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 施工導(dǎo)流與截流技術(shù)

施工過程中導(dǎo)流設(shè)計的主要任務(wù)是：周密的分析研究水文、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；選定導(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、攔洪渡汛及基坑排水的措施等。

第一節(jié)     施工導(dǎo)流

       概念：河床上修建水利水電工程時，為了使水工建筑物能在干地施工，需要用圍堰圍護基坑，并將河水引向預(yù)定的泄水建筑物泄向下游，這就是施工導(dǎo)流。

      方法：一類是全段圍堰法（即河床外導(dǎo)流），另一類是分段圍堰法導(dǎo)流（即河床內(nèi)導(dǎo)流）。

一、全段圍堰法導(dǎo)流

      全段圍堰法導(dǎo)流是在河床主體工程的上下游各建一道攔河圍堰，使上游來水通過預(yù)先修筑的臨時或永久泄水建筑物（如明渠、隧洞等）泄向下游，主體建筑物在排干的基坑中進(jìn)行施工，主體工程建成或接近建成時再封堵臨時泄水道。這種方法的優(yōu)點是工作面大，河床內(nèi)的建筑物在一次性圍堰的圍護下建造，如能利用水利樞紐中的永久泄水建筑物導(dǎo)流，可大大節(jié)約工程投資。

全段圍堰法分為：明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等。

（一）明渠導(dǎo)流

      上下游圍堰一次攔斷河床形成基坑，保護主體建筑物干地施工，天然河道水流經(jīng)河岸或灘地上開挖的導(dǎo)流明渠泄向下游的導(dǎo)流方式稱為明渠導(dǎo)流。

      1、導(dǎo)流明渠布置

    （1）導(dǎo)流明渠軸線的布置

     地形要求：導(dǎo)流明渠應(yīng)布置在較寬臺地、埡口或古河道一岸；

     距離要求：水平距離50~100m；

     水面銜接要求：與河道主流的交角以30°為宜；

     轉(zhuǎn)彎要求：轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍渠底寬；

     經(jīng)濟要求：應(yīng)盡可能縮短明渠長度和避免深挖方。

     （2）明渠進(jìn)出口位置和高程的確定

      不沖、不淤和不產(chǎn)生回流；

      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；

      進(jìn)出口高程和渠道水流流態(tài)應(yīng)滿足施工期通航、過木和排冰要求；

      盡可能抬高進(jìn)出口高程，以減少水下開挖量。同時兼顧圍堰高度 。

      2、導(dǎo)流明渠斷面設(shè)計

     （1）明渠斷面尺寸的確定。流量控制，并受地形地質(zhì)和允許抗沖流速影響，應(yīng)按不同的明渠斷面尺寸與圍堰的組合，通過綜合分析確定。

     （2）明渠斷面形式的選擇。明渠斷面一般設(shè)計成梯形，渠底為堅硬基巖時，可設(shè)計成矩形。

    （3）明渠糙率的確定。根據(jù)襯砌的材料、開挖的方法、渠底的平整度等，選取糙率。一般采用明渠均勻流公式試算確定。

     4、明渠封堵

     可在明渠內(nèi)預(yù)設(shè)閘門墩，以利于后期封堵或圍堰封堵。

（二）隧洞導(dǎo)流

      上下游圍堰一次攔斷河床形成基坑，保護主體建筑物干地施工，天然河道水流全部由導(dǎo)流隧洞渲泄的導(dǎo)流方式稱為隧洞導(dǎo)流。

     1、隧洞導(dǎo)流適用條件

     河床狹窄，兩岸地形陡峻，地形、地質(zhì)條件良好，可考慮采用隧洞導(dǎo)流。

     2、導(dǎo)流隧洞的布置

     （1）隧洞軸線沿線地質(zhì)條件良好。

     （2）隧洞軸線宜按直線布置，如有轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎半徑不小于5倍洞徑（或洞寬），轉(zhuǎn)角不宜大于60°，彎道首尾應(yīng)設(shè)直線段，長度不應(yīng)小于3~5倍的洞徑（或洞寬）；進(jìn)出口引渠軸線與河流主流方向夾角宜小于30°。

    （3）隧洞間凈距、隧洞與永久建筑物間距、洞臉與洞頂圍巖厚度均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)和應(yīng)力要求。

    （4）隧洞進(jìn)出口位置應(yīng)保證水力學(xué)條件良好，并伸出堰外坡腳一定距離，一般距離應(yīng)大于50m，以滿足圍堰防沖要求。進(jìn)口高程多由截流控制，出口高程由下游消能控制，并考慮圍堰高度。

3、導(dǎo)流隧洞斷面設(shè)計。

       隧洞斷面尺寸的大小，取決于設(shè)計流量、地質(zhì)和施工條件，洞徑應(yīng)控制在施工技術(shù)和結(jié)構(gòu)安全允許范圍內(nèi)，目前國內(nèi)單洞斷面尺寸多在200m2以下，單洞泄量不超過2000~2500m3/s。

斷面形式有：圓形、馬蹄形、方圓形

      一般混凝土襯砌糙率值為0.014~0.017；不襯砌隧洞的糙率變化較大，光面爆破時為0.025~0.032，一般炮眼爆破時為0.035~0.044。設(shè)計時根據(jù)具體條件，選取設(shè)計的糙率值。

（三）涵管導(dǎo)流

       涵管導(dǎo)流一般在修筑土壩、堆石壩工程中采用。

       涵管通常布置在河岸巖灘上，其位置在枯水位以上，這樣可在枯水期不修圍堰或只修一小圍堰而先將涵管筑好，然后再修上下游全斷圍堰，將河水引經(jīng)涵管下泄。

為了防止涵管外壁與壩身防滲體之間的滲流，通 常在涵管外壁每隔一定距離設(shè)置截流環(huán)，以延長滲徑，降低滲透坡降，減少滲流的破壞作用。

二、分段圍堰法導(dǎo)流

      分段圍堰法，也稱分期圍堰法或河床內(nèi)導(dǎo)流，就是用圍堰將建筑物分段分期圍護起來進(jìn)行施工的方法。

       所謂分段就是從空間上將河床圍護成若干個干地施工的基坑段進(jìn)行施工。所謂分期，就是從時間上將導(dǎo)流過程劃分成階段。因此在工程實踐中，二段二期導(dǎo)流法采用得最多（如葛洲壩工程、三門峽工程等都采用）。只有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)流法（如三峽工程施工導(dǎo)流就采用二段三期的導(dǎo)流法）。分段圍堰法導(dǎo)流一般適用于河床寬闊、流量大、施工期較長的工程，尤其在通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流上。這種導(dǎo)流方法的費用較低，國內(nèi)外一些大、中型水利水電工程采用較廣。分段圍堰法導(dǎo)流，前期由束窄的原河道導(dǎo)流，后期可利用事先修建好的泄水道導(dǎo)流，常見泄水道的類型有底孔、缺口等。

（一）底孔導(dǎo)流

       利用設(shè)置在混凝土壩體中的永久底孔或臨時底孔做為泄水道，是二期導(dǎo)流經(jīng)常采用的方法。導(dǎo)流時讓全部或部分導(dǎo)流流量通過底孔渲泄到下游，保證后期工程的施工。如系臨時底孔，則在工程接近完工或需要蓄水時要加以封堵。底孔導(dǎo)流的布置形式。

      采用臨時底孔時，底孔的尺寸、數(shù)目和布置，要通過相應(yīng)的水力學(xué)計算確定，其中底孔的尺寸在很大程度上取決于導(dǎo)流的任務(wù)（過水、過船、過木和過魚），以及水工建筑物結(jié)構(gòu)特點和封堵用閘門設(shè)備的類型。底孔的布置要滿足截流、圍堰工程以及本身封堵的要求。如底坎高程布置較高，截流時落差就大，圍堰也高。但封堵時的水頭較低，封堵措施就容易。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。當(dāng)?shù)卓讛?shù)目較多時可把底孔布置在不同的高程， 封堵時從最低高程的底孔堵起，這樣可以減少封堵時所承受的水壓力。

（二）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，其它導(dǎo)流建筑物不足以渲泄全部流量時，為了不影響壩體施工進(jìn)度，使壩體在漲水時仍能繼續(xù)施工，可以在末建成的壩體上預(yù)留缺口，以便配合其它建筑物渲泄洪峰流量，待洪峰過后，上游水位回落，再繼續(xù)修筑缺口。所留缺口的寬度和高度取決于導(dǎo)流設(shè)計流量、其它建筑物的泄水能力、建筑物的結(jié)構(gòu)特點和施工條件。采用底坎高程不同的缺口時，為避免高底缺口單寬流量相差過大，產(chǎn)生高缺口向低缺口的側(cè)向泄流，引起壓力分布不均勻，需要適當(dāng)控制高低缺口間的高差。根據(jù)湖南省柘溪工程     

的經(jīng)驗，其高差以不超過4~ 6m為宜。  

圍堰 明渠 底孔

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