第七章施工導(dǎo)流與排水

/第七章施工導(dǎo)流和排水§1.施工導(dǎo)流：施工導(dǎo)流概述：施工導(dǎo)流概念：水工建筑物一般都在河床上施工，為避開河水對(duì)施工的不利影響，創(chuàng)建干地施工條件，，須要修建圍堰圍護(hù)基坑，并將原河道中各個(gè)時(shí)期的水流按預(yù)定方式加以限制，并將部分或者全部水流導(dǎo)向下游。這種工作就叫施工導(dǎo)流。施工導(dǎo)流的意義：施工導(dǎo)流是水利水電工程建設(shè)中必需妥當(dāng)解決的重要問(wèn)題。主要表現(xiàn)是：干脆關(guān)系到工程的施工進(jìn)度和完成期限；干脆影響工程施工方法的選擇；干脆影響施工場(chǎng)地的布置；干脆影響到工程的造價(jià)；和水工建筑物的型式和布置密切相關(guān)。因此，合理的導(dǎo)流方式，可以加快施工進(jìn)度，縮短工期，降低造價(jià)，考慮不周，不僅達(dá)不到目的，有可能造成很大危害。例如：選擇導(dǎo)流流量過(guò)小，汛期可能導(dǎo)致圍堰失事，輕則使建筑物、基坑、施工場(chǎng)地受淹，影響施工正常進(jìn)行，重則主體建筑物可能遭到破壞，威逼下游居民生命和財(cái)產(chǎn)平安；選擇流量過(guò)大，必定增加導(dǎo)流建筑物的費(fèi)用，提高工程造價(jià)，造成奢侈。影響施工導(dǎo)流的因素；影響因素比較多，如：水文、地質(zhì)、地形特點(diǎn)；所在河流施工期間的澆灌、貢稅、通航、過(guò)木等要求；水工建筑物的組成和布置；施工方法和施工布置；當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)條件等。施工導(dǎo)流的設(shè)計(jì)任務(wù)：綜合分析探討上述因素，在保證滿足施工要求和用水要求的前提下，正確選擇導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，合理確定導(dǎo)流方案，進(jìn)行臨時(shí)結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)，正確進(jìn)行建筑物的基坑排水。施工導(dǎo)流的基本方法：基本方法有兩種：全段圍堰導(dǎo)流法；分段圍堰導(dǎo)流法。施工導(dǎo)流的全段圍堰法：基本概念：首先利用圍堰攔斷河床，將河水逼向在河床以外臨時(shí)修建的泄水建筑物，并流往下游。因此，該法也叫河床外導(dǎo)流法。基本做法：全段圍堰法是在河床主體工程的上、下游確定距離的地方分別各建一道爛河圍堰，使河水經(jīng)河床以外的臨時(shí)或者永久性泄水道下泄，主體工程就可以在排干的基坑中施工，待主體工程建成或者接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。該法一般應(yīng)用在河床狹窄、流量較小的中小河道上。在大流量的河道上，只有地形、地質(zhì)條件受限，明顯接受分段圍堰法不利時(shí)才接受此法導(dǎo)流。主要優(yōu)點(diǎn)：施工現(xiàn)場(chǎng)的工作面比較大，主體工程在一次性圍堰的圍護(hù)下就可以建成。假如在樞紐工程中，能夠利用永久泄水建筑物結(jié)合施工導(dǎo)流時(shí)，接受此法往往比較經(jīng)濟(jì)。導(dǎo)流方法：導(dǎo)流方法一般依據(jù)導(dǎo)流泄水建筑物的類型區(qū)分：如明渠導(dǎo)流，隧洞導(dǎo)流，涵管導(dǎo)流，還有的用渡槽導(dǎo)流等。明渠導(dǎo)流：概念：河流攔斷后，河道的水流從河岸上的人工渠道下泄的導(dǎo)流方式叫明渠導(dǎo)流（見152頁(yè)圖7—1）。適宜條件：它多選在岸坡平緩、有較寬廣的灘地、或者岸坡上有溪溝可以利用的地方。當(dāng)渠道軸線上是軟土，特殊是當(dāng)河流彎曲，可以用渠道裁彎取直時(shí)，接受此法，比較經(jīng)濟(jì)，更為有利。在山區(qū)建壩，有時(shí)由于地質(zhì)條件不好，或者施工條件不足，開挖隧洞比較困難，往往也可以接受明渠導(dǎo)流。施工依次：一般在壩頭岸上挖渠，然后截?cái)嗪恿?，使河水由明渠下泄，待主體工程建成以后，攔斷導(dǎo)流明渠，使河水按預(yù)定的位置下泄。導(dǎo)流明渠布置要求：開挖簡(jiǎn)潔，挖方量?。河袟l件時(shí)，充分利用山埡、凹地舊河槽，使渠線最短，開挖量最小。水流通暢，泄水實(shí)力強(qiáng)：渠道進(jìn)出口水流和河道主流的夾角不大于30度為好，渠道的轉(zhuǎn)彎半徑要大于5倍渠道底部的寬度。泄水時(shí)應(yīng)當(dāng)平安：渠道的進(jìn)出口和上、下游圍堰要保持確定的距離，一般上游為30—50米，下游為50—100米。導(dǎo)流明渠的水邊到基坑內(nèi)的水邊最短距離，一般要大于2.5—3.0H，H為導(dǎo)流明渠水面和基坑水面的高差。運(yùn)用便利：一般將明渠布置在一岸，避開兩岸布置，否則，泄水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水流干擾，也影響基坑和岸上的交通運(yùn)輸。導(dǎo)流明渠斷面：一般為梯形斷面，只有在巖石完整，渠道不深時(shí)，才接受矩形斷面。渠道的斷面面積應(yīng)滿足防沖和保證通過(guò)設(shè)計(jì)施工流量的要求。渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e可以按下式計(jì)算：ω=Q/[V]式中：ω—渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，（平方米）；Q—設(shè)計(jì)施工流量（立方米/秒）；[V]—導(dǎo)流明渠允許平均流速（米/秒）?？刹殚営嘘P(guān)渠道設(shè)計(jì)手冊(cè)或者資料。隧洞導(dǎo)流：方案原則：在河谷狹窄的山區(qū)，巖石往往比較堅(jiān)實(shí)，多接受隧洞導(dǎo)流（見152頁(yè)圖7—2）由于隧洞開挖和襯砌費(fèi)用較大，施工困難，因此，要盡可能將導(dǎo)流隧洞和永久性隧洞結(jié)合考慮布置，當(dāng)結(jié)合確有困難時(shí)，才考慮設(shè)置專用導(dǎo)流隧洞，在導(dǎo)流完畢后，應(yīng)立刻堵塞。布置說(shuō)明：在水工建筑物中，對(duì)隧洞選線、工程布置、襯砌布置等都作了詳細(xì)介紹，只不過(guò)，導(dǎo)流隧洞是臨時(shí)性建筑物，運(yùn)用時(shí)間不長(zhǎng)，設(shè)計(jì)級(jí)別比較低，其考慮問(wèn)題的思路和方法是相同的，有關(guān)內(nèi)容學(xué)問(wèn)可以相互補(bǔ)充。線路選擇：因影響因素很多，重點(diǎn)考慮地質(zhì)和水力條件。地質(zhì)條件：一般要避開隧洞穿過(guò)斷層、裂開帶，無(wú)法避開時(shí)，要盡量使隧洞軸線和斷層和裂開帶的交角要大一些。為使隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，洞頂巖石厚度至少要大于洞徑的2—3倍。水力條件：為使水流順暢，隧洞最好直線布置，必需轉(zhuǎn)彎時(shí)，進(jìn)口處要設(shè)直線段，并且直線段的長(zhǎng)度應(yīng)大于10倍的洞徑或者洞寬，轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍的洞徑或者洞寬，轉(zhuǎn)角一般限制在60度，隧洞進(jìn)口軸線和河道主流的夾角一般在30度以內(nèi)。同時(shí)，進(jìn)出口和上下游圍堰之間要有適當(dāng)?shù)木嚯x，一般大于50米，以防止進(jìn)出口水流沖刷圍堰堰體。隧洞進(jìn)出口高程，從截流要求看，越低越好，但是，從洞身施工的出渣、排水、土石方開挖等方面考慮，則高一些為好。因此，對(duì)這些問(wèn)題，應(yīng)看詳細(xì)條件，綜合考慮解決。斷面選擇：隧洞的斷面常用形式有圓形、馬蹄形、城門洞形，從過(guò)水。受力、施工等方面各有特點(diǎn)，選擇時(shí)可參考水工課介紹的有關(guān)方法進(jìn)行。襯砌和糙率：由于導(dǎo)流洞的臨時(shí)性，故其襯砌的要求比一般永久性隧洞低，但是，考慮方法是相同的。當(dāng)巖石比較完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育的，一般不襯砌。當(dāng)巖石局部節(jié)理發(fā)育，但是，裂隙是閉和的，沒(méi)有充填物和嚴(yán)峻的相互切割現(xiàn)象，同時(shí)巖層走向和隧洞軸線的交角比較大時(shí)，也可以不襯砌，或者只進(jìn)行頂部襯砌。假如巖石裂開，地下水又比較豐富的要考慮全斷面襯砌。為了降低隧洞的糙率，開挖時(shí)最好接受光面爆破。涵管導(dǎo)流：在土石壩樞紐工程中，接受涵管進(jìn)行導(dǎo)流施工的比較多。涵管一般布置在枯水位以上的河岸的巖基上。多在枯水期先修建導(dǎo)流涵管，然后再修建上下游圍堰，河道的水經(jīng)過(guò)涵管下泄。（見153頁(yè)圖7—3）涵管過(guò)水實(shí)力低，一般只能擔(dān)負(fù)小流量的施工導(dǎo)流。假如能和永久性涵管結(jié)合布置，往往是比較好的方案。涵管和壩體或者防滲體的結(jié)合部位，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生集中滲漏，一般要設(shè)截流環(huán)，并限制好土料的填筑質(zhì)量。施工導(dǎo)流的分段圍堰法：基本概念：分段圍堰法施工導(dǎo)流，就是利用圍堰將河床分期分段圍護(hù)起來(lái)，讓河水從縮窄后的河床中下泄的導(dǎo)流方法。分期，就是從時(shí)間上將導(dǎo)流劃分成若干個(gè)時(shí)間段，分段，就是用圍堰將河床圍成若干個(gè)地段。一般分為兩期兩段。適宜條件：一般適用于河道比較寬敞，流量比較大，工程施工時(shí)間比較長(zhǎng)的工程，在通航的河道上，往往不允許出現(xiàn)河道斷流，這時(shí)，分段圍堰法就是唯一的施工導(dǎo)流方法。圍堰修筑依次：一般狀況下，總是先在第一期圍堰的愛惜下修建泄水建筑物，或者建立期限比較長(zhǎng)的困難建筑物，例如水電站廠房等，并預(yù)留低孔、缺口，以備宣泄其次期的導(dǎo)流流量。第一期圍堰一般先選在河床淺灘一岸進(jìn)行施工，此時(shí)，對(duì)原河床主流部分的泄流影響不大，第一期的工程量也小。其次期的部分縱向圍堰可以在第一期圍堰的愛惜下修建。拆除第一期圍堰后，修建其次期圍堰進(jìn)行截流，再進(jìn)行其次期工程施工，河水從第一期支配好了的地方下泄。圍堰布置應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題：河床縮窄度：河床縮窄程度通常用下式表示：K=（ω1/ω）×100%式中：ω1—第一期圍堰和基坑占據(jù)的過(guò)水面積m2；ω—原河床的過(guò)水面積m2；K——百分?jǐn)?shù)，一般受下列條件影響：導(dǎo)流過(guò)水要求：布置一期圍堰時(shí)，縮窄后的河床既要滿足一期導(dǎo)流過(guò)水的須要，也要保證二期圍堰截流后的過(guò)水要求。若一期圍的太小，基坑內(nèi)布置不下二期圍堰截流后的泄水建筑物，則二期過(guò)水的要求就得不到保證，反之，一期圍的太多，則剩下的河床就不能保證一期泄水的須要。河床不被嚴(yán)峻沖刷：河床被縮窄后，過(guò)水?dāng)嗝鏈p小，圍堰上游水位壅高縮窄處的河段流速加大，河床就可能被沖刷。因此要求：被縮窄的河床段的流速不得超過(guò)允許流速。地形影響：假如有合適的河心島嶼，可以作為自然的縱向圍堰，特殊作為一期縱向圍堰，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、加快進(jìn)度、保證施工平安都是有利的。航運(yùn)要求：河床縮窄，增大后的流速應(yīng)滿足航運(yùn)部門的要求，一般航運(yùn)的允許流速[V]分別是：一般民船：1.8—2.0m/s；木筏：2.0—3.0m/s；大客輪或者拖輪：不超過(guò)2.6m/s。詳細(xì)數(shù)據(jù)應(yīng)由航運(yùn)部門確定。被縮窄后的河床平均流速為：Vc=Qd/ε（ω-ω1）式中：Qd—第一期導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量；ε—側(cè)收縮系數(shù)，一側(cè)收縮取0.95；兩側(cè)取0.90；ω、ω1—同前。施工布局合理：圍的范圍，各個(gè)導(dǎo)流期內(nèi)的各項(xiàng)主體工程施工強(qiáng)度比較均衡，能夠適應(yīng)人力、財(cái)力、設(shè)備等的供應(yīng)狀況，各期施工的工作面大小能夠滿足施工要求?？v向圍堰長(zhǎng)度確定：在確定了河床縮窄度K值以后，還須要確定合理的縱向圍堰的長(zhǎng)度。一般計(jì)算式為：L縱=L基+2（L挖+L間）+L上+L下+L上1+L下1式中：L縱—圍堰縱向計(jì)算長(zhǎng)度；L基—基坑順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度，其值應(yīng)大于或者等于建筑物上下游開挖坡腳線間的最大距離；L挖—開挖邊坡的水平投影長(zhǎng)度；L間—圍堰內(nèi)坡腳到開挖外邊線的最大距離，一般取5—10米；L上—上游橫向圍堰內(nèi)外坡腳的最大距離；L下—下游橫向圍堰內(nèi)外坡腳的最大距離；L上1—上游橫向圍堰外坡腳到縱向上下端頭的防沖平安距離，一般取10—15米，重要工程由試驗(yàn)確定；L下1—上游橫向圍堰外坡腳到縱向上下端頭的防沖平安距離，一般取10—15米，重要工程由試驗(yàn)確定。防沖平面布置措施：在平面布置中，防沖措施一般有：圍堰轉(zhuǎn)角處布置成流線型；縱向圍堰上下游設(shè)導(dǎo)水堤；上游轉(zhuǎn)角處設(shè)透水堤，以便對(duì)進(jìn)口處河床的流速作適當(dāng)削減。當(dāng)沖刷嚴(yán)峻時(shí)，可以對(duì)圍堰實(shí)行防沖加固措施。圍堰工程：圍堰概述：主要作用：它是臨時(shí)擋水建筑物，用來(lái)圍護(hù)主體建筑物的基坑，保證在干地上順當(dāng)施工。基本要求：它完成導(dǎo)流任務(wù)后，若對(duì)永久性建筑物的運(yùn)行有阻礙，還須要拆除。因此圍堰除滿足水工建筑物穩(wěn)定、不透水、抗沖刷的要求外，工程量要小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，施工便利，有利于拆除等。假如能將圍堰作為永久性建筑物的一部分，對(duì)節(jié)約材料，降低造價(jià)，縮短工期無(wú)疑更為有利?；绢愋图皹?gòu)造：按相對(duì)位置不同，分縱向圍堰和橫向圍堰；按構(gòu)造材料分為土圍堰、土石圍堰、草土圍堰、混凝土圍堰、板樁圍堰，木籠圍堰等多種形式。下面介紹幾種常用類型。土圍堰：土圍堰和土壩布置內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法、基本要求、優(yōu)缺點(diǎn)大體相同，但因其臨時(shí)性，故在滿足導(dǎo)流要求的狀況下，力求簡(jiǎn)潔，施工便利。土石圍堰：（見155頁(yè)圖7—6）這是一種石料作支撐體，粘土作防滲體，中間設(shè)反濾層的土石混合結(jié)構(gòu)?？箾_實(shí)力比土圍堰大，但是拆除比土圍堰困難。草土圍堰：（見155頁(yè)圖7—7）這是一種草土混合結(jié)構(gòu)。該法是將麥秸、稻草、蘆葦、柳枝等柴草綁成捆，修圍堰時(shí)，鋪一層草捆，鋪一層土料，如此筑起圍堰。該法就地取材，施工簡(jiǎn)潔，速度快，造價(jià)低，拆除便利，具有確定的抗?jié)B、抗沖實(shí)力，容重小，特殊適宜軟土地基。但是不宜用于攔擋高水頭，一般限于水深不超過(guò)6米，流速不超過(guò)3—4米/秒，運(yùn)用期不超過(guò)2年的狀況。該法過(guò)去在澆灌工程中，現(xiàn)在在防汛工程中接受比較多。各種板樁圍堰（咯）混凝土圍堰（咯）五.導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選擇：導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的作用：導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)是選定的導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量是確定導(dǎo)流方案和對(duì)導(dǎo)流建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)太高，導(dǎo)流建筑物規(guī)模大，投資大，標(biāo)準(zhǔn)太低，可能危及建筑物平安。因此，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的確定必需依據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行。導(dǎo)流標(biāo)精確定方法：一般用頻率法，也就是，依據(jù)工程的等級(jí)，確定導(dǎo)流建筑物的級(jí)別，依據(jù)導(dǎo)流建筑物的級(jí)別，確定相應(yīng)的洪水重現(xiàn)期，作為計(jì)算導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量的標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流設(shè)計(jì)時(shí)的重現(xiàn)期可以在157頁(yè)表7—1的范圍內(nèi)分析接受。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用留意問(wèn)題：確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不能沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)而憑主觀臆斷；但是，由于影響導(dǎo)流設(shè)計(jì)的因素特殊困難，也不能將規(guī)定看成固定的，一成不變而套用到整個(gè)施工過(guò)程中去。因此在導(dǎo)流設(shè)計(jì)中，一方面要依據(jù)7—1表所列的數(shù)據(jù)，更重要的是，詳細(xì)分析工程所在河流的水文特性，工程的特點(diǎn)，導(dǎo)流建筑物的特點(diǎn)等，經(jīng)過(guò)不同方案的比較論證，才能確定出比較合理的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)。六.導(dǎo)流時(shí)段的選擇：導(dǎo)流時(shí)段的概念：它是依據(jù)施工導(dǎo)流的各個(gè)階段劃分的時(shí)段。時(shí)段劃分的類型：一般依據(jù)河流的水文特性劃分為：枯水期、中水期、洪水期。一般河流的年流量變更過(guò)程如圖7—11（教材157頁(yè)）。時(shí)段劃分的目的：因?yàn)閷?dǎo)流是為主體工程平安、便利、快速施工服務(wù)的，它服務(wù)的時(shí)間越短，標(biāo)準(zhǔn)可以定的越低，工程建設(shè)越經(jīng)濟(jì)。若盡可能的支配導(dǎo)流建筑物只在枯水期工作，圍堰可以避開攔擋汛期洪水，就可以做的比較矮，投資就少；但是，片面追求導(dǎo)流建筑物的經(jīng)濟(jì)，可能影響主體工程施工，因此，要對(duì)導(dǎo)流時(shí)段進(jìn)行合理劃分。時(shí)段劃分的意義：導(dǎo)流時(shí)段劃分，實(shí)質(zhì)上就是解決主體工程在全部建成的整個(gè)施工過(guò)程中，枯水期、中水期、洪水期的水流限制問(wèn)題。也就是確定工程施工依次、施工期間不同時(shí)段宣泄不同導(dǎo)流流量的方式，以及和之相適應(yīng)的導(dǎo)流建筑物的高程和尺寸，因此，導(dǎo)流時(shí)段的確定，和主體建筑物的型式、導(dǎo)流的方式、施工的進(jìn)度有關(guān)。土石壩的導(dǎo)流時(shí)段：土石壩施工過(guò)程不允許過(guò)水，若不能在一個(gè)枯水期建成攔洪，導(dǎo)流時(shí)段就要以全年為標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量就應(yīng)以全年最大洪水的確定頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)。若能讓土石壩在汛期到來(lái)之前填筑到臨時(shí)攔洪高程，就可以縮短圍堰運(yùn)用期限，在降低圍堰的高度，削減圍堰工程量的同時(shí)，又可以達(dá)到平安渡汛，經(jīng)濟(jì)合理、快速施工的目的。這重狀況下，導(dǎo)流時(shí)段的標(biāo)準(zhǔn)可以不包括汛期的施工時(shí)段，那么，導(dǎo)流的設(shè)計(jì)流量即為該時(shí)段按某導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)頻率計(jì)算的最大流量。砼和漿砌石壩的導(dǎo)流時(shí)段：這類壩體允許過(guò)水，因此，在洪峰到來(lái)時(shí)，讓未建成的主體工程過(guò)水，部分或者全部停止施工，帶洪水過(guò)后在接著施工。這樣，雖然削減了一年中的施工時(shí)間，但是，由于可以接受較小的導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，因而節(jié)約了導(dǎo)流費(fèi)用，削減了導(dǎo)流建筑物的工期，可能還是經(jīng)濟(jì)的。導(dǎo)流時(shí)段確定留意問(wèn)題：允許基坑沉沒(méi)時(shí)，導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量確定是一個(gè)必需細(xì)致對(duì)待的問(wèn)題。因?yàn)椋煌膶?dǎo)流設(shè)計(jì)流量，就有不同的年沉沒(méi)次數(shù)，就有不同的年有效施工時(shí)間。每沉沒(méi)一次，就要做一次圍堰檢修、基坑排水處理、機(jī)械設(shè)備撤退和復(fù)工返回等工作。這些都要花費(fèi)確定的時(shí)間和費(fèi)用。當(dāng)選擇的標(biāo)準(zhǔn)比較高時(shí)，圍堰做的高，工程量大，但是，沉沒(méi)次數(shù)少，年有效施工時(shí)間長(zhǎng)，沉沒(méi)損失費(fèi)用少；反之，當(dāng)選擇的標(biāo)準(zhǔn)比較低時(shí)，圍堰可以做的低，工程量小，但是，沉沒(méi)的次數(shù)多，年有效施工時(shí)間短，沉沒(méi)損失費(fèi)用多。由此可見，正確選擇圍堰的設(shè)計(jì)施工流量，有一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較問(wèn)題，還有一個(gè)國(guó)家規(guī)定的完建期限，更是一個(gè)必需考慮的重要因素。七.導(dǎo)流建筑物的水力計(jì)算：（見《水力學(xué)》咯）§2.截流截流概述：截流的感念：在施工導(dǎo)流過(guò)程中，在導(dǎo)流建筑物建成以后，，利用有利時(shí)機(jī)，快速截?cái)嘣瓉?lái)河床水流，并迫使河水改道而經(jīng)過(guò)預(yù)定的泄水建筑物下泄的工作，就叫河道截流。截流后，可以在河床中全面綻開主體工程的施工。截流的重要性：截流若不能按時(shí)完成，整個(gè)圍堰內(nèi)的主體工程都不能按時(shí)開工。若一旦截流失敗，造成的影響更大。所以，截流在施工導(dǎo)流中占有特殊重要的地位。施工中，一般把截流作為施工過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題和施工進(jìn)度中的限制項(xiàng)目。截流的基本要求：為了保證截流成功，事先必需做好周密的設(shè)計(jì)，重要過(guò)程一般都要做截流模型試驗(yàn)。在截流起先之前，要做好器材、設(shè)備、和組織上的充分準(zhǔn)備，以便截流時(shí)，能夠集中全力，一氣哈成。截流的相關(guān)概念和過(guò)程：進(jìn)占：截流一般是先從河床的一側(cè)或者兩側(cè)向河中填筑截流戧堤這種向水中筑堤的各工作叫進(jìn)占；龍口：戧堤填筑到確定程度，河床漸漸被縮窄，接近最終時(shí)，便形成一個(gè)流速較大的臨時(shí)的過(guò)水缺口，這個(gè)缺口叫做龍口：合龍（截流）：封堵龍口的工作叫做合龍，也稱截流；裹頭：在合龍起先之前，為了防止龍口處的河床或者戧堤兩端被高速水流沖垮，要在龍口處和戧堤端頭增設(shè)防沖設(shè)施予以加固，這項(xiàng)工作稱為裹頭；閉氣：合龍以后，戧堤本身是漏水的，因此，要在迎水面設(shè)置防滲設(shè)施，在戧堤全線設(shè)置防滲設(shè)施的工作就叫閉氣。截流過(guò)程：從上述相關(guān)概念可以看出：整個(gè)截流過(guò)程就是搶筑戧堤，先后過(guò)程包括戧堤的進(jìn)占、裹頭、合龍、閉氣四個(gè)步驟。二.截流日期和截流流量：截流一般在枯水期進(jìn)行。河中的流量越小，截流越簡(jiǎn)潔取得成功。在確定詳細(xì)截流日期時(shí)，應(yīng)考慮以下條件：1.截流前后應(yīng)做的工作：截流前泄水建筑物須建成以供導(dǎo)流運(yùn)用；截流后還要接著修建圍堰、開挖基坑、基坑排水、修建主體過(guò)程等；并須在汛期到來(lái)之前把圍堰或者永久性建筑物修建到攔洪高程。目的是給以后工作創(chuàng)建條件。應(yīng)考慮使截流日期盡量提前。2.河流綜合利用：截流時(shí)要考慮河流的綜合利用，如對(duì)通航、過(guò)筏、供水等的影響最小，一般在通航的河道上，最好選在停航的期間截流。3.寒冷地區(qū)的截流：一般不在冰凍期截流，因?yàn)楸韬?jiǎn)潔堵塞河床或者泄水道，壅高上游水位，給截流造成很大困難。4.截流日期確定：一般選在枯水期初，流量已有明顯下降時(shí)進(jìn)行截流，但并不愿定是流量最小的時(shí)刻。在實(shí)際工作中，還應(yīng)依據(jù)水文短期預(yù)報(bào)和施工的進(jìn)展?fàn)顩r，最終確定截流日期。截流流量的確定；截流日期確定之后，設(shè)計(jì)流量即可據(jù)以確定。當(dāng)截流日期選在枯水期初，水勢(shì)下跌時(shí)，導(dǎo)流流量可以定的小一些，水勢(shì)上漲時(shí)導(dǎo)流流量可以定的大一些。在初步設(shè)計(jì)中，一般接受截流月份的55或10%頻率的月或旬平均流量，也可以用日平均流量。此外，還必需依據(jù)當(dāng)時(shí)狀況和水文氣象預(yù)報(bào)加以修正，按修正后的流量進(jìn)行各項(xiàng)截流的準(zhǔn)備工作。三.截流材料：截流時(shí)用什么樣的材料，取決于截流時(shí)可能發(fā)生的流速大小，工地上起重和運(yùn)輸實(shí)力的大小。過(guò)去，在施工截流中，在堤壩潰決搶堵時(shí)，常用梢料、麻袋、草包、拋石、石籠、竹籠等，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在大江大河的截流中，拋石是基本的材料合法法，此外，當(dāng)截流水力條件比較差時(shí)，接受混凝土預(yù)制的六面體、四面體、四腳體，預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)架等（見162頁(yè)圖7—18）。在截流中，合理選擇截流材料的尺寸、重量，對(duì)于截流的成敗和截流費(fèi)用的大小，都將產(chǎn)生很大的影響。材料的尺寸和重量主要取決于截流合龍時(shí)的流速。各種不同材料的適用流速，也就是抗沖流速的閱歷數(shù)據(jù)可以參考教材163頁(yè)表7—2。四.截流方法：截流的基本方法分立堵和平堵兩種。平堵法：（見161頁(yè)圖7—16）這種方法是在龍口上架設(shè)浮橋或者棧橋，可以用自卸汽車在橋上沿著龍口的全線拋投截流材料，使拋投體從河底起先逐層上升，直到露出水面。該法，龍口處的單寬流量比較小，流速分布比較勻整，截流材料的單個(gè)重量也比較小，截流時(shí)，工作線長(zhǎng)，拋投強(qiáng)度大，施工進(jìn)度比較快。但是，該法由于須要搭設(shè)橋梁，因此造價(jià)比較高，一般在軟基河床上接受。立堵法：（見162頁(yè)圖7—17）這種方法是從龍口的一端向?qū)Π叮蛘邚凝埧诘膬啥讼蛑虚g逐步拋投進(jìn)占，直到將龍口水流截?cái)啵忾]龍口。立堵法的優(yōu)點(diǎn)是，不須要架設(shè)橋梁，準(zhǔn)備工作比較簡(jiǎn)潔，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是，龍口處，單寬流量大，流速大，流速分布不均，在龍口封堵的最終階段，須要用單個(gè)重量比較大的截流材料。由于工作前沿狹窄，拋投強(qiáng)度受限制，施工進(jìn)度比較慢。立堵法截流在我國(guó)始終作為一種主要的截流方法，一般適用于大流量的狀況。§3.基坑排水：基坑排水概述：排水目的：在圍堰合龍閉氣以后，解除基坑內(nèi)的存水和不斷流入基坑的各種滲水，以便使基坑保持干燥狀態(tài)，為基坑開挖、地基處理、主體工程正常施工創(chuàng)建有利條件。排水分類及水的來(lái)源：按排水的時(shí)間和性質(zhì)不同，一般分兩種排水：初期排水：圍堰合龍閉氣后接著進(jìn)行的排水，水的來(lái)源是：修建圍堰時(shí)基坑內(nèi)的積水、滲水、雨天的降水。經(jīng)常排水：在基坑開挖和主體工程施工過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行的排水工作，水的來(lái)源是：基坑內(nèi)的滲水、雨天的降水，主體工程施工的廢水等。排水的基本方法：基坑排水的方法有兩種：明式排水法（明溝排水法）、暗式排水法（人工降低地下水位法）。二.初期排水：排水實(shí)力估算：選擇排水設(shè)備，主要依據(jù)須要排水的實(shí)力，而排水實(shí)力的大小又要考慮排水時(shí)間支配的長(zhǎng)短和施工條件等因素。通常按下式估算：Q=KV/T式中：Q—排水設(shè)備的排水實(shí)力，秒立方米；K—積水體積系數(shù)，大中型工程用4—10，小型工程用2—3；V—基坑內(nèi)的積水體積，立方米；T—初期排水時(shí)間，秒。排水時(shí)間選擇：排水時(shí)間的選擇受水面下降速度的限制，而水面下降允許速度要考慮圍堰的型式、基坑土壤的特性，基坑內(nèi)的水深等狀況，水面下降慢，影響基坑開挖的開工時(shí)間；水面下降快，圍堰或者基坑的邊坡中的水壓力變更大，簡(jiǎn)潔引起塌坡。因此水面下降速度一般限制在每晝夜0.5—1.0米的范圍內(nèi)。當(dāng)基坑內(nèi)的水深已知，水面下降速度選擇好的狀況下，初期排水所須要的時(shí)間也就確定了。排水設(shè)備和排水方式：依據(jù)初期排水要求的實(shí)力，可以確定所須要的排水設(shè)備的容量。排水設(shè)備一般用一般的離心水泵或者潛水泵。為了便于組合，便利運(yùn)轉(zhuǎn)，一般選擇容量不同的水泵。排水泵站一般分固定式和浮動(dòng)式兩種，浮動(dòng)式泵站可以隨著水位的變更而變更高程，比較靈敏，若接受固定式，當(dāng)基坑內(nèi)的水深比較大的時(shí)候，可以實(shí)行，將水泵逐級(jí)下放到基坑內(nèi)，不同高程的各個(gè)平臺(tái)上，進(jìn)行抽水。三.經(jīng)常性排水：主體工程在圍堰內(nèi)正常施工的狀況下，圍堰內(nèi)外水位差很大，外面的水會(huì)向基坑內(nèi)滲透，雨天的雨水，施工用的廢水，都須要?jiǎng)偤媒獬?，否則會(huì)影響主體工程的正常施工。因此經(jīng)常性排水是不行缺少的工作內(nèi)容。經(jīng)常性排水一般實(shí)行明式排水或者暗式排水法（人工降低地下水位的方法）。明式排水法：明式排水的概念：指在基坑開挖和建筑物施工過(guò)程中，在基坑內(nèi)布設(shè)排水明溝、設(shè)置集水井，抽水泵站，而形成的一套排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的布置：這種排水系統(tǒng)有兩種狀況：基坑開挖排水系統(tǒng)：該系統(tǒng)的布置原則是：不能阻礙開挖和運(yùn)輸，一般布置方法是：（見164頁(yè)圖7—20）為了兩側(cè)出土便利，在基坑的中線部位布置排水干溝，而且要隨著基坑開挖進(jìn)度，漸漸加深排水溝，干溝深度一般保持1—1.5米，支溝0.3—0.5米，集水井的底部要低于干溝的溝底。建筑物施工排水系統(tǒng)：排水系統(tǒng)一般布置在基坑的四周，（見164頁(yè)圖7—21）排水溝布置在建筑物輪廓線的外側(cè)，為了不影響基坑邊坡穩(wěn)定，排水溝離開基坑邊坡坡腳0.3—0.5米。排水溝布置：內(nèi)容包括斷面尺寸的大小，水溝邊坡的陡緩、水溝底坡的大小等，主要依據(jù)排水量的大小來(lái)確定。集水井布置：一般布置在建筑物輪廓線以外比較低的地方，集水井、干溝和建筑物之間也應(yīng)保持適當(dāng)距離，原則是，不能影響建筑物施工和施工過(guò)程中材料的堆放、運(yùn)輸?shù)取B透流量估算：估算目的：為選擇排水設(shè)備的實(shí)力供應(yīng)依據(jù)。估算內(nèi)容包括圍堰的滲透流量、基坑的滲透流量。圍堰滲透流量：一般按有限透水地基上土壩的滲透計(jì)算方法進(jìn)行。公式為：計(jì)算圖示如165頁(yè)圖7—22。式中：Q—每米長(zhǎng)圍堰滲入基坑的滲透流量，m3/（d.m）；K—圍堰和透水層的平均滲透系數(shù)，m/d；H—上游水深，m；T—透水層厚度，m；y—排水溝水面到溝頂?shù)木嚯x，m；L—等于L0-0.5Mh+l，m；l—下游坡腳到排水溝邊沿的距離，m?；訚B透流量：按無(wú)壓完整井公式計(jì)算，如165頁(yè)圖7—23，式中：Q—基坑的滲透流量，m3/d；H—含水層厚度，m；h—基坑內(nèi)的水深，m；R—地下水位下降曲線的影響半徑，m；r—化引半徑m；把非圓形基坑化成假想的相當(dāng)圓井的對(duì)形態(tài)不規(guī)則的基坑：對(duì)于矩形基坑：式中：F—基坑平面面積，m2各井中心連線圍成的面積；π—常數(shù)；L—基坑長(zhǎng)度，m；B—基坑寬度，m；η—基坑形態(tài)系數(shù)，依據(jù)B/L的比值按表7—3選擇。（4）說(shuō)明：地下水位下降曲線的影響半徑R和地基滲透系數(shù)K等資料，最好由測(cè)試獲得，估算時(shí)一般按閱歷取值。對(duì)地下水位下降曲線的影響半徑R：細(xì)砂R=100—200m；中砂R=250—500m；粗紗R=700—1000m。對(duì)于滲透流量：當(dāng)基坑在透