第1章施工導(dǎo)流

1、 主講教師：章恒全主講教師：章恒全電話：電話： 83786943E-mail: 第一章第一章 施工導(dǎo)流施工導(dǎo)流 施工導(dǎo)流施工導(dǎo)流：河流上修建水利水電工程時，：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行施工，需為了使水工建筑物能在干地上進行施工，需要用圍堰圍護基坑，并將河水引向預(yù)定的泄要用圍堰圍護基坑，并將河水引向預(yù)定的泄水通道往下游宣泄水通道往下游宣泄。 施工導(dǎo)流設(shè)計的主要任務(wù)：施工導(dǎo)流設(shè)計的主要任務(wù)： 分析研究水文、地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)、樞紐分析研究水文、地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)、樞紐布置及施工條件等基本資料，在保證上述要求的前布置及施工條件等基本資料，在保證上述要求的前提下，選定

2、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，劃分導(dǎo)流時段，確定導(dǎo)流設(shè)提下，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；計流量； 選擇導(dǎo)流方案及導(dǎo)流建筑物的型式；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；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。法以及截斷河床水流、攔洪渡汛和基坑排水等措施。第一節(jié)第一節(jié) 施工導(dǎo)流的基本方法施工導(dǎo)流的基本方法 施工導(dǎo)流的基本方法：施工導(dǎo)流的基本方法： 分段圍堰法導(dǎo)流分段圍堰法導(dǎo)流：水流通過被束窄的河：水流通過被束窄的河床、壩體底孔、缺口或明槽等往下宣泄

3、。床、壩體底孔、缺口或明槽等往下宣泄。 全段圍堰法導(dǎo)流全段圍堰法導(dǎo)流：水流通過河床外的臨：水流通過河床外的臨時或永久的隧洞、明渠或河床內(nèi)的涵管等往時或永久的隧洞、明渠或河床內(nèi)的涵管等往下宣泄。下宣泄。 一、分段圍堰法導(dǎo)流一、分段圍堰法導(dǎo)流 分段圍堰法亦稱分期圍堰法：用圍分段圍堰法亦稱分期圍堰法：用圍堰將水工建筑物分段分期圍護起來進行堰將水工建筑物分段分期圍護起來進行施工的方法。施工的方法。 分段分段：在空間上用圍堰將建筑物分成：在空間上用圍堰將建筑物分成若干施工段進行施工。若干施工段進行施工。 分期分期：就是在時間上將導(dǎo)流分為若干：就是在時間上將導(dǎo)流分為若干時期。時期。圖圖1-1 導(dǎo)流分期與圍

4、堰分段示意圖導(dǎo)流分期與圍堰分段示意圖 (a)兩段兩期兩段兩期 (b)三段兩期三段兩期 三段三期三段三期 (d)三段三期三段三期 段數(shù)分得愈多，圍堰工程量愈大，施工也愈復(fù)雜；段數(shù)分得愈多，圍堰工程量愈大，施工也愈復(fù)雜；同樣，期數(shù)分得愈多，工期有可能拖得愈長。只有在同樣，期數(shù)分得愈多，工期有可能拖得愈長。只有在比較寬闊的通航河道上施工，不允許斷航或其它特殊比較寬闊的通航河道上施工，不允許斷航或其它特殊情況下，才采用多段多期導(dǎo)流方法。情況下，才采用多段多期導(dǎo)流方法。 分段圍堰法導(dǎo)流適用于河床寬、流量大、施工分段圍堰法導(dǎo)流適用于河床寬、流量大、施工期較長的工程，尤其是通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流。期較長的

5、工程，尤其是通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流。導(dǎo)流費用較低，大、中型水利水電工程采用較廣導(dǎo)流費用較低，大、中型水利水電工程采用較廣。 分段圍堰法導(dǎo)流，前期都利用束窄的原河道導(dǎo)分段圍堰法導(dǎo)流，前期都利用束窄的原河道導(dǎo)流，后期通過事先修建的泄水道導(dǎo)流，常見的有以流，后期通過事先修建的泄水道導(dǎo)流，常見的有以下下3 3種種 ： 底孔導(dǎo)流底孔導(dǎo)流 壩體缺口導(dǎo)流壩體缺口導(dǎo)流 明槽導(dǎo)流明槽導(dǎo)流1底孔導(dǎo)流底孔導(dǎo)流 底孔導(dǎo)流：底孔導(dǎo)流：事先在混凝土壩體內(nèi)修好臨時底孔或事先在混凝土壩體內(nèi)修好臨時底孔或永久底孔，導(dǎo)流時讓全部或部分導(dǎo)流流量通過底孔永久底孔，導(dǎo)流時讓全部或部分導(dǎo)流流量通過底孔宣泄到下游，保證工程繼續(xù)施工。宣泄

6、到下游，保證工程繼續(xù)施工。 優(yōu)點：優(yōu)點：擋水建筑物上部的施工可以不受水流干擾，擋水建筑物上部的施工可以不受水流干擾，有利于均衡連續(xù)施工，這對修建高壩特別有利。若壩有利于均衡連續(xù)施工，這對修建高壩特別有利。若壩體內(nèi)設(shè)有永久底孔可用來導(dǎo)流時，更為理想。體內(nèi)設(shè)有永久底孔可用來導(dǎo)流時，更為理想。 缺點：缺點：由于壩體內(nèi)設(shè)置了臨時底孔，使鋼材用量由于壩體內(nèi)設(shè)置了臨時底孔，使鋼材用量增加；如果封堵質(zhì)量不好增加；如果封堵質(zhì)量不好, ,會削弱壩的整體性會削弱壩的整體性, ,還可能還可能漏水；在導(dǎo)流過程中，底孔有被漂浮物堵塞的危險；漏水；在導(dǎo)流過程中，底孔有被漂浮物堵塞的危險；封堵時，由于水頭較高封堵時，由于水

7、頭較高, ,安放閘門及止水等均較困難安放閘門及止水等均較困難。 (a)平面圖；平面圖； (b)下游立視圖；下游立視圖； (c)導(dǎo)流底孔縱斷面圖導(dǎo)流底孔縱斷面圖1-一期上游橫向圍堰一期上游橫向圍堰 2-一期下游橫向圍堰一期下游橫向圍堰 3-一、二期縱向圍堰一、二期縱向圍堰 4-預(yù)留缺口預(yù)留缺口 5-導(dǎo)流底孔導(dǎo)流底孔6-二期上下游圍堰軸線；二期上下游圍堰軸線；7-護坦；護坦；8-封堵閘門槽；封堵閘門槽；9-工作閘門槽；工作閘門槽；10-事故閘門槽；事故閘門槽；11-已澆筑的混凝土壩體；已澆筑的混凝土壩體；12-未澆筑的混凝土壩體未澆筑的混凝土壩體圖圖1-3 1-3 分段圍堰法導(dǎo)流示意圖分段圍堰法導(dǎo)

8、流示意圖 2壩體缺口導(dǎo)流壩體缺口導(dǎo)流 混凝土壩施工過程中，當(dāng)汛期河水暴漲暴落，混凝土壩施工過程中，當(dāng)汛期河水暴漲暴落，其它導(dǎo)流建筑物又不足以宣泄全部流量時，為了不其它導(dǎo)流建筑物又不足以宣泄全部流量時，為了不影響施工進度，使大壩在漲水時仍能繼續(xù)施工，可影響施工進度，使大壩在漲水時仍能繼續(xù)施工，可以在未建成的壩體上預(yù)留缺口，以便配合其它導(dǎo)流以在未建成的壩體上預(yù)留缺口，以便配合其它導(dǎo)流建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰過后，上游水位回落，建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰過后，上游水位回落，再繼續(xù)修筑缺口。再繼續(xù)修筑缺口。 在修建混凝土壩，特別是大體積混凝土壩時，在修建混凝土壩，特別是大體積混凝土壩時，由于這種導(dǎo)流

9、方法比較簡單，常被采用。由于這種導(dǎo)流方法比較簡單，常被采用。 3明槽導(dǎo)流明槽導(dǎo)流 明槽導(dǎo)流：明槽導(dǎo)流：就是在第一期圍堰圍護下先修建導(dǎo)就是在第一期圍堰圍護下先修建導(dǎo)流明槽，河水由縮窄河床宣泄，導(dǎo)流明槽河床側(cè)的流明槽，河水由縮窄河床宣泄，導(dǎo)流明槽河床側(cè)的邊墻常用作第二期的縱向圍堰；第二期工程施工時，邊墻常用作第二期的縱向圍堰；第二期工程施工時，河水即經(jīng)由導(dǎo)流明槽下泄。河水即經(jīng)由導(dǎo)流明槽下泄。 適用于：河床一側(cè)的河灘基巖較高且岸坡穩(wěn)定適用于：河床一側(cè)的河灘基巖較高且岸坡穩(wěn)定又不太高陡時，中后期采用明槽導(dǎo)流是較為合適的。又不太高陡時，中后期采用明槽導(dǎo)流是較為合適的。 導(dǎo)流明槽設(shè)計時，必須重視下述問題：

10、導(dǎo)流明槽設(shè)計時，必須重視下述問題： (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)導(dǎo)流明槽盡可能與永久性建筑物相結(jié)合導(dǎo)流明槽盡可能與永久性建筑物相結(jié)合 圖圖1-5 1-5 明槽導(dǎo)流示例明槽導(dǎo)流示例二、全段圍堰法導(dǎo)流二、全段圍堰法導(dǎo)流 全段圍堰法導(dǎo)流：在河床主體工程的上下游全段圍堰法導(dǎo)流：在河床主體工程的上下游各建一道攔河圍堰，使河水經(jīng)河床以外的臨時泄各建一道攔河圍堰，使河水經(jīng)河床以外的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接或接近建成時，再將臨時泄水道封堵。近建成時，再將臨時泄水道封堵。 全段圍堰法導(dǎo)流，其

11、泄水道類型有以下幾種：全段圍堰法導(dǎo)流，其泄水道類型有以下幾種： 1.隧洞導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流 2.明渠導(dǎo)流明渠導(dǎo)流 3.涵管導(dǎo)流涵管導(dǎo)流 1隧洞導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流 隧洞導(dǎo)流是在河岸中開挖隧洞，在基坑上下隧洞導(dǎo)流是在河岸中開挖隧洞，在基坑上下游修筑圍堰，河水經(jīng)由隧洞下泄。游修筑圍堰，河水經(jīng)由隧洞下泄。 圖圖1-61-6圖圖1-71-72明渠導(dǎo)流明渠導(dǎo)流 明渠導(dǎo)流是在河岸上開挖渠道，在基坑上下游明渠導(dǎo)流是在河岸上開挖渠道，在基坑上下游修筑圍堰，河水經(jīng)渠道下泄。修筑圍堰，河水經(jīng)渠道下泄。 圖圖1-81-8圖圖1-91-93涵管導(dǎo)流涵管導(dǎo)流 涵管導(dǎo)流一般在修筑土涵管導(dǎo)流一般在修筑土壩、堆石壩工程中采用。壩、堆石壩工

12、程中采用。 涵管常布置在河岸巖灘涵管常布置在河岸巖灘上上,其位置常在枯水位以上其位置常在枯水位以上。 由于涵管的泄水能力較由于涵管的泄水能力較低，所以一般僅用于導(dǎo)流流低，所以一般僅用于導(dǎo)流流量較小的河流上或只用來擔(dān)量較小的河流上或只用來擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流任務(wù)。負(fù)枯水期的導(dǎo)流任務(wù)。 圖圖1-101-10第二節(jié)第二節(jié) 圍圍 堰堰 工工 程程 圍堰圍堰是導(dǎo)流工程中的臨時擋水建筑物，是導(dǎo)流工程中的臨時擋水建筑物，用來圍護施工基坑，保證水工建筑物能在干用來圍護施工基坑，保證水工建筑物能在干地施工。地施工。 在導(dǎo)流任務(wù)完成以后，如果圍堰對永久在導(dǎo)流任務(wù)完成以后，如果圍堰對永久建筑物的運行有妨礙或沒有考慮作為

13、永久建建筑物的運行有妨礙或沒有考慮作為永久建筑物的一部分時，應(yīng)予拆除。筑物的一部分時，應(yīng)予拆除。 圍堰的分類圍堰的分類按其所使用的材料按其所使用的材料 ： 土石圍堰；土石圍堰； 土圍堰；土圍堰； 鋼板樁格型圍堰；鋼板樁格型圍堰； 混凝土圍堰。混凝土圍堰。 按圍堰與水流方向的相對位置：按圍堰與水流方向的相對位置： 橫向圍堰橫向圍堰； 縱向圍堰?？v向圍堰。按導(dǎo)流期間基坑淹沒條件：按導(dǎo)流期間基坑淹沒條件： 過水圍堰；過水圍堰； 不過水圍堰。不過水圍堰。 選擇圍堰型式的原則選擇圍堰型式的原則 ：1)1)具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和一定的具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和一定的強度。強度。2)2)

14、就地取材造價便宜，構(gòu)造簡單，修建、拆除都就地取材造價便宜，構(gòu)造簡單，修建、拆除都方便。方便。3)3)圍堰的布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的圍堰的布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷。局部沖刷。4)4)圍堰接頭和岸坡聯(lián)結(jié)要安全可靠，不致因集中圍堰接頭和岸坡聯(lián)結(jié)要安全可靠，不致因集中滲漏等破壞作用而引起圍堰失事。滲漏等破壞作用而引起圍堰失事。5)5)在必要時，應(yīng)設(shè)置抵抗冰凌、船筏沖擊破壞的在必要時，應(yīng)設(shè)置抵抗冰凌、船筏沖擊破壞的設(shè)施。設(shè)施。 一、圍堰的基本型式及構(gòu)造一、圍堰的基本型式及構(gòu)造( (a) )斜墻式斜墻式( (b) )斜墻帶水平鋪蓋式斜墻帶水平鋪蓋式( (c) )垂直防滲式垂直防

15、滲式( (d) )灌漿帷幕式灌漿帷幕式1土石圍堰土石圍堰圖圖1-11 1-11 土石圍堰土石圍堰基本型式及構(gòu)造基本型式及構(gòu)造2鋼板樁格型圍堰鋼板樁格型圍堰 圓筒形格體圓筒形格體 扇形格體扇形格體 花瓣形格體花瓣形格體 (a)平面圖；平面圖； (b) “一字形一字形”鋼板樁鋼板樁 (c) 鋼板樁異形接頭鋼板樁異形接頭 圖圖1-13 1-13 圓筒形格體鋼板樁圍堰圓筒形格體鋼板樁圍堰圖圖1-12 1-12 鋼板樁格型圍堰平面型式鋼板樁格型圍堰平面型式圓筒形格體圓筒形格體鋼板樁圍堰施工程序圖鋼板樁圍堰施工程序圖圖圖1-14 1-14 圓筒形格體圓筒形格體鋼板樁圍堰施工程序圖鋼板樁圍堰施工程序圖模模架

16、架就就位位安安插插鋼鋼板板樁樁填填充充料料渣渣取模取模架，架，填充填充料渣料渣定位定位打樁打樁模架模架支柱支柱打打設(shè)設(shè)鋼鋼板板樁樁3混凝土圍堰混凝土圍堰(1)(1)混凝土拱形圍堰混凝土拱形圍堰圖圖1-15 1-15 劉家峽水電站上游混凝土拱形圍堰劉家峽水電站上游混凝土拱形圍堰(2)(2)重力式混凝土圍堰重力式混凝土圍堰 圖圖1-161-164過水土石圍堰過水土石圍堰圖圖1-17 1-17 過水土石圍堰施工程序圖過水土石圍堰施工程序圖(a)一期斷面一期斷面(b)二期斷面二期斷面(c)設(shè)計斷面設(shè)計斷面1水平主鋼筋水平主鋼筋 2鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)圖圖1-18 1-18 加筋過水土石圍堰加筋過水土石圍堰5

17、5草土圍堰草土圍堰 圖圖1-19 1-19 草土圍堰草土圍堰 1-水下堰體水下堰體 2-水上加高部分水上加高部分 3-草捆草捆 4-散草鋪土層散草鋪土層 5-設(shè)計擋水位設(shè)計擋水位 6-施工水位施工水位 7-河床河床 (a)圍堰進占平面圖；圍堰進占平面圖； (b)圍堰進占縱斷面圖圍堰進占縱斷面圖圖圖1-20 1-20 草土圍堰施工示意圖草土圍堰施工示意圖二、圍堰的防滲和防沖二、圍堰的防滲和防沖 1圍堰的防滲圍堰的防滲 2 2圍堰的接頭處理圍堰的接頭處理 (a)正視圖正視圖 (b)橫斷面圖橫斷面圖圖圖1-21 1-21 刺墻構(gòu)造簡圖刺墻構(gòu)造簡圖3圍堰的防沖圍堰的防沖圖圖1-22 1-22 分段圍堰

18、法導(dǎo)流時的流態(tài)圖分段圍堰法導(dǎo)流時的流態(tài)圖 1-上游圍堰；上游圍堰；2-縱向圍堰；縱向圍堰；3-下游圍堰；下游圍堰；4-上游漩渦區(qū)；上游漩渦區(qū)；5-縱向漩渦區(qū)；縱向漩渦區(qū)；6-下游漩渦區(qū)下游漩渦區(qū)圖圖1-23 1-23 導(dǎo)流墻和圍堰布置圖導(dǎo)流墻和圍堰布置圖1-縱向圍堰；縱向圍堰；2-上游導(dǎo)流墻；上游導(dǎo)流墻；3-下游導(dǎo)流墻；下游導(dǎo)流墻；4-上游橫向圍堰；上游橫向圍堰；5-下游橫向圍堰下游橫向圍堰三、圍堰的拆除三、圍堰的拆除 圍堰是臨時建筑物，導(dǎo)流任務(wù)完成以后，應(yīng)圍堰是臨時建筑物，導(dǎo)流任務(wù)完成以后，應(yīng)按設(shè)計要求進行拆除，以免影響永久建筑物的施按設(shè)計要求進行拆除，以免影響永久建筑物的施工及運行。工及運

19、行。 圖圖1-24 1-24 葛洲壩一期土石圍堰的拆除葛洲壩一期土石圍堰的拆除1-粘土斜墻；2-覆蓋層；3-堆碴；4-心墻；5-防滲墻拆除順序拆除順序四、圍堰的平面布置與堰頂高程四、圍堰的平面布置與堰頂高程 1圍堰的平面位置圍堰的平面位置 圍堰的平面布置一般應(yīng)按導(dǎo)流方案、主體工圍堰的平面布置一般應(yīng)按導(dǎo)流方案、主體工程的輪廓和對圍堰提出的要求而定。程的輪廓和對圍堰提出的要求而定。 當(dāng)采用全段圍堰法導(dǎo)流時，基坑是由上、下當(dāng)采用全段圍堰法導(dǎo)流時，基坑是由上、下游橫向圍堰和兩岸圍成的。當(dāng)采用分段圍堰法導(dǎo)游橫向圍堰和兩岸圍成的。當(dāng)采用分段圍堰法導(dǎo)流時，圍護基坑的還有縱向圍堰。在上述兩種情流時，圍護基坑的

20、還有縱向圍堰。在上述兩種情況下，上、下游橫向圍堰的布置都取決于主體工況下，上、下游橫向圍堰的布置都取決于主體工程的輪廓。程的輪廓。 2 2堰頂高程堰頂高程 下游圍堰的堰頂高程：下游圍堰的堰頂高程： Hd=hd+ha+ (1-4)上游圍堰的堰頂高程：上游圍堰的堰頂高程： Hu=hd+z+ha+ (1-5) 式中式中 Hd下游圍堰頂高程，下游圍堰頂高程，m; ha 波浪爬高，波浪爬高，m; 圍堰的安全超高，圍堰的安全超高，m。 Hu上游圍堰頂高程，上游圍堰頂高程，m; hd 下游水位高程，下游水位高程，m； z 上下游水位差，上下游水位差，m; 注意：當(dāng)圍堰要攔截一部分水流時，則堰頂高程應(yīng)通注意：

21、當(dāng)圍堰要攔截一部分水流時，則堰頂高程應(yīng)通過水庫調(diào)洪計算來確定。過水庫調(diào)洪計算來確定。 第三節(jié)第三節(jié) 導(dǎo)流設(shè)計流量的確定導(dǎo)流設(shè)計流量的確定 一、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)一、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)是選擇導(dǎo)流設(shè)計流量進行施工導(dǎo)流設(shè)是選擇導(dǎo)流設(shè)計流量進行施工導(dǎo)流設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流設(shè)計流量是選擇導(dǎo)流方案，設(shè)計導(dǎo)計的標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流設(shè)計流量是選擇導(dǎo)流方案，設(shè)計導(dǎo)流建筑物的主要依據(jù)。流建筑物的主要依據(jù)。 導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)劃分導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)劃分導(dǎo)流導(dǎo)流建筑物類型建筑物類型導(dǎo)流建筑物級別導(dǎo)流建筑物級別 洪水重現(xiàn)期（年）洪水重現(xiàn)期（年）土石土石50202010105混凝土混凝土201010553二、導(dǎo)流時段的劃分二、導(dǎo)流時段的

22、劃分 導(dǎo)流程序?qū)Я鞒绦? :在工程施工過程中，不同階在工程施工過程中，不同階段可以采用不同的施工導(dǎo)流方法和擋水泄段可以采用不同的施工導(dǎo)流方法和擋水泄水建筑物。不同導(dǎo)流方法組合的順序，通水建筑物。不同導(dǎo)流方法組合的順序，通常稱為導(dǎo)流程序。常稱為導(dǎo)流程序。 導(dǎo)流時段導(dǎo)流時段就是按照導(dǎo)流程序所劃分的各就是按照導(dǎo)流程序所劃分的各施工階段的延續(xù)時間。施工階段的延續(xù)時間。 三、允許基坑淹沒時的導(dǎo)流設(shè)計流量的確定三、允許基坑淹沒時的導(dǎo)流設(shè)計流量的確定 允許基坑淹沒的導(dǎo)流方案，從圍堰工作情況看，允許基坑淹沒的導(dǎo)流方案，從圍堰工作情況看，有過水期和擋水期之分，它們的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)有所不同。有過水期和擋水期之分，它們的

23、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)有所不同。 允許基坑淹沒導(dǎo)流方案的技術(shù)比較經(jīng)濟，可以允許基坑淹沒導(dǎo)流方案的技術(shù)比較經(jīng)濟，可以在研究工程所在河流水文特征及歷年逐月實測最大在研究工程所在河流水文特征及歷年逐月實測最大流量的基礎(chǔ)上，通過下述程序?qū)崿F(xiàn)。流量的基礎(chǔ)上，通過下述程序?qū)崿F(xiàn)。 1 1）根據(jù)河流的水文特征，假定一系列流量值，分）根據(jù)河流的水文特征，假定一系列流量值，分別求出泄水建筑物上、下游的水位。別求出泄水建筑物上、下游的水位。 2) 2) 根據(jù)這些水位，決定導(dǎo)流建筑物的主要尺寸和根據(jù)這些水位，決定導(dǎo)流建筑物的主要尺寸和工程量，估算導(dǎo)流建筑物的費用。工程量，估算導(dǎo)流建筑物的費用。 3) 3)估算由于基坑淹沒一次所引起

24、的直接和間接損失估算由于基坑淹沒一次所引起的直接和間接損失費用。費用。 4 4) )根據(jù)歷年實測水文資料，統(tǒng)計年平均淹沒次數(shù)。根據(jù)歷年實測水文資料，統(tǒng)計年平均淹沒次數(shù)。根據(jù)主體工程施工的跨汛年數(shù)，即可算得整個施工期根據(jù)主體工程施工的跨汛年數(shù)，即可算得整個施工期內(nèi)基坑淹沒的總次數(shù)及淹沒損失總費用。內(nèi)基坑淹沒的總次數(shù)及淹沒損失總費用。 5)5)繪制流量與導(dǎo)流建筑物費用、基坑淹沒損失費用繪制流量與導(dǎo)流建筑物費用、基坑淹沒損失費用的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 6)6)計算施工有效時間，試擬控制性進度計劃，以驗計算施工有效時間，試擬控制性進度計劃，以驗證按初選的導(dǎo)流設(shè)計流量，是否現(xiàn)實可行，以便最終證按初選的

25、導(dǎo)流設(shè)計流量，是否現(xiàn)實可行，以便最終確定一個既經(jīng)濟又可行的擋水期和導(dǎo)流設(shè)計流量。確定一個既經(jīng)濟又可行的擋水期和導(dǎo)流設(shè)計流量。 第四節(jié)第四節(jié) 導(dǎo)流方案的選擇導(dǎo)流方案的選擇 一個水利水電樞紐工程的施工，從開一個水利水電樞紐工程的施工，從開工到完建往往不是采用單一的導(dǎo)流方法，工到完建往往不是采用單一的導(dǎo)流方法，而是幾種導(dǎo)流方法組合起來配合運用，以而是幾種導(dǎo)流方法組合起來配合運用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。這種不同導(dǎo)流取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。這種不同導(dǎo)流時段不同導(dǎo)流方法的組合；通常就稱為時段不同導(dǎo)流方法的組合；通常就稱為導(dǎo)導(dǎo)流方案流方案。 選擇導(dǎo)流方案時應(yīng)考慮的主要因素：選擇導(dǎo)流方案時應(yīng)考慮的主要因素

26、：1水文條件水文條件 2 2地形條件地形條件 3地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 4水工建筑物的型式及其布置水工建筑物的型式及其布置 5施工期間河流的綜合利用施工期間河流的綜合利用 6施工進度、施工方法及施工場地布置施工進度、施工方法及施工場地布置 第五節(jié)第五節(jié) 截截 流流 工工 程程 在施工導(dǎo)流中，截斷原河床水流，才在施工導(dǎo)流中，截斷原河床水流，才能最終把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦?，能最終把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦?，在河床在河床中全面開展主體建筑物的施工，中全面開展主體建筑物的施工，這就是這就是截流截流。 截流過程：截流過程： 戧堤的進占戧堤的進占龍口加固龍口加固合龍合龍閉氣閉氣 先在

27、河床的一側(cè)或兩側(cè)向河床中填筑截流戧堤，這先在河床的一側(cè)或兩側(cè)向河床中填筑截流戧堤，這種向水中筑堤的工作叫做種向水中筑堤的工作叫做進占進占。戧堤填筑到一定程度，。戧堤填筑到一定程度，把河床束窄，形成了流速較大的龍口。封堵龍口的工作把河床束窄，形成了流速較大的龍口。封堵龍口的工作稱為稱為合龍合龍。在合龍開始以前，為了防止龍口河床或戧堤。在合龍開始以前，為了防止龍口河床或戧堤端部被沖毀，須采取防沖措施對龍口加固。合龍以后，端部被沖毀，須采取防沖措施對龍口加固。合龍以后，龍口部位的戧堤雖已高出水面，但其本身依然漏水，因龍口部位的戧堤雖已高出水面，但其本身依然漏水，因此須在其迎水面設(shè)置防滲設(shè)施。在戧堤全

28、線上設(shè)置防滲此須在其迎水面設(shè)置防滲設(shè)施。在戧堤全線上設(shè)置防滲設(shè)施的工作叫設(shè)施的工作叫閉氣閉氣。 一、截流的基本方法一、截流的基本方法 1立堵法截流立堵法截流 立堵法截流立堵法截流是將截流材料，從龍口一端向是將截流材料，從龍口一端向另一端或從兩端向中間拋投進占，逐漸束窄龍另一端或從兩端向中間拋投進占，逐漸束窄龍口，直至全部攔斷?？?，直至全部攔斷。 (a) (a)雙向進占雙向進占 (b)(b)單向進占單向進占 1截流戧堤 2龍口圖圖1-25 1-25 立堵法截流立堵法截流2平堵法截流平堵法截流 平堵法截流平堵法截流事先要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋，事先要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋，用自卸汽車沿龍口全線從浮橋或

29、棧橋上均勻地逐用自卸汽車沿龍口全線從浮橋或棧橋上均勻地逐層拋填截流材料，層拋填截流材料，直至戧堤高出水面為止直至戧堤高出水面為止 。(a)(a)立面圖立面圖 (b)(b)橫斷面圖橫斷面圖 1截流戧堤 2龍口 3覆蓋層 4浮橋 5截流體圖圖1-26 1-26 平堵法截流平堵法截流立堵法截流立堵法截流平堵法截流平堵法截流不需在龍口架設(shè)浮橋或棧橋不需在龍口架設(shè)浮橋或棧橋要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋準(zhǔn)備工作較簡單，費用較低準(zhǔn)備工作較簡單，費用較低費用較高費用較高龍口的單寬流量較大，最大流龍口的單寬流量較大，最大流速較高，流速分布很不均勻，速較高，流速分布很不均勻，截流材料的單個重量較大

30、。截流材料的單個重量較大。龍口的單寬流量較小，最大龍口的單寬流量較小，最大流速較低，且流速分布比較流速較低，且流速分布比較均勻，截流材料單個重量小均勻，截流材料單個重量小截流時工作前線狹窄，拋投強截流時工作前線狹窄，拋投強度受限制，施工進度受影響。度受限制，施工進度受影響。截流時工作前線長，拋擲強截流時工作前線長，拋擲強度大，施工進度較快。度大，施工進度較快。一般適用于大流量、巖基或覆一般適用于大流量、巖基或覆蓋層較薄的巖基河床。對于軟蓋層較薄的巖基河床。對于軟基河床只要護底措施得當(dāng)，也基河床只要護底措施得當(dāng)，也同樣有效。同樣有效。在通航河道上，龍口的浮橋在通航河道上，龍口的浮橋或棧橋會礙航。

31、或棧橋會礙航。常適用在軟基河床上。常適用在軟基河床上。 二、截流日期和截流設(shè)計流量二、截流日期和截流設(shè)計流量 截流日期的選擇，應(yīng)該是既要把握截流時機，選擇截流日期的選擇，應(yīng)該是既要把握截流時機，選擇在最枯流量時段進行；又要為后續(xù)的基坑工作和主體建在最枯流量時段進行；又要為后續(xù)的基坑工作和主體建筑物施工留有余地，不致影響整個工程的施工進度。筑物施工留有余地，不致影響整個工程的施工進度。 在確定截流日期時，應(yīng)考慮以下要求：在確定截流日期時，應(yīng)考慮以下要求： 1)1)截流以后，需要繼續(xù)加高圍堰，完成排水、清基、截流以后，需要繼續(xù)加高圍堰，完成排水、清基、基礎(chǔ)處理等大量基坑工作，并應(yīng)把圍堰或永久建筑物

32、在基礎(chǔ)處理等大量基坑工作，并應(yīng)把圍堰或永久建筑物在汛期前搶修到一定高程以上。汛期前搶修到一定高程以上。 2)2)在通航的河流上進行截流，截流日期最好選擇在對在通航的河流上進行截流，截流日期最好選擇在對航運影響較小的時段內(nèi)。航運影響較小的時段內(nèi)。 3)3)在北方有冰凌的河流上，截流不應(yīng)在流冰期進行。在北方有冰凌的河流上，截流不應(yīng)在流冰期進行。 三、龍口位置和寬度三、龍口位置和寬度 1) 1)龍口一般應(yīng)設(shè)置在河床主流部位，方向力龍口一般應(yīng)設(shè)置在河床主流部位，方向力求與主流順直，使截流前河水能較順暢地經(jīng)由求與主流順直，使截流前河水能較順暢地經(jīng)由龍口下泄。龍口下泄。 2)2)龍口應(yīng)選擇在耐沖河床上，以

33、免截流時因龍口應(yīng)選擇在耐沖河床上，以免截流時因流速增大，引起過分沖刷。流速增大，引起過分沖刷。 3)3)龍口附近應(yīng)有較寬闊的場地，以便布置截龍口附近應(yīng)有較寬闊的場地，以便布置截流運輸路線和制作、堆放截流材料。流運輸路線和制作、堆放截流材料。 龍口的保護包括護底和裹頭。龍口的保護包括護底和裹頭。 圖圖1-27 1-27 合龍合龍（立堵法）（立堵法）示例：三峽工程截流示例：三峽工程截流圖圖1-30 1-30 三峽工程截流三峽工程截流圖圖1-31 1-31 三峽工程截流三峽工程截流圖圖1-32 1-32 三峽工程截流三峽工程截流圖圖1-33 1-33 三峽工程導(dǎo)流工程鳥瞰圖三峽工程導(dǎo)流工程鳥瞰圖第六

34、節(jié)第六節(jié) 基基 坑坑 排排 水水 基坑排水工作按排水時間及性質(zhì)，可分為：基坑排水工作按排水時間及性質(zhì)，可分為： 基坑開挖前的初期排水基坑開挖前的初期排水: :基坑積水、基坑積基坑積水、基坑積水排除過程中圍堰及基坑的滲水和降水的排除；水排除過程中圍堰及基坑的滲水和降水的排除； 基坑開挖及建筑物施工過程中的經(jīng)常性排水基坑開挖及建筑物施工過程中的經(jīng)常性排水: :圍堰和基坑的滲水、降水、地基巖石沖洗及混圍堰和基坑的滲水、降水、地基巖石沖洗及混凝土養(yǎng)護用廢水的排除等。凝土養(yǎng)護用廢水的排除等。 一、初期排水一、初期排水 初期排水流量一般可根據(jù)地質(zhì)情況、工程初期排水流量一般可根據(jù)地質(zhì)情況、工程等級、工期長短

35、及施工條件等因素，參考實際等級、工期長短及施工條件等因素，參考實際工程的經(jīng)驗，按公式（工程的經(jīng)驗，按公式（1-121-12）來確定：）來確定：TVQ)32( 式中式中 Q 初期排水流量初期排水流量 m3s； V 基坑的積水體積基坑的積水體積 m3； T 初期排水時間初期排水時間 s。注意事項：注意事項： 水位水位下降太快下降太快，則圍堰或基坑邊坡中動水壓力變化，則圍堰或基坑邊坡中動水壓力變化過大，易引起坍坡；過大，易引起坍坡；下降太慢下降太慢，則影響基坑開挖時間。，則影響基坑開挖時間。試抽法確定排水設(shè)備容量：試抽法確定排水設(shè)備容量： 試抽時，若水位下降很快，則排水設(shè)備容量過大，試抽時，若水位下

36、降很快，則排水設(shè)備容量過大，可關(guān)閉一部分排水設(shè)備，以控制水位下降速度；若水位可關(guān)閉一部分排水設(shè)備，以控制水位下降速度；若水位不變，則可能是排水設(shè)備容量過小或有較大的滲漏通道不變，則可能是排水設(shè)備容量過小或有較大的滲漏通道存在，應(yīng)增加排水設(shè)備容量或找出滲漏通道予以堵塞，存在，應(yīng)增加排水設(shè)備容量或找出滲漏通道予以堵塞，再進行抽水。還有一種情況是水位降至一定深度后就不再進行抽水。還有一種情況是水位降至一定深度后就不再下降，這說明此時排水流量與滲透流量相等，只有增再下降，這說明此時排水流量與滲透流量相等，只有增大排水設(shè)備容量或堵塞滲漏通道，才能將積水排除。大排水設(shè)備容量或堵塞滲漏通道，才能將積水排除。

37、 水泵站的布置水泵站的布置(d)(d)設(shè)在浮船上設(shè)在浮船上圖圖1-38 1-38 水泵站的布置水泵站的布置 (a) (a)設(shè)在圍堰上設(shè)在圍堰上 (b)(b)設(shè)在固定平臺上設(shè)在固定平臺上(c)(c)設(shè)在移動平臺上設(shè)在移動平臺上二、經(jīng)常性排水二、經(jīng)常性排水 1排水系統(tǒng)的布置排水系統(tǒng)的布置 通常應(yīng)考慮兩種不同情況：一種是基坑開挖過通常應(yīng)考慮兩種不同情況：一種是基坑開挖過程中的排水系統(tǒng)布置；另一種是基坑開挖完成后修程中的排水系統(tǒng)布置；另一種是基坑開挖完成后修建建筑物時的排水系統(tǒng)布置。建建筑物時的排水系統(tǒng)布置。 在進行布置時，最好能兩者結(jié)合起來考慮，并在進行布置時，最好能兩者結(jié)合起來考慮，并使排水系統(tǒng)盡

38、可能不影響施工。使排水系統(tǒng)盡可能不影響施工。 基坑開挖過程中布置排水系統(tǒng)，應(yīng)以不妨礙開基坑開挖過程中布置排水系統(tǒng)，應(yīng)以不妨礙開挖和運輸工作為原則。一般將排水干溝布置在基坑挖和運輸工作為原則。一般將排水干溝布置在基坑中部，以利兩側(cè)出土。中部，以利兩側(cè)出土。 修建建筑物時的排水系統(tǒng)，通常都布置在基坑的修建建筑物時的排水系統(tǒng)，通常都布置在基坑的四周，如圖所示四周，如圖所示 ：預(yù)防措施：為防止下雨時地面徑流進入基坑，增加抽水量，預(yù)防措施：為防止下雨時地面徑流進入基坑，增加抽水量，往往在基坑外緣挖排水溝或截水溝，以攔截地面水。往往在基坑外緣挖排水溝或截水溝，以攔截地面水。 1-1-圍堰圍堰 2-2-集水

39、井集水井 3-3-排水溝排水溝 4-4-建筑物輪廓線建筑物輪廓線 5-5-水流水流 6-6-河流河流圖圖1-39 1-39 修建建筑物時的排水系統(tǒng)修建建筑物時的排水系統(tǒng)2排水量的估算排水量的估算 經(jīng)常性排水的排水量包括圍堰和基坑的滲水、降經(jīng)常性排水的排水量包括圍堰和基坑的滲水、降水、地層含水、地基巖石沖洗及混凝土養(yǎng)護用棄水等。水、地層含水、地基巖石沖洗及混凝土養(yǎng)護用棄水等。 關(guān)于圍堰和基坑滲透流量的計算，在水力學(xué)、水關(guān)于圍堰和基坑滲透流量的計算，在水力學(xué)、水文地質(zhì)等課程中均有介紹，不再贅述。降水量可按抽文地質(zhì)等課程中均有介紹，不再贅述。降水量可按抽水時段內(nèi)最大日降雨量在當(dāng)天抽干計算。地基巖石沖

40、水時段內(nèi)最大日降雨量在當(dāng)天抽干計算。地基巖石沖洗及混凝土養(yǎng)護用棄水，由于地基巖石沖洗用水不多，洗及混凝土養(yǎng)護用棄水，由于地基巖石沖洗用水不多，可以忽略不計，混凝土養(yǎng)護用棄水，可近似地按每方可以忽略不計，混凝土養(yǎng)護用棄水，可近似地按每方混凝土每次用水混凝土每次用水5L、每天養(yǎng)護八次計算。但降水和施、每天養(yǎng)護八次計算。但降水和施工棄水不應(yīng)疊加。工棄水不應(yīng)疊加。 三、人工降低地下水位三、人工降低地下水位 人工降低地下水位的基本做法：在基坑周圍人工降低地下水位的基本做法：在基坑周圍鉆設(shè)一些井，地下水滲入井中后，隨即被抽走，鉆設(shè)一些井，地下水滲入井中后，隨即被抽走，使地下水位線降到開挖基坑底面以下。使地

41、下水位線降到開挖基坑底面以下。 人工降低地下水位的方法按排水工作原理來人工降低地下水位的方法按排水工作原理來分有管井法和井點法兩種。分有管井法和井點法兩種。 管井法是純重力作用排水，井點法還附有真管井法是純重力作用排水，井點法還附有真空或電滲排水的作用?？栈螂姖B排水的作用。 1管井法降低地下水位管井法降低地下水位 在基坑周圍布置一系列管井，管井中在基坑周圍布置一系列管井，管井中放入水泵的吸水管，地下水在重力作用放入水泵的吸水管，地下水在重力作用下流入井中，被水泵抽走。下流入井中，被水泵抽走。圖圖1-42 1-42 深水水泵深水水泵管井裝置管井裝置圖圖1-40 1-40 濾水管濾水管節(jié)構(gòu)造簡圖節(jié)

42、構(gòu)造簡圖圖圖1-41 1-41 分層降低分層降低地下水位地下水位 2井點法降低地下水位井點法降低地下水位 井點法和管井法不同，它把井管和水泵的吸水井點法和管井法不同，它把井管和水泵的吸水管合而為一，簡化了井的構(gòu)造，便于施工。管合而為一，簡化了井的構(gòu)造，便于施工。 根據(jù)其降深能力分根據(jù)其降深能力分: :輕型井點輕型井點(淺井點淺井點)和深井點和深井點 圖圖1-43 1-43 輕型井點系統(tǒng)輕型井點系統(tǒng)1-1-水泵；水泵；2-2-集水總管；集水總管；3-3-井管井管4-4-原地下水位；原地下水位；5-5-排水后水面降排水后水面降落曲線；落曲線；6-6-基坑；基坑；7-7-不透水層；不透水層；8-8-

43、排水管排水管 深井深井點與輕型井點不同，它的每一根井管上都裝有點與輕型井點不同，它的每一根井管上都裝有揚水器，不受吸水高度的限制，有較大的降深能力。揚水器，不受吸水高度的限制，有較大的降深能力。 深井點有噴射井點和壓氣揚水井點兩種。深井點有噴射井點和壓氣揚水井點兩種。圖圖1-44 1-44 噴射井點裝置噴射井點裝置圖圖1-45 1-45 壓氣揚水井點裝置壓氣揚水井點裝置 在在滲透系數(shù)小于滲透系數(shù)小于0.1m/d的的粘土或淤泥中降低地下水位粘土或淤泥中降低地下水位時，比較有效的方法是電滲時，比較有效的方法是電滲井點排水。井點排水。 電滲井點排水時，沿基坑電滲井點排水時，沿基坑四周布置兩列正負(fù)電極

44、。正四周布置兩列正負(fù)電極。正極通常用金屬管作成，負(fù)極極通常用金屬管作成，負(fù)極就是井點的排水井。在土中就是井點的排水井。在土中通過電流以后，地下水將從通過電流以后，地下水將從金屬管金屬管(正極正極)向井點向井點(負(fù)極負(fù)極)移移動集中，然后再由井點系統(tǒng)動集中，然后再由井點系統(tǒng)的水泵抽走。正負(fù)極電源由的水泵抽走。正負(fù)極電源由直流發(fā)電機供應(yīng)直流發(fā)電機供應(yīng)。 1-1-水泵水泵 2-2-直流發(fā)電機直流發(fā)電機 3-3-鋼管鋼管 4-4-井點井點圖圖1-46 1-46 電滲井點排水示意圖電滲井點排水示意圖四、人工降低地下水位的設(shè)計與計算四、人工降低地下水位的設(shè)計與計算 采用管井法、井點法降低地下水位時，采用管

45、井法、井點法降低地下水位時，應(yīng)根據(jù)要求降低地下水位的深度、水文地應(yīng)根據(jù)要求降低地下水位的深度、水文地質(zhì)條件、施工條件等進行降低地下水位的質(zhì)條件、施工條件等進行降低地下水位的設(shè)計計算，其設(shè)計的程序如下：設(shè)計計算，其設(shè)計的程序如下：Hhlhss0基坑底基坑底基基坑坑中中線線R0R圖圖1-47 1-47 降低地下水位計算圖式降低地下水位計算圖式1 1、計算基坑總滲流量、計算基坑總滲流量Q( (按單井或溝槽公式估算按單井或溝槽公式估算) ) 將長寬比小于將長寬比小于10的基坑化作的基坑化作等面積的圓形井，按公式計算等面積的圓形井，按公式計算:對不規(guī)則坑：對不規(guī)則坑：對長方形規(guī)則基坑：對長方形規(guī)則基坑：

46、FR 040BLR R0基坑化引半徑；基坑化引半徑； F 基坑井所圍成的面積；基坑井所圍成的面積； L,B基坑頂部的長和寬；基坑頂部的長和寬； 系數(shù)，系數(shù)， B/L=0.1,=1.00；B/L=0.2,=1.12； B/L=0.4,=1.16；B/L=0.61.0,=1.18；( (a) )單井單井 在無承壓水層中，基坑開挖至不透水層時，滲在無承壓水層中，基坑開挖至不透水層時，滲流量可按無壓完整井公式計算，即：流量可按無壓完整井公式計算，即： 在承壓水層中，基坑開挖至不透水層時，滲流在承壓水層中，基坑開挖至不透水層時，滲流量可按有壓完整井公式計算，即：量可按有壓完整井公式計算，即： 0022log)log()(37. 1RRRhHKQ0022log)log()2(37. 1RRRhMHWKQ 式中：式中： Q基坑滲流量；基坑滲流量； K滲流系數(shù)；滲流系數(shù)； H天然地下水面至不透水層的深度；天然地下水面至不透水層的深度； M含水層厚度；含水層厚度； h地下水位下降曲線逸出點離不透水層的高度；地下水位下降曲線逸出點離不透水層的高度； R,R0分別為地下水位下降曲線的影響半徑和基坑分別為地下水