水利工程施工教学课件：第一章施工导流(袁).ppt

1、第一章第一章 施工导流施工导流 施工导流广义上可概括为：施工导流广义上可概括为：“导、截、拦、导、截、拦、 蓄、泄蓄、泄”。其主要任务是：。其主要任务是： 选定导流标准，划分导流时段，确定导流选定导流标准，划分导流时段，确定导流 流流 量；量； 选择导流方案及导流建筑物型式；选择导流方案及导流建筑物型式； 确定导流建筑物的布置、构造及尺寸；确定导流建筑物的布置、构造及尺寸； 拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施 工工 方法及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等工方法及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等工 程措施。程措施。 一、一、施工导流施工导流 （一）施工导

2、流的定义（一）施工导流的定义 为保证水工建筑物的质量，必须安全施工，为保证水工建筑物的质量，必须安全施工， 并使上游的水通过指定的泄水建筑物排泄。并使上游的水通过指定的泄水建筑物排泄。 （二）导流方法（二）导流方法 主要有：主要有： 1、全段围堰法导流、全段围堰法导流 2、分段围堰法导流、分段围堰法导流 1、全段围堰法导流、全段围堰法导流 即河床外导流，就是在河床主体工即河床外导流，就是在河床主体工 程的上下游各建一道断流围堰，使河水程的上下游各建一道断流围堰，使河水 经河床以外的临时泄水道或永久泄水建经河床以外的临时泄水道或永久泄水建 筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，筑物下泄。主体工程建

3、成或接近建成时， 再将临时泄水道封堵。再将临时泄水道封堵。 其特点：施工过程受水流干扰其特点：施工过程受水流干扰 小，工作面大，有利于高速施工，小，工作面大，有利于高速施工， 但导流工程费用增加，将推迟主体但导流工程费用增加，将推迟主体 工程开工时间。工程开工时间。 （1）隧洞导流）隧洞导流 隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基 坑上下游修筑围堰，河水经隧洞下泄。坑上下游修筑围堰，河水经隧洞下泄。 其特点是泄水能力有限，造价高、复其特点是泄水能力有限，造价高、复 杂，多用于联合泄流。一般山区河流，河杂，多用于联合泄流。一般山区河流，河 谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实

4、，采用谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用 隧洞导流较为普遍。隧洞导流较为普遍。 （2）明渠导流）明渠导流 明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基 坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。 适用于岸坡平原河道上（可利用原河适用于岸坡平原河道上（可利用原河 道）。道）。 明渠导流费用一般比隧洞导流少，过明渠导流费用一般比隧洞导流少，过 流能力大，施工比较简单。流能力大，施工比较简单。 江苏多采用明渠导流。江苏多采用明渠导流。 泗阳站导流河工程泗阳站导流河工程 导流明渠的布置要点是：导流明渠的布置要点是：1）进出口顺）进出口顺 畅；畅；2）明渠

5、转弯不能太急；）明渠转弯不能太急；3）明渠底坡）明渠底坡 尽可能为顺坡；尽可能为顺坡；4）明渠对水流的阻力要小；）明渠对水流的阻力要小； 5）明渠宣泄能力要与渠内泄水建筑物的泄）明渠宣泄能力要与渠内泄水建筑物的泄 水能力相适应；水能力相适应；6）明渠进出口应与上下游）明渠进出口应与上下游 围堰之间要有适当的距离；围堰之间要有适当的距离；7）为明渠水面）为明渠水面 到基坑水面之间的最短距离宜大于到基坑水面之间的最短距离宜大于2.5 3.0H（H为明渠水面与基坑水面的高差，为明渠水面与基坑水面的高差， 以以m计）。计）。 （3）涵管导流）涵管导流 涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工涵管导流一般在修筑

6、土坝、堆石坝工 程中采用。枯水期修建，涵管多为钢筋混程中采用。枯水期修建，涵管多为钢筋混 凝土管，一般布置在河岸岩滩上，位置在凝土管，一般布置在河岸岩滩上，位置在 枯水位上。枯水位上。 与隧洞相比，涵管导流方式具有施工与隧洞相比，涵管导流方式具有施工 工作面大，施工灵活方便、速度快，工程工作面大，施工灵活方便、速度快，工程 造价低等优点。当与永久涵管相结合时，造价低等优点。当与永久涵管相结合时， 采用涵管导流比较合理。采用涵管导流比较合理。 （4）明渠隧洞组合导流）明渠隧洞组合导流 1）适用条件：河床狭窄，河床覆盖）适用条件：河床狭窄，河床覆盖 层很厚，流量大，地形允许；层很厚，流量大，地形允

7、许； 2）布置：一边一个布置。）布置：一边一个布置。 （5）渡槽导流）渡槽导流 渡槽导流方式结构简单，但泄流量渡槽导流方式结构简单，但泄流量 较小，一般用于流量小、河床窄、导流较小，一般用于流量小、河床窄、导流 期短的中小型工程。期短的中小型工程。 2、分段围堰法、分段围堰法 即河床内导流，水流通过束窄的河即河床内导流，水流通过束窄的河 床，坝体底孔、缺口或明槽涵管等往下床，坝体底孔、缺口或明槽涵管等往下 游宣泄（如新安江、葛洲坝、三峡）。游宣泄（如新安江、葛洲坝、三峡）。 分段围堰法亦称分期围堰法，就是分段围堰法亦称分期围堰法，就是 用围堰将水工建筑物分段、分期维护起用围堰将水工建筑物分段、

8、分期维护起 来进行施工的方法。来进行施工的方法。 （1）一期围堰位置的选择）一期围堰位置的选择 1 1）一期围堰先围主河槽部位；）一期围堰先围主河槽部位； 2 2）一期一般选择在场地宽阔、交通方便的）一期一般选择在场地宽阔、交通方便的 一岸；一岸； 3 3）一期应优先考虑修建水电站、船闸，满）一期应优先考虑修建水电站、船闸，满 足早期发电、施工通航的要求；足早期发电、施工通航的要求； 4 4）各期永久建筑物工程量大体平衡，河床）各期永久建筑物工程量大体平衡，河床 束窄系数取值在束窄系数取值在40%40%70%70%； 5 5）便于布置后期的施工，不至于造成后期）便于布置后期的施工，不至于造成后

9、期 围堰过高或截流落差过大。围堰过高或截流落差过大。 （2）导流平面布置）导流平面布置 1）纵向围堰大致平行水流方向，）纵向围堰大致平行水流方向， 横向围堰按直线布置为宜，夹角大于横向围堰按直线布置为宜，夹角大于 90。 2）围堰内坡与建筑物边线距离除）围堰内坡与建筑物边线距离除 满足开挖边坡要求外，还应考虑施工机满足开挖边坡要求外，还应考虑施工机 械等布置的要求。械等布置的要求。 （3）适用范围）适用范围 从河宽、流量、工期、通航、冰凌从河宽、流量、工期、通航、冰凌 等方面综合考虑。等方面综合考虑。 （4）导流方式）导流方式 分段围堰法导流，前期都利用束窄的分段围堰法导流，前期都利用束窄的

10、原河道导流，后期要通过事先修建的泄水原河道导流，后期要通过事先修建的泄水 道导流，常见的有以下几种：底孔导流、道导流，常见的有以下几种：底孔导流、 坝体缺口导流、厂房导流。坝体缺口导流、厂房导流。 束窄河床导流束窄河床导流 底孔导流底孔导流 采用底孔导流时，应事先在混凝土坝采用底孔导流时，应事先在混凝土坝 体内修好临时或永久底孔；然后让全部或体内修好临时或永久底孔；然后让全部或 部分水流通过底孔宣泄至下游。由于底孔部分水流通过底孔宣泄至下游。由于底孔 导流挡水建筑物上部的施工可不受干扰，导流挡水建筑物上部的施工可不受干扰， 有利于均衡、连续施工，这对修建高坝有有利于均衡、连续施工，这对修建高坝

11、有 利，但在导流期有被漂浮物堵塞的危险，利，但在导流期有被漂浮物堵塞的危险， 封堵水头较高，安放闸门较困难。封堵水头较高，安放闸门较困难。 坝体缺口导流坝体缺口导流 厂房导流：厂房导流： 利用正在施工中的厂房的某些过水建利用正在施工中的厂房的某些过水建 筑物（如未完建的蜗壳及尾水管、布置在筑物（如未完建的蜗壳及尾水管、布置在 尾水管上部的泄水底孔等），将原河水导尾水管上部的泄水底孔等），将原河水导 向下游的导流方式。向下游的导流方式。 厂房导流厂房导流 上述三种后期导流方式，一般只适用上述三种后期导流方式，一般只适用 于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。对于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。对 于

12、土石坝、非重力式混凝土坝等坝型，若于土石坝、非重力式混凝土坝等坝型，若 采用分段围堰法导流，常与河床外的隧洞采用分段围堰法导流，常与河床外的隧洞 导流、明渠导流等方式相配合。导流、明渠导流等方式相配合。 对于山区河流特点是洪水期流量大、对于山区河流特点是洪水期流量大、 历时短，而枯水期流量则很小，水位暴历时短，而枯水期流量则很小，水位暴 涨暴落、变幅很大等情况。此时导流方涨暴落、变幅很大等情况。此时导流方 式如何选择式如何选择？ 若按一般导流标准要求来设计导流若按一般导流标准要求来设计导流 建筑物，不是挡水围堰修得很高，就是建筑物，不是挡水围堰修得很高，就是 泄水建筑物的尺寸要求很大，而使用期

13、泄水建筑物的尺寸要求很大，而使用期 又不长，这显然是不经济的。又不长，这显然是不经济的。 在这种情况下，可以考虑采用在这种情况下，可以考虑采用允许允许 基坑淹没基坑淹没的导流方法。这种方法，基坑淹的导流方法。这种方法，基坑淹 没所引起的停工天数不长，施工进度能保没所引起的停工天数不长，施工进度能保 证，在河道泥沙含量不大的情况下，导流证，在河道泥沙含量不大的情况下，导流 总费用较节省，一般是合理的。在全段围总费用较节省，一般是合理的。在全段围 堰法和分段围堰法中均可使用。堰法和分段围堰法中均可使用。 （三）导流方案（三）导流方案 不同导流时段、不同导流方式的组不同导流时段、不同导流方式的组 合

14、，通常称为导流方案。合，通常称为导流方案。 导流方案的选择受多种因素的影响。导流方案的选择受多种因素的影响。 一个合理的导流方案，必须在周密研究一个合理的导流方案，必须在周密研究 各种影响因素的基础上，拟定几个可能各种影响因素的基础上，拟定几个可能 的方案，进行技术经济比较，从中选择的方案，进行技术经济比较，从中选择 技术经济指标优越的方案技术经济指标优越的方案。 二、截流二、截流 （一）截流的定义（一）截流的定义 在施工导流过程中，为修筑围堰、在施工导流过程中，为修筑围堰、 围护基坑修建主体建筑物，必须截断原围护基坑修建主体建筑物，必须截断原 河床水流迫使河水按人的意志经系统泄河床水流迫使河

15、水按人的意志经系统泄 水建筑物下泄，这一过程就叫截流。水建筑物下泄，这一过程就叫截流。 截流在施工导流中占有重要地位。截流在施工导流中占有重要地位。 （二）截流的基本方法（二）截流的基本方法 河道截流有立堵法、平堵法、立平河道截流有立堵法、平堵法、立平 堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆 破截流等多种方法，但基本方法为立堵破截流等多种方法，但基本方法为立堵 法和平堵法两种。法和平堵法两种。 1、立堵法、立堵法 立堵法截流是将截流材料，从龙口立堵法截流是将截流材料，从龙口 一端向另一端或从两端向中间抛投进占，一端向另一端或从两端向中间抛投进占， 逐渐束窄龙口，直

16、至全部将河流拦断。逐渐束窄龙口，直至全部将河流拦断。 立堵法截流的施工过程是：戗堤进立堵法截流的施工过程是：戗堤进 占占龙口加固龙口加固合龙合龙闭气。截流之后，闭气。截流之后， 对戗堤加高培厚即修成围堰。对戗堤加高培厚即修成围堰。 三峡工程三峡工程 截流截流 三峡立堵截流（双向进占）三峡立堵截流（双向进占） 三峡工程截流单向进占三峡工程截流单向进占 特点是：龙口的单宽流量大，流速特点是：龙口的单宽流量大，流速 高，且分布不均，截流材料单重大，工高，且分布不均，截流材料单重大，工 作面小，抛投强度受限制，施工准备工作面小，抛投强度受限制，施工准备工 作简单，费用较低。适用于大流量、岩作简单，费用

17、较低。适用于大流量、岩 基或覆盖层较薄的岩基河床。此方法采基或覆盖层较薄的岩基河床。此方法采 用多用多 。 2、平堵法、平堵法 平堵法截流是沿整个龙口宽度全线平堵法截流是沿整个龙口宽度全线 抛投，抛投料堆筑体全面上升，直至露抛投，抛投料堆筑体全面上升，直至露 出水面。其特点是：需架设浮桥、单宽出水面。其特点是：需架设浮桥、单宽 流量较小、流速较小、需要的单个抛投流量较小、流速较小、需要的单个抛投 材料重量也较轻，抛投强度较大，施工材料重量也较轻，抛投强度较大，施工 速度较快，但有碍通航、造价高，技术速度较快，但有碍通航、造价高，技术 复杂，一般不常选用。复杂，一般不常选用。 几点工程经验认识：

18、几点工程经验认识： 1、浮桥平堵是前苏联、浮桥平堵是前苏联40、50年代年代 采用较多的一种截流方式，该方法在水采用较多的一种截流方式，该方法在水 头头3m，流速，流速4m/s时不宜采用。时不宜采用。 2、栈桥平堵施工较安全、技术把握、栈桥平堵施工较安全、技术把握 较大，可用于大流量、高落差的河流上较大，可用于大流量、高落差的河流上 截流，但投资大，与通航有矛盾，无特截流，但投资大，与通航有矛盾，无特 殊必要不宜采用。殊必要不宜采用。 3、随着大容量、高效率的机械的普、随着大容量、高效率的机械的普 遍使用，一般建议采用单戗立堵法，但截遍使用，一般建议采用单戗立堵法，但截 流最终落差流最终落差4

19、m，流速，流速8m/s时不宜采时不宜采 用。用。 4、当截流最终落差、当截流最终落差4m，流速，流速 8m/s时，一般可重点研究双戗立堵截流，时，一般可重点研究双戗立堵截流， 工程实践表明，双戗立堵截流技术复杂，工程实践表明，双戗立堵截流技术复杂， 第二道戗堤并不总能理想分担截流落差和第二道戗堤并不总能理想分担截流落差和 能量。能量。 （三）截流日期的选择（三）截流日期的选择 截流年份应结合施工进度的安排来确截流年份应结合施工进度的安排来确 定。定。 截流年份内截流时段的选择，既要把截流年份内截流时段的选择，既要把 握截流时机，握截流时机，选择在枯水期初、河水流量选择在枯水期初、河水流量 显著

20、下降时进行显著下降时进行；又要为后续的基坑工作；又要为后续的基坑工作 和主体建筑物施工留有余地，不致影响整和主体建筑物施工留有余地，不致影响整 个工程的施工进度。个工程的施工进度。 （四）截流设计流量的确定（四）截流设计流量的确定 截流设计时所取的流量标准，是指某截流设计时所取的流量标准，是指某 一确定的截流时间的截流设计流量。通常一确定的截流时间的截流设计流量。通常 可按重现年法或结合水文气象预报修正法可按重现年法或结合水文气象预报修正法 确定设计流量，一般可按工程重要程度选确定设计流量，一般可按工程重要程度选 择截流时段重现期择截流时段重现期510年的月或旬的平年的月或旬的平 均流量，也可

21、用其他方法分析确定。均流量，也可用其他方法分析确定。 （五）龙口位置和宽度（五）龙口位置和宽度 戗堤不断进占，河床束窄到一定程度，形成戗堤不断进占，河床束窄到一定程度，形成 水流湍急的窄口叫龙口。水流湍急的窄口叫龙口。 选择龙口位置时要考虑下述一些技术要求：选择龙口位置时要考虑下述一些技术要求： 1 1）一般说来，龙口应设置在河床主流部位，）一般说来，龙口应设置在河床主流部位， 方向力求与主流顺直；方向力求与主流顺直； 2 2）龙口应选择在耐冲河床上，以免截流时）龙口应选择在耐冲河床上，以免截流时 因流速增大，引起过分冲刷；因流速增大，引起过分冲刷； 3 3）龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置

22、）龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置 截流运输线路和制作、堆放截流材料。截流运输线路和制作、堆放截流材料。 （六）截流抛投材料（六）截流抛投材料 截流抛投材料截流抛投材料主要有块石、石串、装主要有块石、石串、装 石竹笼、帚捆、柴捆、土袋等，当截流水石竹笼、帚捆、柴捆、土袋等，当截流水 力条件较差时，还须采用人工块体，一般力条件较差时，还须采用人工块体，一般 有四面体、六面体、四脚体及钢筋混凝土有四面体、六面体、四脚体及钢筋混凝土 构件等。构件等。 钢架石笼材料钢架石笼材料 合金钢丝兜合金钢丝兜 三峡截流混凝土块三峡截流混凝土块 三峡截流混凝土块串三峡截流混凝土块串 三、围堰三、围堰 围堰是一种

23、临时性水工建筑物，用来围堰是一种临时性水工建筑物，用来 围护河床中基坑，保证水工建筑物施工在围护河床中基坑，保证水工建筑物施工在 干地上进行。干地上进行。 通常按使用材料将围堰分为土围堰、通常按使用材料将围堰分为土围堰、 土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、 木笼围堰、混凝土围堰等；按所处的位置木笼围堰、混凝土围堰等；按所处的位置 将围堰分为横向围堰、纵向围堰；按围堰将围堰分为横向围堰、纵向围堰；按围堰 是否过水分为不过水围堰、过水围堰。是否过水分为不过水围堰、过水围堰。 围堰的基本要求：围堰的基本要求： 1）安全可靠，能满足稳定、抗渗、）安全可靠，能满足稳

24、定、抗渗、 抗冲要求；抗冲要求； 2）结构简单，施工方便，宜于拆除并）结构简单，施工方便，宜于拆除并 能充分利用当地材料及开挖弃料；能充分利用当地材料及开挖弃料； 3）堰基易于处理，堰体便于与岸坡或）堰基易于处理，堰体便于与岸坡或 已有建筑物连接；已有建筑物连接； 4）在预定施工期内修筑到需要的断面）在预定施工期内修筑到需要的断面 和高程；和高程； 5）具有良好的技术经济指标。）具有良好的技术经济指标。 斜墙带水平铺盖式围堰斜墙带水平铺盖式围堰 斜墙式围堰斜墙式围堰 垂直防渗体式围堰垂直防渗体式围堰 帷幕灌浆式围堰帷幕灌浆式围堰 n示例（江苏）示例（江苏） 靖江船坞工程拉森钢板围堰靖江船坞工程拉森钢板围堰 思考题：思考题： 1简述施工导流的基本方法及其适用条件。简述施工导流的基本方法及其适用条件。 2江苏水利工程多采用何种导流方式？江苏水利工程多采用何种导流方式？ 3明渠导流的布置要求有哪些？明渠导流的布置要求有哪些？ 4简述截流的基本方法。简述截流的基本方法。 5简述立堵法截流的施工过程。简述立堵法截流的施工过程。 6施工截流时段如何选择？施工截流时段如何选择？ 7围堰的基本要求有哪些？围堰的基本要求有哪些？