施工导流规划

1、 第一章 施工导流规划施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置、永久建筑物形式、施工程序和施工总进度的重要因素。设计中应充分掌握基本资料，全面分析各种因素，优化导流方案，使工程尽早发挥作用。 施工导流贯穿工程施工全过程，导流设计要妥善解决从初期导流到后期导流（刨舌围堰挡水、坝体临时挡水、封堵导流泄水建筑物和水库蓄水）施工全过程中的挡、泄水问题。各期导流特点和相互关系宜进行系统分析，全面规划，统筹安排，运用风险分析的方法，处理洪水与施工的矛盾，务求导流方案经济合理，安全可靠。施工导流设计包括导流标准选择，导流方式选择及导流布置、导流泄水建筑物设计、围堰设计、截流设计、基坑排水

2、、下闸蓄水措施及施工期通航、过木、排冰与供水。第一节 工导流标准一、导流建筑物级别(1)导流建筑物系指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水和泄水建筑物。根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等因素划分为-V 级，具体按表1-1确定。 (2)当导流建筑物根据表1-1指标分属不同级别时，应以其中最高级别为准。但列为 级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求。 (3)规模巨大且在国民经济中占有特殊地位的水利水电工程，其导流建筑物的级别和设计洪水标准，经充分论证后报上级批准。表1 一1 导流建筑物级别划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 )有特殊要求的级永久

3、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 3 50 1.0 、 级永久建筑物淹没一般城镇工矿企业或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失1.5-315-500.1-1.0、级永久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1.5151.01.0-0.1100100-5050-20混凝土5050-2020-10六、导流标准统计我国一些已建和在建的水利水电工程所采用的导流标准见表1 一4 及表1 一5 。其中绝大多数工程所采用的导流标准是恰当的，保证了大坝等主体工程的正常施工，但也有极少数工程因导流标准偏

4、低，在施工过程中遭受了损失，或拖延了施工工期。有的工程虽遭遇了超设计标准洪水，由于事前早有防范措施或围堰结构型式得当，却能化险为夷或损失轻微。表1 一4 我国已建和在建工程导流标准统计序号工程名称坝型永久建筑物级别导流方式围堰型式堰高导流设计标准实际最大流量（m3/s）建成时间（年份）重现期（年）流量（m3/s）1丹江口混凝土宽缝重力坝分期导流一期低水土石围堰1320（5月份）80605590一期高水土石围堰2120（全年）3450057701958二期土石围堰42.5全年设计100校核20047000520002富春江混凝土重力坝分期导流一期竹笼戗石围堰1620（全年）1840010800二

5、期堆石竹笼围堰1520（枯水期）101601960三期木笼戗石围堰10（枯水期）85503刘家峡混凝土重力坝隧洞导流混凝土拱形围堰4910（全年）4700535019664龚嘴混凝土重力坝明渠导流木板心墙堆石围堰35全年设计20校核50965010600568019675青铜峡混凝土重力坝分期导流一期低水草土围堰10（枯水期）2130一期高水草土围堰9.520（全年）54504200二期草土、土石混合围堰17.5全年设计20校核50545062005940续表序号工程名称坝型永久建筑物级别导流方式围堰型式堰高导流设计标准实际最大流量（m3/s）建成时间（年份）重现期（年）流量（m3/s）6碧口

6、黏土心墙坝隧洞导流围堰于坝体结合14年实测最大326013107八盘峡混凝土闸坝分期导流（分四期）一般土石围堰全年设计20校核50经刘家峡水库调节后5500368019728白山混凝土重力拱坝明渠导流土石围堰2810（枯水期）291019769葛洲坝混凝土闸坝分期导流二期上游堆石围堰42全年设计10全核20保坝12566800711008600072000198010铜街子混凝土重力坝明渠导流一期土石围堰1720（全年）9200198910铜街子混凝土重力坝明渠导流二期土石围堰29全年设计20校核50920010300198911漫湾混凝土重力坝隧洞导流土石围堰64.320（全年）950019

7、8712龙羊峡混凝土重力拱坝隧洞导流混凝土心墙堆石围堰53全年设计20校核50410047205570198913水口混凝土重力坝明渠导流二期土石围堰44.5全年设计20校核50保堰100284003220035000107501989三期上游横向碾压混凝土围堰4810（全年）252003130014二滩混凝土双曲拱坝隧洞导流土石围堰56全年30 保堰50 13500 14600 8170199415万家寨混凝土重力坝分期导流上、下横向为土石围堰一期纵向为碾压混凝土围堰 1220（全年）83501995上、下横向为土石围堰二期纵向为碾压混凝土围堰25.620（全年）835016三峡混凝土重力坝

8、特明渠导流一期土石围堰4220（全年）72300二期上游横向土石围堰82.5100（全年）837001998三期上游横向碾压混凝土高围堰124全年20 100（保坝） 72300 83700待建三期上游低水横向土石围堰4月实测最大17600待建二、三期下游横向土石围堰68.5（二期）、36.5（三期）20（全年）17小浪底土斜墙堆石坝特隧洞导流均质土围堰59全年设计100、校核500、保坝100017340、 24760、 266401988第二节 施工导流方式及布置在河道上修建水利水电工程时，施工期间往往会与社会各行业对水资源的技术控制和综合利用的要求发生矛盾，如防汛、灌溉、供水、发电、航运

9、、渔业等。因此，必须在整个施工过程中，对河道的水流进行控制，也就是将河道上游的来水量按预定的施工技术措施进行控制，解决工程施工和水流蓄泄间的矛盾，创造干地施工的条件，避免水流对水工建筑物的施工造成不利影响，把河道上游的来水量全部或部分地导向下游或拦蓄起来，并保证水资源的综合利用不受影响或尽可能地少受影响。一、施工导流的作用和特点水利水电工程施工均是在大小江河或滨湖滨海地区进行，其中相当一部分建筑物位于河床中，而修建这些建筑物又必须要创造干地施工的条件。为了解决好这个矛盾，就需要在河床中修筑围堰围护基坑，并将河道中各时期的上游来水量按预定的方式导向下游，这就是施工导流。 施工导流首先要修建导流泄

10、水建筑物，然后修筑围堰进行河道截流，迫使河道水流改由导流泄水建筑物下泄；此后还要进行施工过程中的基坑排水并保证汛期在建的建筑物和基坑安全渡汛；当主体建筑物修建到一定高程后，再对导流泄水建筑物进行封堵。因此，施工导流虽属临时工程，但在整个水利水电工程的施工中又是一项至关重要的单位工程，它不仅关系到整个工程施工进度及工程完成时间，而且对施工方法的选择、施工场地的布置以及工程的造价有很大影响。例如：当某项水利工程在施工时采用的施工导流标准过低、而上游实际来水量大于设计所采用的施工导流流量时，这将导致围堰工程失事，基坑被淹，尤其是在工程渡汛时，将直接影响到工程施工的成败和下游人民生命财产的安全；反之，

11、施工导流标准选择过高，将会增加导流泄水建筑物及围堰工程的修筑工程量，使工程的造价增加而造成浪费。 为了解决好施工导流问题，在工程的施工组织设计中必须作好施工导流设计。其设计任务：是分析研究当地的自然条件、工程特性和其他行业对水资源的需求来选择导流方案，划分导流时段，选定导流标准和导流设计流量，确定导流建筑物的型式、布置、构造和尺寸，拟定导流建筑物的修建、拆除、封堵的施工方法，拟定河道截流、拦洪渡汛和基坑排水的技术措施，通过技术经济比较，选择一个最经济合理的导流方案。二、已建导流方式我国目前已建混凝土坝和土石坝工程所用导充方式统计见表1-6、表1-7。表1-6 混凝土坝工程导流方式统计序号工程名

12、称坝型位置装机容量( MW ) 坝顶长( m ) 坝高( m ) 河谷形状系数（坝顶长坝高）导流方式建设时间（年份）1 狮子滩斜墙堆石坝四川龙溪河4810145219.5涵洞导流（永久）1954 2梅山连拱坝安微史河4O54588.26.19遂洞导流1954 3佛子岭连拱坝安微淠河3151075.96.86分期导流1955 4上犹江空腹重力坝江西上犹江6O15367.52.72遂洞导流1955 5三门峡重力坝河南黄河4007131066.72分期导流1955 6磨子潭双支墩大头坝安微东淠河16331824.04分期导流1956 7响洪甸重力拱坝安微西淠河4O36187.54.13遂洞导流195

13、6 8流溪河拱坝广东流溪河42248783.18遂洞导流1956 9新安江宽缝重力坝浙江新安江662.5465.41054.4分期导流1957 续表序号工 程 名 称坝型位置装机容量( MW ) 坝顶长( m ) 坝高( m ) 河谷形状系数（坝顶长坝高）导流方式建设时间（年份）10 新丰江大头坝广东新丰江292.54401054.19明渠导流195911 拓溪大头坝湖南资水447.53261043.14明渠、遂洞导流195912 富春江重力坝浙江富春江297.5554.447.711.6分期导流196013刘家峡重力坝甘肃黄河12252041471.39遂洞导流196514盐锅峡重力坝甘肃黄

14、河352321555.84分期导流15八盘峡重力坝甘肃黄河1803964O9.9分期导流16丹江口重力坝湖北汉江90011419711.76分期导流196417青铜峡重力坝宁夏黄河27269742.716.2分期导流18龚嘴重力坝四川大渡河75044785.55.23明渠导流196719 欧阳海双曲拱坝湖南春陵水36243584.19遂洞导流196820石门拱坝陕西褒河40.5260882.9遂洞导流21枫树坝空腹重力坝广东东江150418954.4分期导流197022 石泉空腹重力坝陕西汉江135354655.47分期导流197023 乌江渡拱形重力坝贵州乌江6303501652.12遂洞导

15、流197124 风滩空腹拱坝河南酉水400488112.54.34分期导流197225 黄龙滩重力坝湖北堵河1503711073.47明渠导流197326大化混凝土溢流坝广西红水河40078.5分期导流197527 潘家口宽缝重力坝河北滦河3601040107.59.4分期导流1976 续表序号工程名称坝型位置装机容量( MW ) 坝顶长( m ) 坝高( m ) 河谷形状系数（坝顶长坝高）流式导方建设时间（年份）28 白山重力拱坝第二松花江1500 676.5 149.5 4.53 明渠导流1976 29 龙羊峡重力拱坝青海黄河1280 396 178 2.22 隧洞导流1979 3O 东江

16、拱坝湖南来水东江500 438 157 2.79 隧洞导流1980 31葛洲坝闸坝重力坝湖北长江2715 2561 53.8 64.1 分期导流1980 32 湖南镇梯形支墩坝浙江乌溪江170 425 129 3.32 期流分导33 紧水滩双曲拱坝浙江欧江300 355.3 102 3.52 隧洞导流1983 34 安康重力坝陕西汉水800 494 128 4.11 明渠导流1983 35 沙溪口重力坝福建闽江西溪300 627.6 4O 15.69 分期导流1985 36 宝珠寺重力坝四川白龙江640 524.48132 3.97 明渠导流1985 37 铜街子重力坝四川大渡河600 102

17、9 82 13.33 明渠导流198638 岩滩重力坝广西红水河1210 525 l10 4.77 明渠导流198739 漫湾重力坝云南澜沧江1250 418 132 3.16 隧洞导流19874O 隔河岩重力拱坝湖北清江1200 654 151 4.33 隧洞导流198741 东风双曲拱坝贵州乌江鸭池河510 254.34 162 1.57 隧洞导流198942 水口重力坝福建闽江1400 783 10l 7.83 明渠导流1989 43 五强溪重力坝湖南沉水1200 719.7 87.5 8.38 分期导流989 44 万安重力坝江西赣江500 674 68 9.91 分期导流45 普定碾

18、压混凝土拱坝贵州三岔河75 171 75 2.37 隧洞导流续表序号工程名称坝型位置装机容量( MW ) 坝顶长( m ) 坝高( m ) 河谷形状系数（坝顶长坝高）流式导方建设时间（年份）46李家峡双曲拱坝青海黄河2000414.391652.67隧洞导流199247二滩双曲拱坝四川雅砻江33007752403.23隧洞导流199348江垭碾压混凝土重力坝湖南豊水支流3003361312.62隧洞导流199449万家寨重力坝山西内蒙黄河1080438904.86分期导流199550凌津滩闸坝重力坝湖南沅水27031分期导流51大峡重力坝甘肃黄河300250614.1明渠导流52大朝山碾压混凝

19、土重力坝云南澜沧江1350111隧洞导流199753三峡重力坝湖北长江18200233518313.35明渠导流1997表17土石坝工程导流方式统计序号工程名称位置装机容量（MW）坝型坝顶长（m）坝高（m）导流方式建设时间（年份）1大伙房辽宁32土坝1366.748隧洞导流2官厅河北30土坝50隧洞导流3松涛海南20土坝75580.1隧洞导流4毛家村云南以礼河16黏土心墙土坝46782.5隧洞导流19645密云白河枢纽北京82土坝100866涵洞导流6升种四川西河4.4心墙土石坝55079隧洞导流7岳城河北17土坝357051.5明渠、涵洞导流8沰林江西修水180心墙土石坝75070涵洞导流1

20、9659碧口甘肃白龙江300心墙土石坝297.4101.8隧洞导流197110六都寨心墙土石坝47070隧洞导流三、施工导流基本方法施工导流的基本方法可分为全段围堰法导流和分段围堰法导流两类。（一） 分段围堰法导流分段围堰法导流，也称分期围堰法或河床内导流。但是，习惯上则多称其为分期导流。图1 一1 就是一种常见的分期导流布置注意图。该图晃示了分期导流的基本程序。 所谓分段，就是将河床围成若干个干地基坑，分段进行施工。所谓分期就是从时间上将导流过程划分成若干阶段。分段是就空间而言的分期是就时间而言的。导流分期数和围堰分段数并不一定相同（图1 一2 ）。段数分得越多，施工越复杂；期数分得越多，工

21、期拖延越长。因此，工程实践中，两段两期导流采用得最多。序号工程名称位置装机容量( MW ) 坝型坝顶长( m ) 坝高( m ) 流式导方建设时间（年份）n 石头河陕西心墙土石坝560 114 隧洞导流1981 12 鲁布革云南贵州黄泥河600 土坝217 103.8 隧洞导流1985 玲关门山辽宁1.2 面板堆石坝183.6 56.5 隧洞导流1988 14 成屏浙江8 面板堆石坝217.7 74.6 隧洞导流1989 15 西北口湖北16 土石坝222 95 隧洞导流1990 16 龙溪浙江16 面板堆石坝141 58.9 隧洞导流1990 17 株树桥湖南24 面板堆石坝245 78 隧

22、洞导流1990 18 天生桥一级广西贵州南盘江1200 面板堆石坝1134 178 隧洞导流1994 19 东津江西6O 面板堆石坝322 88.5 隧洞导流1995 2O 莲花黑龙江550 面板堆石坝902 71.8 隧洞层流1995 21 天荒坪下库浙江1800 面板堆石坝250 96 隧洞导流1996 22 小山吉林160 面板堆石坝302 85.3 隧洞导流1997 23 小浪底河南黄河1800 斜心墙堆石坝1317 154 隧洞导流1997 24 珊溪浙江200 面板堆石坝448 130 隧洞导流1998 25 白溪浙江2O 面板堆石坝416 124.4隧洞导流1998 在流量很大的

23、平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时，宜采用分期导流。这种导流方式较易满足通航、过木、排冰等要求。 根据不同时期泄水道的特点，分期导流方式中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的永久建筑物导流。1 束窄河床导流束窄河床导流通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。其泄水道是被围堰束窄后的河床。当河床覆盖层是深厚的细土粒层时，则束窄河床不可避免地会产生一定的冲刷。对于非通航河道只要这种冲刷不危及围堰和河岸的安全，一般都是许可的。2 通过已完建或未完建的永久建筑物导流这种泄水道多用于分期导流的后期阶段( l )通过已完建的永久建筑物导流。修建低水头闸坝枢纽时，一期基坑中通常均布置有永久

24、性泄水建筑物，可供二期导流泄水之用。 葛洲坝工程一期基坑中布置有泄水闸和冲沙闸，二期导流时，泄水闸供正常导流泄水之用。遇到特大洪水时，冲沙闸也参与二期导流。 ( 2 )底孔导流。利用设置在混凝土坝体中的永久底孔或临时底孔作为泄水道，是二期导流经常采用的方法。采用一次拦断法修建混凝土坝枢纽时，其后期导流也常利用底孔。 ( 3 )缺口导流。当导流底孔的泄水能力不够，致使围堰高度过大时，可在混凝土坝体上预留缺口，作为洪水期的临时泄水通道，如图11 ( b )所示。坝体的非缺口部分，在洪水期尚可继续施工。通常，缺口均与底孔或其它泄水建筑物联合工作，不能作为一种单独的导流方法。否则缺口处的坝体将无法继续

25、升高。( 4 )梳齿孔导流。这种方法因其泄水道断面形状类似于梳齿而得名，如图13 所示。与底孔或缺口导流相比，其主要区别在于完建阶段的施工方法不同。为梳齿孔是主要泄水道，在完建阶段，只能使梳齿孔按一定顺序轮流过水，流在闸门掩护下浇筑孔口间的混凝土。梳齿导流法可用于低水头闸坝枢纽。( 5 )厂房导流。厂房导流适用于平原河道上的低水头河床式径流电站，例如我国的七里拢、西津电站。个别高、中水头坝后式厂房和隧洞引水式电站厂房，也有通过厂房导流的，例如尼日利亚的凯基电站和埃及的阿斯旺电站。分期导流法中还有一种特殊情况，习惯上称其为滩地法施工。这种导流方法与枢纽布置有密切关系。国外早期的水利工程建设中，有

26、些平原河流的通航要求很高，施工期通航不允许受阻，但河床又极易受到冲刷。因此，工程施工过程中，河床基本上不允许受到束窄或者只允许受到轻微束窄，在具有宽阔滩地的平原可流上，枢纽布置设计时就将泄水建筑物布置在滩地上。枯水期河道水位比滩地低，一期施工先围滩地，一般无需修建围堰或者只需修建很低的围堰。滩地法施工的一期导流泄水道是未被束窄的河床（枯水期），或略加束窄的河床（洪水期）。二期施工时的泄水道是滩地上已完建或未完建的混凝土建筑物。因此，滩地法可视为分期导流的特例。P20在山区河道上修建混凝土坝或堆石坝时,无论是一次拦断,或者是分期导流,只要基坑内正在施工的坝体允许过水,则可利用过水围堰淹没基坑宣泄

27、部分流量。淹没基坑导流只能作为一种辅助导流方式，其作用类似于缺口导流，不可能当作独立的导流方式使用。由于实际工程很少采用某种单一的导流方式，一般都是采用几种导流方法的组合，所以，对于导流方式的命名与分类，还存在一些不同的看法。在国内外导流工程实践中，后期导流但是明渠导流与分期导流往往较难区分。底孔也可用于一次拦断法的在后期导流，但是，在分期导流中采用底孔的情况更加普遍，而且更具代表性。因此多数人均将底孔导流划入分期导流方式之中。 （二）全段围堰法导流全段围堰法导流是指在河床外距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一定的距离各修筑一道拦河堰体，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑

28、物下泄，待主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵或将永久泄水建筑物的闸门关闭。全段围堰法导流一般适用于枯水期流量不大，河道狭窄的中小河流，按其导流泄水建筑物的类型可分为：明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。 1.明渠导流明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修建横向围堰，河道的水流经渠道下泄，如图1-4 所示。这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形时采用。如工程修建在河流弯道上，截弯取直开挖明渠往往更为经济。P21布置导流明渠，一定要保证明渠中的水流顺畅、泄水安全、施工方便、渠线短。为此，明渠进出口处的水流与原河道主流的交角宜小于30o。为保证

29、明渠中水流顺畅，明渠的弯道半径不宜小于35 倍的渠底宽度。渠道的进出口与上下游围堰间的距离不宜小于m ，以防止明渠进出口处的水流冲刷围堰的堰脚。为了延长渗径，减少明渠中的水流渗入基坑，明渠与基坑之间要有足够的距离。导流明渠最好是单岸布置，以利于工程施工。导流明渠的断面形式一般多采用梯形断面，在岩石完整、渠道不深时，宜采用矩形断面。渠道的过水能力取决于过水断面面积的大小和渠道的粗糙程度。为了提高渠道的过水能力，导流明渠可进行混凝土衬砌，以减少糙率和提高抗冲刷能力。渠道的过水断面面积可按下式计算v 式中A 明渠过水断面面积（m ） ; Q 导流设计流量（ms ） ; v渠道中的允许流速（m/s）。

30、2 隧洞导流隧洞导流是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，施工期间河道的水流由隧洞下泄，如图15 所示。这种导流方法P22适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、地质条件良好、分期导流和明渠导流均难以采用的山区河流，特别是在深山狭谷修建各类挡水建筑物，更是常用的导流方式。但是，由于隧洞的泄水能力有限，汛期往往不能满足泄洪的要求，而在汛期施工渡汛时常需另外采取其他泄洪渡汛措施，如采用过水围堰允许淹没基坑，或采用隧洞与其他导流泄水建筑物联合泄洪渡污。缺P22图15 隧洞导流示意图( a )隧洞导流；( b )隧洞导流并配合底孔宣泄污期洪水1上游围堰；2下游围堰；3导流隧洞；4底孔；5坝轴线；6溢流坝段

31、；7水电站厂房隧洞是一种工程造价较高，工期长且施工过程又较为复杂的建筑物，往往会影响施工总进度，应该提前完工保证导流时投入使用。在施工设计时，应尽可能将施工导流洞与永久性水工隧洞结合，如将施工导流洞与灌溉、发电相结合。在结合确有困难时，才考虑设置专用的导流隧洞，在导流任务完成后，便进行封堵。导流隧洞的洞线选择，应充分考虑地形、地质、枢纽布置、水流条件等，即要减少工程量、节省工程费，用又要方便施工便于管理。地质条件是洞线选择中首要考虑的，一般隧洞应布置在岩石坚固没有断层或断层较少，且裂隙不发育以及地下水不多的山体内。为使隧洞围岩的结构稳定，隧洞的埋置深度通常不小于3 倍的洞宽或洞径。为提高隧洞的

32、泄水能力，应注意改善沿内的水流条件；隧洞的进出口用引渠与上下游河床水流衔接，引渠轴线与河道主流的交角宜小于30o；隧洞宜直线布置，必须设置弯道时，其转弯半径应大于5倍的洞径或洞宽，弯道前后设置的直线段的长度应大于10倍的洞径或洞宽。隧洞引渠的进出口距上下游围堰坡脚应有足够的距离，一般要求在m以上，防止水流冲刷围堰的坡脚。隧洞断面型式主要取决于地质条件及洞内水流流态。常用的断面有方圆形，有时也采用圆形或马蹄形。方圆形断面放工方便，且底部矩形部分过水面积大，和圆形断面相比，可在同一高程、同一洞径的条件下增大过水面积，减小截流落差，有利于截流施工。但在地质条件差或地下水位高的情况下，方圆形断面衬砌的

33、边墙及底板将承受较大的应力，这时宜采用圆形或马蹄形断面。一般临时导流隧洞可以根据地质条件全部衬砌、部分衬砌或不衬砌。当洞内流速高于ms以内，可作锚喷支护。对于地质条件较好、流速不大的隧洞可不作衬砌，但应在开挖时采用光面爆破技术来减少糙率，提高隧洞的泄水能力（表18 ）。3.涵管导流涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管的泄水能力较小，因此一般用于导流流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流，如图16 所示。缺P23图16 涵管导流示意图( a )平面图；( b )上游立视图1上游围堰；2下游围堰；3涵管；4坝体导流涵管通常布置在靠河岸边的河床台地或岩基上，进水口底板高程常设在枯水

34、期最低的水位以上，这样可以不修围堰或只需修建一个小的子堰便可修建涵管，待涵管建成后，再在河床处坝轴线的上下游修筑围堰，截断河水使上游来水经涵管下泄。导流涵管一般采用的是门洞形断面或矩形断面型式。当河岸为岩基时，可在岩基中开挖一条矩形沟槽，必要时加以衬砌，然后封上钢筋混凝土盖板，形成涵管。当河岸为台地时，可在台地上开挖出梯形沟槽，然后在沟槽内修建钢筋混凝土涵管。为了防止涵管外壁和坝内防渗体之间发生渗流，必须严格控制涵管外壁处坝体防渗土料的分层压（夯）实质量，同时要在涵管的外壁每隔一定的距离设置一道截水环，截水环与涵管连成一体同时浇筑，其作用是为了延长渗透水流的路径，降低渗流的水力坡降，减小渗流的

35、破坏作用。此外，涵管本身的温度缝或沉陷缝中的止水也需认真处理。第三节导流水力计算一、 导流隧洞布设1 平面布置隧洞的平面布置，主要指隧洞路线选择。影响隧洞布置的因素很多，选线时，应特别注意地质条件和水力条件，一般可参照以下原则布置。( l )应将隧洞布置在完整、坚硬的岩石中，为了防止隧洞沿线可能产生的大规模塌方，应避免洞轴线与岩层、断层、破碎带平行，洞轴线与岩石层面的交角最好在45o以上。( 2 )利用坝址附近的有利地形，尽量使隧洞线路顺直。当河岸弯曲时，隧洞宜布置在凸岸，不仅可以缩短隧洞长度，而且水力条件较好。国内外许多工程均采用这种布置。但是也有个别工程的隧洞位于凹岸，使隧洞进口方向与天然

36、水流方向一致。( 3 )对于高流速无压隧洞，应尽量避免转弯。压隧洞和低流速无压隧洞，如果必须转弯，则转弯半径应大于5倍洞宽，转折角应不大于60o。在弯道的上、下游，应设置直线段过渡，直线段长度一般也应大于5倍洞宽。( 4 )进出口与河床主流流向的交角不宜太大，否则会造成上游进水条件不良，下游河道会产生有害的折冲水流与涌浪。出口交角宜小于30o，上游进口处的要求可酌情放宽。( 5 )当需要采用两条以上的导流隧洞时，可将它们布置在一岸或两岸。一岸双线隧洞间的岩壁厚度，一般不应小于开挖洞径的两倍。( 6 )隧洞进出口距上、下游围堰坡脚应有足够的距离，一般要求m 以上。2 进出口高程与断面型式隧洞应有

37、足够的埋深，与永久建筑物之间有足够的距离，以避免受到基坑渗水和爆破开挖的影响。进洞处顶部岩层厚度通常在13 倍洞径之间。进洞位置也可通过经济比较确定。进出口底部高程应考虑洞内流态、截流、放木等要求。一般出口底部高程与河底齐平或略高，有利于洞内排水和防止淤积影响。对于有压隧洞，底坡在1 3。者居多，这样有利于施工和排水。无压隧洞的底坡，主要取决于水力计算。高土石坝施工时，因受到闸门最大作用水头的限制，可采用多层导流洞。例如，前苏联的努列克坝，高达317m ，布置有三层导流洞。隧洞的断面型式主要取决于地质条件和设计流态，洞身断面常用门洞形（也称方圆形），有时也用圆形或马蹄形。3 导流洞与永久洞的结

38、合由于导流洞的造价较高，通常总是尽可能与各种永久隧洞相结合。在国内外一百多个结合实例中，导流洞改建为泄洪洞者占半数以上。其次还有改建为发电引水洞、尾水洞和放空排沙洞等。导流洞改建为永久泄洪洞，多采用斜井结合方式，俗称“龙抬头”式如图17 所示。这种方式虽被广泛采用，但发生气蚀破坏的事例也不少。特别是早期兴建的工程，如鲍尔德（Boulder ）坝左岸泄洪洞、黄尾（Yellow tail ）坝泄洪洞、刘家峡右岸泄洪洞等。气蚀破坏一般发生在反弧段与水平段连接处附近。二、导流隧洞水力计算.隧洞水流流态及其判别方法隧洞水力学计算，首先需判别水流流态，不同的流态，其水力计算方法也不同。隧洞的水流流态有三种

39、，即有压流、无压流、半缺P29图17 导流洞与永久泄洪洞相结合导流隧洞；2泄洪洞；3混凝土堵头有压流。根据上游水头与洞径之比，其判别方法如下：( )当上游水位一定，下游水位较高，水面已淹没出口洞顶时。全洞为有压流( 2 )下游水位较低，隧洞出口为自由出流时，判别式如下： H / D 1 . 2 为无压流；H / D .为无压流； H / D.为有压流.或半有压与有压交替发生的不稳定流。式中H从隧洞进口断面底部算起的上游水头，m；D洞径（圆形）或洞高（矩形），m 。上述判别条件仅供初步判别时参考使用，重要的工程应通过试验验证。.有压流水力计算( l )过水能力计算。有压流可分为自由出流和淹没出流

40、。其判别可简化为：下游水位低于出口高程为自由出流；高于出口高程为淹没出流。其计算式分别如下。自由出流：Q= 式中流量系数（式13 ）；隧洞出口过水断面面积，m；上游水头，m；hp隧洞出口断面水流平均势能，m 。令hpD ，=0.50.85，若出口水流直接入大气，则0.5；若出口是水平扩散段，则=0.85；若出口是斜坡扩散段，则=0.50.85。当隧洞直径沿程不变，流量系数为= （1-3）式子 从进口到出口局部损失系数之和，可查有关水利计 算手册或根据模型实验确定； C系数，C= R水利半径，m； L隧洞总长，m。淹没出流： Q= （1-4）式中上下游水位差，m ；有压隧洞淹没出流的流量系数、其

41、值与自由出流相同、严火o ( 2 )压坡线（即测压管水头线）计算。工程实践中，常需计算有压隧洞中压强沿程变化情况，特别是最大最小值及其出现位置。为此，需绘制总水头线和测压管水头线，总水头线是指各断面总水头值（EPr/ 2g ）的连线；测压管水头线（即压坡线）是指各断面测压管水头（Z+Pr）的连线。对断面不变的洞段，总水头线和压坡线均为直线，所以只需计算出断面变化处（如进出口、转弯及断面突变处）的总水头和测压管水头，然后以直线相连，即得全洞总水头线和压坡线。 设出口断面底板高程为基准面，绘制总水头线。和压力坡线如果压力坡线低于隧洞顶部，则区段出现负压，需修改设计，以消除负压。 3 无压水力计算

42、( l )短洞与长洞。视洞长对过水能力影响与否，将无压隧洞分为长洞与短洞。其判别方法如下 当底坡为缓坡时，L( 512 ) H 时为长洞，L( 512 ) H 时为短洞，其中L 为隧洞长，( m ) ; H 为上游水头，( m )。 当底坡为陡坡（ii走）时，泄水能力不受洞长影响，按短洞考虑。( 2 )短洞水力计算。由于隧洞泄水能力不受洞长影响，进口水流为宽顶堰流，计算公式如下：Q= （15）式中 b矩形断面宽度（当水断面为非矩形时，bh），m ； h相应于临界水深时过水断面面积，m； H从隧洞进口断面底板高程算起的上游水头，m；M流量系数（一般取0.320.36 ）；s淹没系数 其值按进口断面处水深hc与上游水头H 值选