水利工程施工施工导流课件

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第一节施工导流的基本方法导流设计的基本任务导液标准导流时1导流方式分段围堰法导流（分期围堰）(河床内导流)全段围堰法导流（一次围堰）(河床外导流)淹没基坑法导流（过水围堰）(辅助导流法)导流方式2一.分段围堰法（分期围堰）(河床内导流)分期：时间(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)；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。一.分段围堰法（分期围堰）(河床内导流)3水利工程施工施工导流课件4水利工程施工施工导流课件5水利工程施工施工导流课件6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；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；注意：分段多则围堰工程量大、施工复杂；71.前期导流：

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Vc：

Vc束窄河床平均流速；Q导流设计流量；

ε侧向收缩系数(0.95，两侧收缩0.9)1.前期导流：束窄度8上游壅高束窄段由于围堰修筑引起的水流升高壅高Z：

Φ流速系数(0.75-0.90)V0行近流速

g重力加速度上游壅高92.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、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.后期导流(混凝土坝尤其是重力式混凝土坝)10(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(2)坝体缺口导流（梳齿导流）11水利工程施工施工导流课件12(3)导流明渠导流(如三峡工程二期导游)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(3)导流明渠导流(如三峡工程二期导游)13二、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>5b(洞宽)为宜，转弯弧段前后的直线段长度L≥5b(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)二、全段围堰法导流14水利工程施工施工导流课件152.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)与上下围堰坡脚相距50—100m明渠水面与基坑水面相距大于2.5—3.0H(两水面高差)2.明渠导流163.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。3.涵管导流17三、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。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18

第二节围堰工程

一、围堰结构类型

1.土石围堰

(1)斜墙围堰第二节围堰工程

一、围堰结构19

斜墙土石围堰防渗：

(1)斜墙+水平铺盖(延长覆盖层渗径)；

(2)斜墙+板桩或防渗墙、高喷墙(节省铺盖)；

覆盖层③②①④⑤⑥

①堰体：维持围堰挡水稳定；②斜墙：堰体防渗；③铺盖：覆盖层防渗；④排水体：排出渗入心墙后堰体内的水；⑤反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走；⑥护坡：保护坡面；斜墙土石围堰覆盖层③②①④⑤⑥①堰体：维持围堰挡20(2)心墙围堰(2)心墙围堰21

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；①

③⑤④②⑥

①堰体：维持围堰挡水稳定；②心墙：堰体防渗；③齿墙：覆盖层防渗；④排水体：排出渗入心墙后堰体内的水；⑤反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走；⑥护坡：保护坡面；心墙土石围堰(垂直防渗墙式)①③⑤④②⑥①堰体：22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1：1.5～1.75；斜墙一般为1：2.5～3.5)背水面坡度：心墙围堰的比斜墙围堰的缓；

(心墙一般为1：1.75～2.0；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)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；232.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；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；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，常在枯水期低土石围堰保护下施工；2.混凝土围堰243.钢板桩格型围堰3.钢板桩格型围堰254.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；4.草土围堰26水利工程施工施工导流课件27二、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20～30m；纵向围堰上下游延伸并翼形收缩；二、围堰的平面布置与堰顶高程1.围堰的平面布置282.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+δ

上游—堰前壅高水位+风浪爬高+安全超高

Hu=(hd+z)+ha+δ

(B)边坡设计(C)防渗计算(D)稳定计算(E)强度分析2.围堰设计29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-龙口防渗截流基本概念30第三节导流设计流量导流标准

(风险标准，保证率标准)导流时段

(主要指围堰挡水施工的时段)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)第三节导流设计流量初期导流标准(狭义)(广义)311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(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Ⅲ级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求。1导流标准(1)定义32(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)SDJ338-893-5/50

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。

(3)导流建筑物洪水标准33

施工导流设计标准1.围堰施工年限<3年，堰高15～50m，导流建筑物Ⅳ、Ⅴ级2.导流建筑物过水标准：土石围堰

Ⅳ级：10～20年一遇

Ⅴ级：5～10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％）施工导流设计标准1.围堰施工年限<3年，堰高15～50m，34

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=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352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2导流时段选择A目的：合理选择导流设计流量363.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(m3∕s)t3456789101112123.导流设计流量在导流时段上按导流标准确定导流设计流37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四节导流方案概念：不同导流时段不同导流方式的组合时段挡38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第五节截流工程0.