第一講施工導(dǎo)流方式與泄水建筑物課件

1、第一章 施工水流控制Chapter1 Construction Diversion 在河流上修建水工建筑物，施工期間往往與通航、筏運、漁業(yè)、灌溉或水電站運行等水資源綜合利用的要求發(fā)生矛盾。 在河流上修建水利水電工程時，為了使水工建筑物能在干地上進(jìn)行施工，需要用圍堰圍護(hù)基坑，并將河水引向預(yù)定的泄水通道往下游宣泄，這就是施工導(dǎo)流。第一章 施工水流控制2010.092施工導(dǎo)流廣義上可以概括為：“導(dǎo)、截、攔、蓄、泄”1. 導(dǎo) 如何將水流導(dǎo)向下游？2. 截 如何將原河床的水流攔斷，使其按照我們的意圖下泄？3. 攔 如何在洪水來臨時，攔住洪水，保證整個水利樞紐的安全渡汛?4. 蓄 如何在工程建設(shè)的中后期及

2、時蓄水，保證工程的效益按時發(fā)揮？5. 泄 如何保證水流順暢流向下游？第一章 施工水流控制2010.093總裝機(jī)容量1820萬千瓦長江三峽大壩三峽大壩高185米，長2,309米。2010.094溪洛渡水電樞紐效果圖最大壩高278米總裝機(jī)容量1260萬千瓦 2010.095施工導(dǎo)流設(shè)計的主要任務(wù)：選定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，劃分導(dǎo)流時段，確定導(dǎo)流設(shè)計流量；選擇導(dǎo)流方案及導(dǎo)流建筑物的型式；確定導(dǎo)流建筑物的布置、構(gòu)造及尺寸；擬定導(dǎo)流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法以及截斷河床水流、攔洪渡汛和基坑排水等措施。2010.096 章節(jié)說明第一章 施工水流控制 第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式與泄水建筑物一、分段圍堰法導(dǎo)流二、

3、全段圍堰法導(dǎo)流三、輔助導(dǎo)流的主要方式2010.097第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）二、全段圍堰法導(dǎo)流（一次攔斷河床） 1、基本概念 2、適用條件 工程實例 3、導(dǎo)流泄水方式與布置1、基本概念2、適用條件3、縱向圍堰位置的確定工程實例4、導(dǎo)流泄水方式與布置2010.0981. 概念亦稱分期圍堰法：圍堰將水工建筑物分段分期維護(hù)、施工的方法分段、分期：二段二期第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）2010.0992022/7/19分段圍堰法導(dǎo)流（二段二期）(a)平面圖；(b)下游立視圖；(c)導(dǎo)流底孔縱斷面圖1一期上游橫向圍堰；2一期下游橫向圍堰；3一、二

4、期縱向圍堰； 4預(yù)留缺口；5導(dǎo)流底孔；6二期上下游圍堰軸線；7護(hù)坦； 8封堵閘門槽；9工作閘門槽；10事故閘門槽； 11已澆筑的混凝土壩體；12未澆筑的混凝土壩體102022/7/192. 適用條件： 河床較寬、有通航要求、流量很大、工期較長、冰凌嚴(yán)重一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式112022/7/193 .縱向圍堰位置的確定（1）河床束窄度 K 面積束窄度 A2 圍堰和基坑所占的過水面積，m2 A1 原河床的過水面積，m2 K 值取用范圍：40% -70% 之間第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）123 .縱向圍堰位置的確定（2）縱向圍堰位置的影

5、響因素 利用有利地形條件 與永久建筑物相結(jié)合 束窄河床允許流速 各段主體工程的工程量、施工強(qiáng)度要比較均衡 便于布置后期導(dǎo)流泄水建筑物，不致使后期圍堰過高或截流落差過大 2022/7/19第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）132022/7/19束窄河床的平均流速第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式 vc -束窄河床的平均流速，m /s Q -為導(dǎo)流設(shè)計流量，m3/s -為側(cè)收縮系數(shù)；單側(cè)收縮時采用0.95,兩側(cè)收縮時采用0.90142022/7/19束窄段前的水位壅高 由于圍堰將河床束窄，破壞了河流原來的水流狀態(tài)，在束窄段前產(chǎn)生水位壅高，其壅高值可由下式估算：第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方

6、式15分段圍堰束窄段水力計算圖 2010.09163 .縱向圍堰位置的確定（2）縱向圍堰位置的影響因素 利用有利地形條件 與永久建筑物相結(jié)合 束窄河床允許流速 各段主體工程的工程量、施工強(qiáng)度要比較均衡 便于布置后期導(dǎo)流泄水建筑物，不致使后期圍堰過高或截流落差過大 2010.09第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式一、分段圍堰法導(dǎo)流（分期導(dǎo)流）2010.09172022/7/19工程實例三峽水利樞紐施工導(dǎo)流182022/7/19工程實例-三峽水利樞紐施工導(dǎo)流三峽一期導(dǎo)流192022/7/19工程實例-三峽水利樞紐施工導(dǎo)流三峽二期導(dǎo)流202022/7/19工程實例-三峽水利樞紐施工導(dǎo)流三峽三期導(dǎo)流214、導(dǎo)

7、流泄水方式與布置明槽(渠)導(dǎo)流：前期導(dǎo)流泄流能力強(qiáng)施工期通航開挖量大，保護(hù)范圍廣存在沖刷、淤積問題一般存在封堵后快速施工的要求 底孔導(dǎo)流：中后期導(dǎo)流壩體缺口導(dǎo)流2010.0922明渠導(dǎo)流 在第一期圍堰的圍護(hù)下先修建導(dǎo)流明槽，河水由縮窄的河床宣泄，導(dǎo)流明槽河床側(cè)的邊墻常用作第二期的縱向圍堰；第二期施工時，河水由導(dǎo)流明槽下泄。 1. 明槽的糙率； 2. 明槽的出口消能； 3. 導(dǎo)流明槽應(yīng)盡可能與永久建筑物相結(jié)合。 2010.0923龔嘴水電站明渠導(dǎo)流2010.0924天生橋二級水電站導(dǎo)流2010.09254、導(dǎo)流泄水方式與布置明槽(渠)導(dǎo)流布置原則水力學(xué)條件良好，盡量與永久建筑物相結(jié)合充分利用淺灘

8、、臺地、埡口、溪溝、舊河道等，縮短軸線，節(jié)省投資盡量避免滑坡、崩塌體及高邊坡滿足截流施工的要求滿足主體工程導(dǎo)流要求渠道平面布置宜順直，水流順暢減少施工干擾，便于基坑施工和出渣及交通運輸滿足冬季排冰便于后期封堵及改建施工2010.09264、導(dǎo)流泄水方式與布置明槽(渠)導(dǎo)流進(jìn)、出口布置有利于水流銜接，進(jìn)出口方向與河道主流方向的夾角宜小于300進(jìn)出口的位置取決于基坑大小、施工要求，并距上下游圍堰堰腳有適當(dāng)?shù)陌踩嚯x，土石圍堰無保護(hù)取3050m，有保護(hù)的土石圍堰和混凝土圍堰取1020m盡量避免滑坡、崩塌體及高邊坡進(jìn)口高程按截流設(shè)計選擇，出口高程一般由下游消能控制，在滿足要求的情況下，盡可能抬高進(jìn)出口

9、高程2010.0927底孔導(dǎo)流 用于導(dǎo)流的底孔可以是臨時的底孔也可以是永久的底孔。將壩體的永久底孔用作導(dǎo)流底孔是最理想的，如果是臨時底孔，則在工程接近完工或需要蓄水時加以封堵。 一般底孔的底坎高程應(yīng)布置在枯水位之下，以保證枯水期泄水。 底孔導(dǎo)流的優(yōu)點是擋水建筑物上部的施工不受水流的干擾，有利于連續(xù)施工。2010.09284、導(dǎo)流泄水方式與布置底孔導(dǎo)流布置原則盡量與永久建筑物的底孔相結(jié)合在單設(shè)導(dǎo)流底孔的布置中，底孔宜布置在近河道主流位置當(dāng)?shù)卓着c導(dǎo)流明渠結(jié)合時，宜將底孔壩段布置在明渠中混凝土支墩壩宜將底孔布置在支墩的空腔內(nèi)高程布置應(yīng)滿足施工期導(dǎo)流要求一般接近河床高程從泄流、截流、通航看，低一些從放

10、淤、封孔看，高一些2010.09294、導(dǎo)流泄水方式與布置底孔導(dǎo)流位置選擇基礎(chǔ)條件好，進(jìn)出水流順暢一般布置在泄洪壩段內(nèi)當(dāng)布置非溢流壩段時，考慮出口防沖要求斷面型式圓形橢圓形矩形：高寬比1.02.5（3.5）拱門形2010.09302022/7/19第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式二、全段圍堰法導(dǎo)流1. 概念 全段圍堰法導(dǎo)流，就是在河床主體工程的上下游各建一道攔河圍堰，使水流經(jīng)河床以外的臨時或永久泄水道下泄。主體工程建成或接近建成時，再將臨時泄水道封堵！312022/7/19第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方式二、全段圍堰法導(dǎo)流2. 適用條件：一般適用于河床狹窄，基坑工作面不大，水深流急、覆蓋層較厚難于修建縱向

11、圍堰，難于實現(xiàn)分期導(dǎo)流的工程。322022/7/19溪洛渡導(dǎo)流平面布置圖工程實例332022/7/19342010.09352010.092010.09363. 導(dǎo)流泄水方式與布置：隧洞導(dǎo)流 適合于河谷狹窄、地質(zhì)條件允許的壩址導(dǎo)流明渠涵管導(dǎo)流 導(dǎo)流流量較小或只擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流任務(wù)，適用于土壩、堆石壩，埋入壩下明渠隧洞組合導(dǎo)流過水圍堰配合導(dǎo)流 2010.0937導(dǎo)流泄水方式與布置隧洞導(dǎo)流特征臨時建筑物，運行期較短，一般25年，結(jié)構(gòu)耐久性要求較低運行條件特殊，一般均存在明、滿流交替出現(xiàn)的運行工況施工工期緊張布置條件一般較差，一般先考慮永久建筑物布置2010.0938龍羊峽隧洞導(dǎo)流2010.0939

12、毛家村水庫導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流2010.0940導(dǎo)流泄水方式與布置隧洞導(dǎo)流布置原則應(yīng)與樞紐總布置相協(xié)調(diào)，盡量與永久建筑物相結(jié)合地質(zhì)及水力學(xué)條件良好，滿足工程施工及運行安全，工程量較少滿足施工導(dǎo)、截流要求，與主體工程結(jié)合的部分應(yīng)滿足永久運用要求滿足施工期通航及冬季排冰等的要求充分利用地形條件，盡量使洞線順直出口段洞軸線與河道主流方向的夾角不宜大于300，進(jìn)口段適當(dāng)放寬進(jìn)口高程通常取枯水位以下13m2010.0941導(dǎo)流泄水方式與布置隧洞導(dǎo)流洞線選擇地質(zhì)條件是洞線選擇的核心，是成功的關(guān)鍵盡量使洞線平直，使進(jìn)出流順暢一般控制彎道轉(zhuǎn)角小于600，曲率半徑大于5倍洞徑或洞寬2010.0942導(dǎo)流泄水方式與布置涵管導(dǎo)流布置應(yīng)有良好的地基，一般應(yīng)坐落在巖基上應(yīng)盡量采用明流泄水，減少振動，防止空蝕一般應(yīng)呈直線布置，當(dāng)水頭大于20m，不允許設(shè)置彎道土石壩中，當(dāng)圍堰與壩體相結(jié)合時，往往是上游圍堰越高越經(jīng)濟(jì)慎重研究進(jìn)口型式和洞內(nèi)流態(tài)，消除負(fù)壓和空蝕為了防止洞身滲漏，一般設(shè)置截流環(huán)201