施工導(dǎo)流和基坑排水.ppt

第二章 施工導(dǎo)流與基坑排水,第一節(jié) 導(dǎo)流 在河道上修建攔河大壩及樞紐等永久建筑物，通常，在河道上先修筑圍堰形成基坑，圍護永久建筑物在干地進行施工，并將河水通過預(yù)定的泄水通道引向下游宣泄。 施工導(dǎo)流： 在水運工程中，為創(chuàng)造干地施工條件，采取措施在建筑區(qū)域外將原河水引向下游，使工程施工與河水宣泄互不干擾，叫做施工導(dǎo)流。 導(dǎo)流建筑物包括臨時性擋水建筑物（圍堰）和泄水建筑物。,導(dǎo)流方式： 一、全段圍堰法,（1）明渠導(dǎo)流 在河岸或河灘上開挖渠道，適用于河流兩岸地勢平坦或有可利用灘地的河道，以便開挖明渠,若河道有彎道，可以裁彎取直，將原河流用作導(dǎo)流。,（2）隧洞導(dǎo)流 一般用于山區(qū)河道，在河道凸岸山坡內(nèi)開鑿隧洞。 適用于河谷狹窄、岸坡陡峻，巖石堅固 有適合于布置隧洞的地形和地質(zhì)條件的河道。 由于泄流能力有限，費用大，通常將隧洞與 永久性建筑物結(jié)合考慮，一般不會為了導(dǎo)流而設(shè)專用隧洞。,（3）渡槽導(dǎo)流 在圍堰上架設(shè)渡槽適用于流量較小的山區(qū)河流，河床并不太窄，對施工有一定干擾，渡槽要防漏水。 多用于工程初期，待主體工程輸水建筑物完工后，拆除渡槽，利用輸水建筑物宣泄河水。 渡槽一般采用鋼筋砼裝配結(jié)構(gòu)，也有木渡槽。,二、分段圍堰導(dǎo)流,三峽一期導(dǎo)流,三 峽 二 期 導(dǎo) 流,三峽三期導(dǎo)流,三峽水利樞紐,適用于河床較寬、水深較淺的河流。或有分汊河道的河段。 一期工程先作輸水建筑物：如沖沙閘，泄水閘，船閘，涵洞，泄流底孔。 缺點：河床被縱向圍堰縮窄，流速加大，圍堰臨水面易被水流沖刷，上游水位壅高，相應(yīng)加大圍堰高程。 選擇導(dǎo)流方式，應(yīng)按照工程所在地的地形、地質(zhì)、水文條件以及建筑物布置結(jié)構(gòu)形式，施工力量、材料供應(yīng)等因素，綜合考慮。,第二節(jié) 圍堰工程,一、圍堰特點： 一個枯水期內(nèi)完成，當年汛期擋水。 水下施工。 常需拆除。 要求有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性、和一定強度要求、不發(fā)生嚴重的局部沖刷。,二、圍堰分類,按位置分：橫向圍堰和縱向圍堰，上游圍堰和下游圍堰。 按導(dǎo)流期間基坑過水與否：分為過水圍堰和不過水圍堰。 按構(gòu)造和使用材料分類：土圍堰、土石圍堰、草土圍堰、土工織物圍堰、板樁圍堰、鋼筋砼圍堰。,（一）土圍堰,土圍堰是常用的不能過水的圍堰，構(gòu)造簡單，就地取材，施工方便，造價低，適用于各種地基，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選擇。 要求流速0.7ms, 水頭小于3m. 缺點：抗沖能力差，擋水大時斷面大。 迎水面常用草袋防護（防沖刷） 背面常用草袋或堆石填筑排水棱體（防滑坡、管涌） 也可采用裝土麻袋或草袋填筑圍堰（邊坡可適當放陡，1：0.51：1.5） 為防滲流，有的土圍堰有心墻（砼或木板）或鋼板樁防滲墻。,（二）土石圍堰,比土圍堰抗沖能力強，能在水流速較大的河流中進行水下填筑，可做過水圍堰（此時圍堰目的不是干地施工，而是蓄水（等）。,缺點：但修筑和拆除都較困難。 適用于：工地有大量清基石渣（地基清理產(chǎn)生）可以利用，而圍堰又無需拆除的情況。,三峽下游圍堰,三峽導(dǎo)流明渠,（三）土工織物的圍堰,土工織物強度高，擋水性能好。,土工織物作土堤,（四）板樁圍堰,材料：木板樁（木樁），鋼板樁。 結(jié)構(gòu)形式：單排樁、雙排樁、格形鋼板樁等。 優(yōu)點：抗沖、抗?jié)B能力大，斷面小，修建和拆除 方便，鋼板樁可重復(fù)使用，可作過水圍堰。,鋼板樁截面形狀,格式鋼板樁,旅順羊頭洼碼頭鋼板樁圍堰,旅順羊頭洼碼頭,（五）砼與鋼筋砼圍堰,優(yōu)點：抗沖能力大，擋水高度大。 缺點：難以拆除，適于在巖基上建造，常與永久形建筑物結(jié)合，不拆除，當有施工水位以下砼施工時，需另建臨時圍堰。,（六）草土圍堰,施工簡單，就地取材，速度快，造價低，體積小 適用于軟土地基，有一定抗沖和抗?jié)B能力，拆 除方便。 可在水深6m，流速1.53.0m/s下填筑 缺點：柴草易腐爛，只用于12年短期施工。 類似有竹籠圍堰，木籠圍堰,1戧臺；2土料；3草捆,三、圍堰設(shè)計,（一）圍堰布置 保證施工場地的干地施工條件。避免嚴重沖刷。 同時面積不能太大，以減少基坑排水量，盡可能利用地形條件減少工程量。 （二) 高程 分不過水圍堰和過水圍堰 過水圍堰枯水期不過水，洪水期圍堰過水時結(jié)構(gòu)不破壞為原則。 不過水圍堰一般以設(shè)計洪水的靜水位波浪高度作為設(shè)計擋水位，另加安全超高 過水圍堰不另加安全超高。,根據(jù) SDT33889水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范（試行） 將導(dǎo)流建筑物（包括擋水和泄水）分為、三級,導(dǎo)流建筑物洪水標準,不過水圍堰堰頂安全超高下限值,（三）圍堰型式 選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)擋水高度，地基條件，材料供應(yīng)，施工條件等進行技術(shù)、經(jīng)濟比較，并進行結(jié)構(gòu)受力和穩(wěn)定計算。（包括滲流壓力計算、抗滑、沉降） （四）防護設(shè)計 防沖刷（拋石、砌石護坡護底，坡腳流速5 m/s）滲流、倒濾層和穩(wěn)定。（44m連鎖塊） （五）拆除方法 機械挖、炸藥炸開一個缺口，利用水流。,第三節(jié) 基坑排水,基坑排水的基本任務(wù)： 初期排水： （1）在圍堰合龍或過水圍堰過水之后，必須在一定時間內(nèi)將殘留在基坑內(nèi)的積 水一次排出，即初期排水。 經(jīng)常性排水： （2）在基坑中的施工過程中，從圍堰及地基滲透入基坑的滲流、降雨和施工廢水等，必須不斷排出。 （3）為保持施工場地干燥，有的工程必須為降低地下水位進行長期的抽水工作。,一、初期排水,初期排水量計算： 基坑積水（積水的計算水位，根據(jù)截流程序不同而異。應(yīng)包括圍堰堰體水下部分及覆蓋地基的含水） 圍堰堰體滲水（砼圍堰可視為不透水） 地基滲水（滲水量與圍堰結(jié)構(gòu)型式、地基地質(zhì)條件、防滲措施及初期排水時間長短有關(guān)） 圍堰接頭漏水 降雨匯水（可采用初期排水時段當月多年平均降雨量，換算為日均降雨量）,水位下降不宜過快，防止?jié)B透壓力過大，造成邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生坍坡事故。 對土質(zhì)圍堰，開始排水時0.50.8m/d，接近排干時可允許達到1.01.5m/d。 排水時間，應(yīng)考慮工期、水位允許下降速度、各期抽水設(shè)備及相應(yīng)電負荷均勻性等因素，一般大型基坑57d，中型基坑35d。,基坑水位降落速度及排水時間,1、繪基坑（單位時間）滲流量與水位關(guān)系曲線a 2、根據(jù)基坑允許下降速度，考慮不同高程的基坑面積后，求出積水排出強度曲線b 3、a、b 迭加（沿水平軸方向迭加），便可求得初期排水過程中的抽水強度曲線c （需排出的水量滲流量原有積水量） 4、根據(jù)基坑允許下降速度，確定初期排水時間。 以不同基坑水位的抽水強度乘以相應(yīng)的區(qū)間排水時間之總和，便得到初期排水總量。 在初步設(shè)計中，經(jīng)常采用經(jīng)驗估算法，一般采用36倍的基坑積水計算。,排水量計算步驟,在實際施工中，制定措施計劃時，常用試抽法來確定設(shè)備容量。采用試抽法，可能出現(xiàn)以下三種情況： 1、水位下降很快，表明原選用設(shè)備容量大，應(yīng)關(guān)閉部分設(shè)備。 2、水位不下降，可能是基坑有較大漏水通道或抽水容量過小，應(yīng)查明漏水部位并及時堵漏，或加大抽水容量再試。 3、水位下降至某一深度后不再下降。此時表明排水量與滲水量相等，需增大抽水容量并檢查滲漏情況。,試抽法,排水方法,方法：固定（吸水高度6m）的水泵站抽水，結(jié)合排水系統(tǒng) 水泵站的抽水能力： q 抽水能力或排水強度（m3/s） V排水總體積。 T排水時間，限制在0.5m/d 1.0m/d以內(nèi)。,二、經(jīng)常性排水,1、排水量組成： 基坑滲水：包括圍堰堰體和地基滲水兩部 分，計算較復(fù)雜 降雨匯水： 一般時段：多年年平均降雨量換算為日平均降雨量。 暴雨時段：多年最大日降雨量。 施工棄水：砼養(yǎng)護用水，沖洗用水，冷卻用水(施工棄水量和降水量不重復(fù)計算),2、排水方式：,經(jīng)常性排水有明溝排水和人工降低地下水位法兩種。 明溝排水法（有水滲流則排出） 人工降低地下水位（盡量減少滲流） 管井法：（在基坑周圍布置抽水井） 井點法：（井管和水泵吸水管合二為一）,明溝排水,適用于地基為巖基或粒徑較粗，滲透系數(shù)較大的砂卵石覆蓋層，在國內(nèi)已建的水利水電工程中應(yīng)用最多。 組成：排水溝渠泵站集水井水泵抽出井外 分兩種情況： 基坑開挖期； （基坑開挖完成后）修建主體建筑物時期。,保持干溝深11.5m，支溝0.30.5m。集水井在建筑物輪廓線外側(cè)也可采用層層攔截，分級抽水。,基坑開挖期：,排水溝在建筑物輪廓線外側(cè)，距坑邊坡腳不小于0.30.5m，一般溝底寬0.3m,溝深1m，底坡2。 集水井底高程低于溝底12m，平面尺寸1.52m2 容積保證停泵1015min不漫溢，深度通常23m 井壁和溝壁防滲破壞。,修建主體建筑物時期：,(a)堅實土層中的排水溝 (b)板樁加固的排水溝,排水溝與集水井剖面圖,(c)框架支撐的集水井 (d)板樁加固的集水井,管井法（人工降低地下水位）,井點法（井管和吸水管合二為一）,由于措施不力或其他原因，造成地下水穿過薄弱土層