传播播的速度度。工工程中常常用导导爆索法法、电电测法和和高速速摄影法法来测测定爆速速。3.殉爆炸药爆炸时引起起起与它不不相接接触的临临近炸炸药爆炸炸的现现象叫殉殉爆。殉殉爆反应应了炸炸药对冲冲击波的感度。主主主发药包包的爆爆炸引爆爆被发发药包的的最大大距离称称为殉殉爆距离离。4.感度感度又称为敏感感感度，是是炸药药在外能能作用用下起爆爆的难难易程度度，它它不仅是是衡量量炸药稳稳定性的重要标志，而而且还是确确定炸药生生产工艺条条件、使用用方法和选选择起爆器器材的重要要依据。不不同的炸药药在同一外外能作用下下起爆的难难易程度是是不同的，起起爆某炸药药所需的外外能小则该该炸药的感感度高；起起爆某炸药药所需的外外能高则该该炸药的感感度低。炸炸药的感度度对于炸药药的制造、加加工、运输输、贮存、使使用的安全全十分重要要。感度过过高的炸药药容易发生生爆炸事故故，而感度度过低的炸炸药又给起起爆带来困困难。工程程上大量使使用的炸药药一般对热热能、撞击击和摩擦作作用的感度度都较低，通通常要靠起起爆能来起起爆。5.炸药的安定定性性炸药的安定性是是是指炸药药在长长期贮存存中，保保持原有有物理理化学性性质的的能力。（1）物理安定定性性。物理安安安定性主主要是是指炸药药的收收湿性、挥挥发发性、可可塑性性、机械械强度度、结块块、老老化、冻冻结、收缩缩等一系列列物理性质质。物理安安定性的大大小，取决决于炸药的的物理性质质。如在保保管使用硝硝化甘油类类炸药时，由由于炸药易易挥发收缩缩、渗油、老老化和冻结结等导致炸炸药变质，严严重影响保保管和使用用的安全性性及爆炸性性能。铵油油炸油和矿矿岩石硝铵铵炸药易吸吸湿、结块块、导致炸炸药变质严严重，影响响使用效果果。（2）化学安定定性性。化学安安安定性取取决于于炸药的的化学学性质及及常温温下化学学分解解速度的的大小小，特别别取决决于贮存存温度度的高低低。有有的炸药药要求求储存条条件较较高，如5号号浆状炸炸药要要求不会会导致致硝酸铵铵重结结晶的库库房温温度为20～～30℃，且要求求通风风良好。炸炸药药有效期期取决决于安定定性。贮贮存环境境温度度、湿度度及通通风条件件等对对炸药实实际有有效期影影响巨巨大。6.氧平衡氧平衡是指炸药药药在爆炸炸分解解时的氧氧化情情况。根根据炸炸药成分分的配配比不同同，氧氧平衡具具有以以下3种情况况。（1）零氧平衡衡。炸炸药中的的氧元素素含量量与可燃燃物完完全氧化化的需需氧量相相等，此此时可燃燃物完完全氧化化，生生成的热热量大大则爆能能也大大。零氧氧平衡衡是较为为理想想的氧平平衡，炸炸药在爆爆炸反反应后仅仅生成成稳定的COO2、H2O和N2，并产生生大量量的热能能。如如单体炸炸药二二硝化乙乙二醇醇的爆炸炸反应应就是零零氧平平衡反应应。（2）正氧平衡衡。炸炸药中的的氧元素素含量量过多，在在完完全氧化化可燃燃物后还还有剩剩余的氧氧元素素，这些些剩余余的氧元元素与与氮元素素进行行二次氧氧化，生生成NO2等有毒气气体。这这种二次次氧化化是一种种吸收收爆破的的过程程，它将将降低低炸药的的爆力力。如纯纯硝酸酸铵炸药药的爆爆炸反应应属正正氧平衡衡反应应。（3）负氧平衡衡。炸炸药中的的氧元素素含量量不足，可可燃燃物因缺缺氧而而不能完完全燃燃烧而产产生有有毒气体COO，也正是是由由于氧元元素含含量不足足而出出现多余余的碳碳元素，爆爆炸炸生成物物中的的CO因缺氧氧元素而而不能能充分氧氧化成成CO2。如三硝硝基甲甲苯（锑锑恩锑锑）的爆爆炸反反应属于于负氧氧平衡反反应。以上3种情况可可知，零零氧平平衡的炸炸药其其爆炸效效果最最好，所所以一一般要求求厂家家生产的的工业业炸药力力求零零氧平衡衡或微微量正氧氧平衡衡，避免免负氧氧平衡。（二）工程炸药药药的种类类、品品种及性性能1.炸药的分类类炸药按组成可分分分为化合合炸药药和混合合炸药药；按爆爆炸特特性分为为起爆爆药、猛猛炸药药和火药药；按按使用部部门分分为工业业炸药药和军用用炸药药。在工工程爆爆炸中，用用来来直接爆爆破介介质的炸炸药（猛猛炸药）几几乎乎都是混混合炸炸药，因因为混混合炸药药可按按工程的的不同同需要而而配制制。它们们具有有一定的的威力力，较敏敏感，一一般需要8号号雷管起起爆。2.常用炸药（1）铵锑炸药药。铵铵锑炸药药是硝铵铵类炸炸药的一一种，主主要成分分为硝硝酸铵和和少量量的锑恩恩锑（三三硝基甲甲苯）及少少量的木粉粉。硝酸铵铵是铵锑炸炸药的主要要成分，其其性能对炸炸药影响较较大；锑恩恩锑是单质质烈性炸药药，具有较较高的敏感感度，加入入少量的锑锑恩锑成分分，能使铵铵锑炸药具具有一定程程度的威力力和敏感度度。铵锑炸炸药的摩擦擦，撞击感感度较低，故故较安全。在工程爆破中，以2号岩石按梯炸药为标准炸药，由硝酸铵85%，锑恩锑11%、木粉4%并加入少量植物油混合而成，起爆力为320ml,猛度为12㎜，用工业雷管可以顺利起爆。在使用其他种类的炸药时，其爆破装药用量可用2号岩石铵梯炸药的爆力和猛毒进行换算。（2）铵油炸药药。其其主要成成分是硝硝酸铵铵、柴油油和木木粉。由由于不不含梯恩恩梯而而敏感度度稍差差，但材材料来来源广、价价格格低、使使用安安全、易易加工工配制。铵铵油油炸药的的爆炸炸效果较较好，在在中硬岩岩石的的开挖爆爆破和和大爆破破中常常被采用用。其其贮存期期仅为为7～15dd，一般是是在在工地现现场配配药即用用。（3）乳化炸药药。乳乳化炸药药以氧化化剂（主主要是硝硝酸铵铵）水溶溶液与与油类经经乳化化而成的的油包包水型乳乳胶体体作爆炸炸性基基质，再再加以以敏化剂剂，稳稳定剂等等添加加剂而成成为一一种乳脂脂状炸炸药。乳化炸药与铵梯梯梯炸药比比较，其其突出优优点是是抗水。两两者者成本接接近，但乳乳化炸药猛猛度较高，临临界直径较较小，仅爆爆力略低。二.起爆器材（一）雷管雷管是用来起爆爆爆炸药或或传爆爆线（导导爆索索）的。雷雷管管按接受受外能能起爆的的方式式不同，分分为为火雷管管和电电雷管两两种。1.火雷管火雷管即普通雷雷雷管，由由管壳壳、正副副起爆爆药和加加强帽帽3部分组成成（见图1--3）。管壳壳材料有有铜、铝铝、纸、塑塑料料等。上上端开开口、中中端设设加强帽帽，中中有小孔孔，副副起爆药药压于于管底，正正起起爆药压压于上上部。在在管沟沟开口一一端插插于导火火索，引爆爆后，火焰焰使正起爆爆药爆炸，最最后引起副副起爆药爆爆破图1-3火雷雷雷管构造（单单位：㎜）1—管壳；2——加加强帽；333—中心孔；4—正起爆药药；55—副起爆药药；66—聚能穴；7—开口端根据管内起爆药药药量的多多少分分1～10个个号码，常常用用的为6号、88号。火雷雷管管具有结结构简简单，生生产效效率高，使使用用方便、灵灵活活、价格格便宜宜，不受受各种种杂电，静静电电及感应应电的的干扰等等优点点。但由由于导导火索在在传递递火焰时时，难难以避免免速燃燃、缓燃燃等致致命弱点点，在在使用过过程中中爆破事事故多多，因此此，使使用范围围和使使用量受受到极极大限制制。2.电雷管（1）瞬发电雷雷管管。通电后后后瞬间爆爆炸的的电雷管管，它它实际上上是由由火雷管管和11个发火元元件件组成，其其结结构如图1--4所示。当当接通电电源后后，电流流通过过桥丝发发热，使使引火药药头发发火，导导致整整个雷管管爆轰轰。图1-4瞬发发发电雷管示示意意图1—角线；2——管管壳；3—密封塞；；4—纸垫；5—线芯；6—桥丝(引火火药药)；7—加强帽；；8—散装DDNNP；9—正起爆药药；10—副起爆药药（2）秒延延发雷电电管。通通电后能能延迟迟1S的时间间才起爆爆的电电雷管。秒秒延延长电雷雷管和和瞬发电电雷管管的区别别，仅仅在于引引火头头与正起起爆炸炸药之间间安置置了缓燃燃物质质，如图1--5（a）所所示。通通常是是用一小小段精精致的导导火索索作为延延发物物。（3）毫秒秒电雷管管。它它的构造造与秒秒延期电电雷管管的差异异仅在在于延期期药不不同，如如图11-5（b）所所示。毫毫秒电电雷管的的延期期药是用用极易易燃的硅硅铁和和铝丹混混合而而成，再再加入入适量的的硫化化锑以调调整药药剂的燃燃烧程程度，使使延发发时间准准确。它的的段数很多多，工程常常用的多为为20段系列的的毫秒电雷雷管。图1—5电雷雷管示意图（a）秒延发电电雷雷管；（bbb）毫秒电电雷雷管1—蜡纸；2——排排气孔；333—精致导火火索；；4—塑料塞；5—延期雷管管；；6—延期药；7—加强帽（二）导火线1.导火索导火索是用来起起起爆火雷雷管和和黑火药药的起起爆材料料。用用于一般般爆破破工程，不不宜宜用于瓦瓦斯或或矿尘爆爆炸危危险的作作业面面。它是是用黑黑火药做做芯药药，用麻麻、梅梅纱和纸纸作包包皮，外外面涂涂有沥青青、油油脂等防防潮剂剂。导火索的燃烧速速速度有两两种：：正常燃燃烧速速度为1000～120mm/s，缓燃燃烧速度度为1180～2110m//s。喷喷火强度度不低低于50mmm。国产导火索每盘盘盘长250mm，耐水性性一一般不低低于22h，直径55～6mm。2.导电线导电线是起爆电电电雷管的的配套套材料。3.导爆索导爆索又称传爆爆爆线，用用强度度大，爆爆速高高的烈性性黑索索金作为为药芯芯，以棉棉线、纸纸条为包包缠物物，并涂涂以防防潮剂，表表面面涂以红红色、索索头涂以以防潮潮剂，必必须用用雷管起起爆。其其品种有有普通通、抗水水、高高能和低低能44种。普通通导导爆索有有一定定的抗水水性能能，可直直接起起爆常用用的工工业炸药药。水水利水电电工程程中多用用此类类导爆索索。4.导爆管导爆管是由透明明明塑料制制成的的一种非非电起起爆系统统，并并可用雷雷管、击击发枪或或导爆爆索起爆爆。管管的外径径为33mm、内径径1.5mmmm，管的内内壁壁涂有一一层薄薄薄的炸炸药，装装药量