第一讲施工导流方式与泄水建筑物课件.ppt

1、河海大学河海大学 在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾。求发生矛盾。在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。第一章第一章 施工水流控制施工水流控制2010.092河海大学河海大学 施工导流广义上可以概括为：

2、施工导流广义上可以概括为：“导、截、拦、蓄、泄导、截、拦、蓄、泄”1.1.导导 如何将水流导向下游？如何将水流导向下游？2.2.截截 如何将原河床的水流拦断，使其按照我们的意图下泄？如何将原河床的水流拦断，使其按照我们的意图下泄？3.3.拦拦 如何在洪水来临时，拦住洪水，保证整个水利枢纽的安全如何在洪水来临时，拦住洪水，保证整个水利枢纽的安全渡汛渡汛?4.4.蓄蓄 如何在工程建设的中后期及时蓄水，保证工程的效益按时如何在工程建设的中后期及时蓄水，保证工程的效益按时发挥？发挥？5.5.泄泄 如何保证水流顺畅流向下游？如何保证水流顺畅流向下游？第一章第一章 施工水流控制施工水流控制2010.093

3、河海大学河海大学总装机容量总装机容量18201820万千瓦万千瓦长江三峡大坝长江三峡大坝三峡大坝高三峡大坝高185185米，米，长长2,3092,309米。米。2010.094河海大学河海大学溪洛渡水电枢纽效果图溪洛渡水电枢纽效果图最大坝高最大坝高278278米米总装机容量总装机容量12601260万千瓦万千瓦 2010.095河海大学河海大学v 选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；v 选择导流方案及导流建筑物的型式；选择导流方案及导流建筑物的型式；v 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；v 拟定导流建筑物

4、的修建、拆除、堵塞的施工方法以及拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等措施。截断河床水流、拦洪渡汛和基坑排水等措施。2010.096河海大学河海大学 章节说明章节说明第一章第一章 施工水流控制施工水流控制第一节第一节 施工导流的基本方式与泄水建筑物施工导流的基本方式与泄水建筑物一、分段围堰法导流一、分段围堰法导流二、全段围堰法导流二、全段围堰法导流三、辅助导流的主要方式三、辅助导流的主要方式2010.097河海大学河海大学第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式 1 1、基本概念、基本概念 2 2、适用条件、适用条件 工程实例工程实例 3 3

5、、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置1 1、基本概念、基本概念2 2、适用条件、适用条件3 3、纵向围堰位置的确定、纵向围堰位置的确定工程实例工程实例4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置2010.098河海大学河海大学1.概念亦称分期围堰法：亦称分期围堰法：围堰将水工建筑物分段分期维围堰将水工建筑物分段分期维护、施工的方法护、施工的方法分段、分期：分段、分期：二段二期二段二期第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式2010.099河海大学河海大学2022-7-232022-7-23分段围堰法导流（二段二期）分段围堰法导流（二段二期）(a)(a)平面图；平面图；(b)(b

6、)下游立视图；下游立视图；(c)(c)导流底孔纵断面图导流底孔纵断面图1 1一期上游横向围堰；一期上游横向围堰；2 2一期下游横向围堰；一期下游横向围堰；3 3一、二期纵向围堰；一、二期纵向围堰；4 4预留缺口；预留缺口；5 5导流底孔；导流底孔；6 6二期上下游围堰轴线；二期上下游围堰轴线；7 7护坦；护坦；8 8封堵闸门槽；封堵闸门槽；9 9工作闸门槽；工作闸门槽；1010事故闸门槽；事故闸门槽；1111已浇筑的混凝土坝体；已浇筑的混凝土坝体；1212未浇筑的混凝土坝体未浇筑的混凝土坝体10河海大学河海大学2022-7-232022-7-232.2.适用条件：适用条件：河床较宽、有通航要求

7、、流量很大、工期较长、冰河床较宽、有通航要求、流量很大、工期较长、冰凌严重凌严重第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式11河海大学河海大学2022-7-232022-7-233.3.纵向围堰位置的确定纵向围堰位置的确定（1 1）河床束窄度）河床束窄度 K K 面积束窄度面积束窄度 A2 A2 围堰和基坑所占的过水面积，围堰和基坑所占的过水面积，m m2 2 A1 A1 原河床的过水面积，原河床的过水面积，m m2 2 K K 值取用范围：值取用范围：40%-70%40%-70%之间之间第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式12河海大学河海大学3.3.纵向围堰位置的确定纵

8、向围堰位置的确定（2 2）纵向围堰位置的影响因素）纵向围堰位置的影响因素l 利用有利地形条件利用有利地形条件l 与永久建筑物相结合与永久建筑物相结合l 束窄河床允许流速束窄河床允许流速l 各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡l 便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰过高或截流落差过大过高或截流落差过大 2022-7-232022-7-23第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式13河海大学河海大学2022-7-232022-7-23束窄河床的平均流速束窄河床的平均流速第一节第一节 施工导流的基本

9、方式施工导流的基本方式 vc-束窄河床的平均流速，束窄河床的平均流速，m/s Q-为导流设计流量，为导流设计流量，m3/s -为侧收缩系数；单侧收缩时采用为侧收缩系数；单侧收缩时采用0.95,两两侧收缩时采用侧收缩时采用0.9014河海大学河海大学2022-7-232022-7-23束窄段前的水位壅高束窄段前的水位壅高 由于围堰将河床束窄，破坏了河流原来的水流状由于围堰将河床束窄，破坏了河流原来的水流状态，在束窄段前产生水位壅高，其壅高值可由下态，在束窄段前产生水位壅高，其壅高值可由下式估算：式估算：第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式gvgvzc22202215河海大学河海大学

10、 2010.0916河海大学河海大学3.3.纵向围堰位置的确定纵向围堰位置的确定（2 2）纵向围堰位置的影响因素）纵向围堰位置的影响因素l 利用有利地形条件利用有利地形条件l 与永久建筑物相结合与永久建筑物相结合l 束窄河床允许流速束窄河床允许流速l 各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡l 便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰便于布置后期导流泄水建筑物，不致使后期围堰过高或截流落差过大过高或截流落差过大 2010.092010.09第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式2010.0917河海大学河海大学2022-7-232022-7

11、-23工程实例工程实例18河海大学河海大学2022-7-232022-7-23工程实例工程实例-三峡水利枢纽施工导流三峡水利枢纽施工导流三峡一期导流19河海大学河海大学2022-7-232022-7-23工程实例工程实例-三峡水利枢纽施工导流三峡水利枢纽施工导流三峡二期导流20河海大学河海大学2022-7-232022-7-23工程实例工程实例-三峡水利枢纽施工导流三峡水利枢纽施工导流三峡三期导流21河海大学河海大学4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置p 明槽明槽(渠渠)导流：前期导流导流：前期导流l泄流能力强泄流能力强l施工期通航施工期通航l开挖量大，保护范围广开挖量大，保护范围广

12、l存在冲刷、淤积问题存在冲刷、淤积问题l一般存在封堵后快速施工的要求一般存在封堵后快速施工的要求 p 底孔导流：中后期导流底孔导流：中后期导流p 坝体缺口导流坝体缺口导流2010.0922河海大学河海大学 在第一期围堰的围护下先修建导流明槽，河水由在第一期围堰的围护下先修建导流明槽，河水由缩窄的河床宣泄，导流明槽河床侧的边墙常用作第缩窄的河床宣泄，导流明槽河床侧的边墙常用作第二期的纵向围堰；第二期施工时，河水由导流明槽二期的纵向围堰；第二期施工时，河水由导流明槽下泄。下泄。1.1.明槽的糙率；明槽的糙率；2.2.明槽的出口消能；明槽的出口消能；3.3.导流明槽应尽可能与永久建筑物相结合。导流明

13、槽应尽可能与永久建筑物相结合。2010.0923河海大学河海大学2010.0924河海大学河海大学2010.0925河海大学河海大学4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置p明槽明槽(渠渠)导流导流l 布置原则布置原则 水力学条件良好，尽量与永久建筑物相结合水力学条件良好，尽量与永久建筑物相结合 充分利用浅滩、台地、垭口、溪沟、旧河道等，缩短轴线，节省投资充分利用浅滩、台地、垭口、溪沟、旧河道等，缩短轴线，节省投资 尽量避免滑坡、崩塌体及高边坡尽量避免滑坡、崩塌体及高边坡 满足截流施工的要求满足截流施工的要求 满足主体工程导流要求满足主体工程导流要求 渠道平面布置宜顺直，水流顺畅渠道平面

14、布置宜顺直，水流顺畅 减少施工干扰，便于基坑施工和出渣及交通运输减少施工干扰，便于基坑施工和出渣及交通运输 满足冬季排冰满足冬季排冰 便于后期封堵及改建施工便于后期封堵及改建施工2010.0926河海大学河海大学4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置p明槽明槽(渠渠)导流导流l 进、出口布置进、出口布置 有利于水流衔接，进出口方向与河道主流方向的夹角宜小于有利于水流衔接，进出口方向与河道主流方向的夹角宜小于30300 0 进出口的位置取决于基坑大小、施工要求，并距上下游围堰堰脚进出口的位置取决于基坑大小、施工要求，并距上下游围堰堰脚有适当的安全距离，土石围堰无保护取有适当的安全距离，土

15、石围堰无保护取303050m50m，有保护的土石，有保护的土石围堰和混凝土围堰取围堰和混凝土围堰取101020m20m 尽量避免滑坡、崩塌体及高边坡尽量避免滑坡、崩塌体及高边坡 进口高程按截流设计选择，出口高程一般由下游消能控制，在满进口高程按截流设计选择，出口高程一般由下游消能控制，在满足要求的情况下，尽可能抬高进出口高程足要求的情况下，尽可能抬高进出口高程2010.0927河海大学河海大学 用于导流的底孔可以是临时的底孔也可以是永用于导流的底孔可以是临时的底孔也可以是永久的底孔。将坝体的永久底孔用作导流底孔是最久的底孔。将坝体的永久底孔用作导流底孔是最理想的，如果是临时底孔，则在工程接近完

16、工或理想的，如果是临时底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时加以封堵。需要蓄水时加以封堵。一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以保证枯水期泄水。保证枯水期泄水。底孔导流的优点是挡水建筑物上部的施工不受底孔导流的优点是挡水建筑物上部的施工不受水流的干扰，有利于连续施工。水流的干扰，有利于连续施工。2010.0928河海大学河海大学4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置p 底孔导流底孔导流l 布置原则布置原则 尽量与永久建筑物的底孔相结合尽量与永久建筑物的底孔相结合 在单设导流底孔的布置中，底孔宜布置在近河道主流位置在单设导流底孔的布置中，底孔宜布置在

17、近河道主流位置 当底孔与导流明渠结合时，宜将底孔坝段布置在明渠中当底孔与导流明渠结合时，宜将底孔坝段布置在明渠中 混凝土支墩坝宜将底孔布置在支墩的空腔内混凝土支墩坝宜将底孔布置在支墩的空腔内l 高程布置高程布置 应满足施工期导流要求应满足施工期导流要求 一般接近河床高程一般接近河床高程 从泄流、截流、通航看，低一些从泄流、截流、通航看，低一些 从放淤、封孔看，高一些从放淤、封孔看，高一些2010.0929河海大学河海大学4 4、导流泄水方式与布置、导流泄水方式与布置p 底孔导流底孔导流l 位置选择位置选择 基础条件好，进出水流顺畅基础条件好，进出水流顺畅 一般布置在泄洪坝段内一般布置在泄洪坝段

18、内 当布置非溢流坝段时，考虑出口防冲要求当布置非溢流坝段时，考虑出口防冲要求l 断面型式断面型式 圆形圆形 椭圆形椭圆形 矩形：高宽比矩形：高宽比1.01.02.52.5（3.53.5）拱门形拱门形2010.0930河海大学河海大学2022-7-232022-7-23第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式1.1.概念概念 全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使水流经河床以外的临时或各建一道拦河围堰，使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄。主体工程建成或接近建成时，永久泄水道下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水

19、道封堵！再将临时泄水道封堵！31河海大学河海大学2022-7-232022-7-23第一节第一节 施工导流的基本方式施工导流的基本方式2.2.适用条件：适用条件：一般适用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深一般适用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。分期导流的工程。32河海大学河海大学2022-7-232022-7-23溪洛渡导流平面布置图溪洛渡导流平面布置图工程实例33河海大学河海大学2022-7-232022-7-2334河海大学河海大学2010.0935河海大学河海大学2010.092010.09

20、2010.0936河海大学河海大学3.3.导流泄水方式与布置：导流泄水方式与布置：p 隧洞导流隧洞导流 适合于河谷狭窄、地质条件允许的坝址p 导流明渠导流明渠p 涵管导流涵管导流 导流流量较小或只担负枯水期的导流任务，适用于土坝、堆石坝，埋入坝下p 明渠隧洞组合导流明渠隧洞组合导流p 过水围堰配合导流过水围堰配合导流 2010.0937河海大学河海大学 导流泄水方式与布置导流泄水方式与布置p隧洞导流隧洞导流l特征特征临时建筑物，运行期较短，一般临时建筑物，运行期较短，一般2 25 5年，结构耐久性要求年，结构耐久性要求较低较低运行条件特殊，一般均存在明、满流交替出现的运行工况运行条件特殊，一般

21、均存在明、满流交替出现的运行工况施工工期紧张施工工期紧张布置条件一般较差，一般先考虑永久建筑物布置布置条件一般较差，一般先考虑永久建筑物布置2010.0938河海大学河海大学龙羊峡隧洞导流龙羊峡隧洞导流2010.0939河海大学河海大学毛家村水库导流隧洞导流毛家村水库导流隧洞导流2010.0940河海大学河海大学 导流泄水方式与布置导流泄水方式与布置p隧洞导流隧洞导流l 布置原则布置原则 应与枢纽总布置相协调，尽量与永久建筑物相结合应与枢纽总布置相协调，尽量与永久建筑物相结合 地质及水力学条件良好，满足工程施工及运行安全，工程量较少地质及水力学条件良好，满足工程施工及运行安全，工程量较少 满足

22、施工导、截流要求，与主体工程结合的部分应满足永久运用满足施工导、截流要求，与主体工程结合的部分应满足永久运用要求要求 满足施工期通航及冬季排冰等的要求满足施工期通航及冬季排冰等的要求 充分利用地形条件，尽量使洞线顺直充分利用地形条件，尽量使洞线顺直 出口段洞轴线与河道主流方向的夹角不宜大于出口段洞轴线与河道主流方向的夹角不宜大于30300 0，进口段适当放，进口段适当放宽宽 进口高程通常取枯水位以下进口高程通常取枯水位以下1 13m3m2010.0941河海大学河海大学 导流泄水方式与布置导流泄水方式与布置p隧洞导流隧洞导流l洞线选择洞线选择地质条件是洞线选择的核心，是成功的关键地质条件是洞线

23、选择的核心，是成功的关键尽量使洞线平直，使进出流顺畅尽量使洞线平直，使进出流顺畅一般控制弯道转角小于一般控制弯道转角小于60600 0，曲率半径大于，曲率半径大于5 5倍洞径或洞宽倍洞径或洞宽2010.0942河海大学河海大学 导流泄水方式与布置导流泄水方式与布置p涵管导流涵管导流l布置布置应有良好的地基，一般应坐落在岩基上应有良好的地基，一般应坐落在岩基上应尽量采用明流泄水，减少振动，防止空蚀应尽量采用明流泄水，减少振动，防止空蚀一般应呈直线布置，当水头大于一般应呈直线布置，当水头大于20m20m，不允许设置弯道，不允许设置弯道土石坝中，当围堰与坝体相结合时，往往是上游围堰越高土石坝中，当围

24、堰与坝体相结合时，往往是上游围堰越高越经济越经济慎重研究进口型式和洞内流态，消除负压和空蚀慎重研究进口型式和洞内流态，消除负压和空蚀为了防止洞身渗漏，一般设置截流环为了防止洞身渗漏，一般设置截流环2010.0943河海大学河海大学 施工导流主要经验施工导流主要经验l尽量减少分期数（一般为二期）并尽量增大一期围堰围尽量减少分期数（一般为二期）并尽量增大一期围堰围护的宽度护的宽度l在窄河床条件下广泛采用断流围堰导流方式，用大断面在窄河床条件下广泛采用断流围堰导流方式，用大断面导流隧洞泄流导流隧洞泄流l导流建筑物与永久建筑物相结合导流建筑物与永久建筑物相结合l土石坝型的围堰工程，上游围堰尽可能与坝体结合土石坝型的围堰工程，上游围堰尽可能与坝体结合l一般情况下，不宜采取土石坝过水度汛的导流方式一般情况下，不宜采取土石坝过水度汛的导流方式l尽量利用围堰挡水发电尽量利用围堰挡水发电2010.0944河海大学河海大学2022-7-232022-7-23一、分段围堰法导流一、分段围堰法导流二、全段围堰法导流二、全段围堰法导流三、辅助导流的主要方式三、辅助导流的主要方式围堰工程围堰工程45