《学习情境一 施工导流与截流ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学习情境一 施工导流与截流ppt课件.ppt（89页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,水利工程施工,项目一 施工导流,概 述,在河流和渠道上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。,施工导流设计的主要任务：,选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；,导流方案的选择,导流方案的选择受各种因素的影响。一个合理的导流方案，必须在周密研究各种影响因素的基础上，拟定几个可行的方案，进行技术比较，从中选择技术经济指标优越的方案。,选择导流方案时应考虑的主要因素为：,主要因素,水文条件,地形条件,地质及水文地质条件,水工建筑物的型式及布置,河流的综合利用,施工进度,内 容,任务一 导流的基本方法
2、,任务二 导流设计标准,任务三 围堰工程,任务四 截流工程,任务五 基坑排水,任务一 导流的基本方法,施工导流的基本方法有两类：,一类全段围堰法导流，水流通过河床外的临时的或永久的隧洞、明渠或河床内的涵管等往下游宣泄；,另一类是是分段围堰法导流，水流通过被束窄的河床、坝体底孔、缺口或明槽等往下游宣泄。,（一）全 段 围 堰 法,全段围堰法导流是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程完成或接近完成时，将临时泄水道封堵。一般用于工期短，年水流变化小的小型河流。,全段围堰法导流,（一）全 段 围 堰 法,全段围堰法导流，其泄水道的型式有以上
3、几种：,隧 洞 导 流,隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以 30 为宜；,隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50 米；,导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。,布置要求,隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，河水由隧洞下泄。,明 渠 导 流,明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以 30 为宜；,明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50100 米为宜；,明渠离基坑应有相当距离；,明渠应尽可能与永久建筑物相结合。,明渠导流是在河岸上开挖明渠，在基坑的上下游修筑围堰，河水由明渠下泄。,布置要求,（二）分 段 围 堰 法,分段围堰法亦称分期围堰法，就
4、是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。两段两期最常见。,就是在时间上将导流分为若干时期。,分 段,就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段.,分 期,分 段 围 堰 法,分段围堰法导流,（a）平面图,（b）下游立视图,（c）导流底孔纵断面图,分 段 围 堰 法,图1-2 导流分期与围堰分段示意图,（a）两段两期：,（b）三段两期：,（c）三段三期：,（d）三段三期：,分 段 围 堰 法,分段围堰法导流前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流。,分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。,工程实例：三峡工程施
5、工导流,中堡岛,坝址处有一中堡岛，将长江分为大江和后河，大江宽900米，后河宽约300米，为河床分期导流提供了良好的地形条件。,工程实例：三峡工程施工导流,三峡大坝坝顶高程185米，最大坝高181米；坝顶宽度15米，坝顶轴线长2309.47米。,枢纽布置从右至左依次为：右岸非溢流坝段、右厂房坝段、纵向围堰坝段、泄洪坝段等。,三峡一期导流布置图,三峡工程采用分期导流方式，分三期进行施工。第一期工程是在中堡岛左侧修建一期土石围堰，并与右岸岸边相接，形成一期基坑，在基坑内修建导流明渠和混凝土纵向围堰，同时在左岸岸坡修建临时船闸。,三峡二期导流布置图,1997年11月8日，大江截流后完成二期上、下游土
6、石围堰的填筑，基坑抽水及覆盖层开挖，浇筑泄洪、左岸电厂、垂直升船机、左岸非溢流坝等坝段，浇筑水电站厂房、安装首批水轮发电机，同时修建左岸永久船闸。长江水流从导流明渠通过，过往船舶从导流明渠或临时船闸中航行。,三峡三期导流布置图,2002年11月6日进行了三峡工程的第二次截流导流明渠截流。截流成功后，在导流明渠内抢修碾压混凝土围堰至140米高程，长江水流从泄洪坝段底部的22个导流底孔中宣泄，船舶从临时船闸通行。,河 床 束 窄 程 度,采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选定是关键问题之一,流 速,不能超过束窄河床段的允许流速(抗冲、通航)。,纵向围堰,尽可能与永久建筑
7、物结合。,充分利用河心洲、小岛等有利地形。,主体工程量、施工强度尽量均衡。,地 形,工程量,便于布置后期导流建筑物，不使后期围堰过高或截流落差过大。,后期导流,后期导流的方法,分段围堰法导流前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流。,分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。选择纵向围堰是关键。,后期导流的泄水道，常见的有以下几种,底孔导流。,坝体缺口导流。,明槽导流（明渠导流 ）。,底 孔 导 流,用于导流的底孔可以是临时的底孔也可以是永久的底孔。将坝体的永久底孔用作导流底孔是最理想的，如果是临时底孔，则在工程接近完工或需要
8、蓄水时加以封堵。,一般底孔的底坎高程应布置在枯水位之下，以保证枯水期泄水。,底孔导流的优点是挡水建筑物上部的施工不受水流的干扰，有利于连续施工。,底 孔 导 流,底孔布置,底孔断面型式,满足截流、围堰工程及其封堵的要求。,多为矩形。,导流底孔可以是临时底孔也可以是永久底孔,底孔尺寸,取决于担负的任务(导流、过木、过船、过鱼等)、水工建筑物的结构特点及封堵闸门设备的类型。,底 孔 导 流,底孔导流的优点,底孔导流 了缺点,挡水建筑物上部的施工不受水流干扰,孔口周边需布置钢筋；高水头条件下封堵施工困难,明 槽 导 流,明槽导流,底 孔 导 流,向家坝坝址原貌,底 孔 导 流,向家坝坝址原貌,修建中
9、的向家坝导流底孔及坝体缺口,底 孔 导 流,底 孔 导 流,工作中的向家坝导流底孔及坝体缺口,坝体缺口导流,预留缺口宽度和高度取决于导流设计流量、其他泄水建筑物的泄流能力、建筑物的结构特点和施工条件等。,在混凝土坝施工过程中，当其他泄流建筑物泄流能力不足时，可在未建成的坝体上预留缺口。,坝 体 缺 口 导 流,龙开口碾压混凝土重力坝坝体缺口及导流底孔,坝体导流缺口,导流底孔,明 渠 导 流,在第一期围堰的围护下先修建导流明渠，河水由缩窄的河床宣泄，导流明渠河床侧的边墙常用作第二期的纵向围堰；第二期施工时，河水由导流明渠下泄。,明渠的糙率,明渠的出口消能,导流明渠应尽可能与永久建筑物相结合,龚嘴
10、水电站明渠导流,1 一期围堰轴线 2 导流明槽3 二期上游横向围堰,7 非溢流坝段8 溢流坝段9 坝后式厂房10 地下式厂房,4 二期下游横向围堰5 二期纵向围堰6 导流底孔,天生桥二级水电站导流,天生桥二级水电站工程导流明槽布置图,1 导流明槽2 拦砂坎 3 1#、2#、3#引水隧洞轴线4 坝轴线5 纵向围堰（导流腽肭槽左边墙）6 二期上游围堰7 二期下游围堰,任务二 导流设计标准,（一）,（二）,（三）,导流建筑物级别:导流建筑物为施工期所用的临时挡水和泄水建筑物。,建筑物分属不同级别时，以最高级 别为准，III级至少有两项指标符合 要求,不同级别，应分别计算洪水标准、堰顶超高值、安全系数
11、,导流建筑物级别,任务二 导流设计标准,“导流标准”是选择导流设计流量进行施工设计的标准。“导流设计流量”是选择导流方案，设计导流建筑物的主要依据。,如果标准太低，不能保证工程施工安全；反之，则过于浪费，且延误工期。,我国所采用的导流标准，按现行规范水利水电工程施工组织设计规范SDJ33889（试行）执行。根据保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，再根据道路建筑物的级别和类型选定。,任务三 围堰工程,围堰按使用的材料分为,任务三 围堰工程,横向围堰,纵向围堰,过水围堰,不过水围堰,围 堰 应 满 足 的 条 件,具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度；,就地取材造价便宜，结构简单
12、,围堰的布置应力求使水流平顺；,围堰的接头和岸坡联结要安全可靠；,在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。,工程实例:三峡三期上游碾压混凝土围堰,任务三 围堰工程,龙滩水电工程下游碾压混凝 土围堰爆破现场,任务三 围堰工程,围堰的基本型式及构造,1、土石围堰,就地取材、造价低、易于施工和拆除一般用于横向围堰,（a）斜墙式（b）斜墙带水平铺盖式（c）垂直防渗墙式（d）灌浆贴合幕式,7 垂直防渗墙8 灌浆帷幕9 粘土心墙,1 堆石体2 粘土斜墙 3 反滤层,4 护面5 隔水层6 覆盖层,2、 草土围堰,造价低、一般适用于水深h6m，v3.0m/s,6 施工水位7 河床,1 水下堰体2 水上加高部分 3
13、草捆,4 散草铺土层5 设计挡水位,2、 草土围堰,7 河底8 散草铺土加高,1 草捆2 铺土层 3 散草,4 草绳5 飘浮楔形体前沿6 己建堰体或岸坡,草土转堰施工示意图（单位：m）,3、混凝土围堰,抗冲能力大、工程量小，允许过水，要求修建在基岩上，施工复杂，多采用重力式围堰（碾压混凝土浇筑)。混凝土拱围堰：两岸有较好的拱座条件。,河南省三门峡工程策略式混凝土纵向围堰（单位：m）,（a）平面图（b）A-A剖面,4、过水土石围堰,1 砂砾石地基2 反滤层 3 柴排护底4 堆石体,5 粘土防渗斜墙6 毛石混凝土挡墙7 回填块石8 干砌块石,上犹江水电站混凝土板护面过水土石围堰,9 混凝土护面板1
14、0 块石护面 11 混凝土护面板,12 粘土顶盖13 水泥灌浆14 排水孔,5、木笼围堰,框格木结构，内填块石。断面小，抗冲能力强；木材消耗大，木笼与基础面接触易渗流，H15m,6、钢板桩围堰,“一字形”钢板桩与异形连接板组成的格体和连弧段构成，格体和连弧段内填石料以维持围堰的稳定。可做过水围堰用、高度机械化、断面小、抗冲能力强、安全可靠、钢板桩可回收,每个格体为独立稳定单元，可以单独回填，已建的格体可以作为后期施工平台。格体直径和高度受钢板桩锁口允许拉力限制。格体的设计高度一般小于20m,可以通过延长隔墙的方式来增加围堰的有效高度（仅格体的圆弧半径受钢板桩锁口允许拉力限制）。适应较高水头、应
15、力均匀,圆形格形围堰 横向围堰,鼓形格形围堰 纵向围堰,具有1、2的优点，但结构复杂、施工难度大,花瓣形格形围堰,围堰的防渗与防冲,1 上游围堰2 纵向围堰,3 下游围堰4 上游涡流区,5 纵向涡流区6 下游涡流区,分段围堰法导流时的流态图,导 流 时 段 的 划 分,在工程施工过程中，不同阶段可以采用不同的施工导流方法和泄水建筑物。“导流时段”就是按照导流程序所划定的各施工阶段的延续时间。,不同导流方法组合的顺序，通常称为“导流程序”。,导流设计流量只有在导流标准与导流时段确定后，才能相应地确定。,导流时段的划分与河流的水文特性、水工建筑物的布置和型式、导流方案、施工进度等有关。,任务四截流
16、工程,在施工导流中，截断原河床水流，是为“截流”；为了截流，先在河床的一侧或两侧向河床中筑堤，该堤称为“戗堤”；这种向水中填筑戗堤的过程就是“进占”；填筑戗堤使河床不断地变窄，最后形成一个流速较大的缺口，叫做“龙口”；最终封堵龙口的过程，即是“合龙”；合龙后，戗堤虽高于水面，但其本身依然漏水，因此须在戗堤上设置防渗设施，该项工作即为“闭气”。,截 流 布 置 示 意 图,1 大坝基坑2 上游围堰3 下游围堰,4 戗堤5 底孔6 己浇混凝土坝体,（a）采用分段围堰底孔导流时的布置,（b）采用全段围堰隧洞导流时的布置,7 二期纵向围堰8 一期围堰的残留部分9 龙口,10 导流隧洞进口11 导流隧洞
17、出口,1 大坝基坑2 上游围堰3 下游围堰,（a）采用分段围堰底孔导流时的布置,（b）采用全段围堰隧洞导流时的布置,一、截 流 的 基 本 方 法,1、立堵法截流，是将截流材料从龙口一端向另一端或两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断。,立堵法截流,1 截流进占2 单向进占,（a）双向进占,（b）单向进占,1 截流进占2 单向进占,（a）双向进占,（b）单向进占,一、截 流 的 基 本 方 法,1 截流戗堤2 龙口3 覆盖层,（a）立面图,（b）横断面图,平堵法截流,4 浮桥5 截流体,平堵法截流特点,措施,使戗堤均衡上升，水力学指标好,需架设浮桥，而浮桥架设和锚固工作常常阻航，适用于
18、平原软基河流,平抛垫底的作用： 减少陆上进占水深、 减少堤头坍塌、 减小河底冲刷,立堵法截流特点,水流条件差，截流材料粒径较大，河床易冲刷。,施工速度快，现在截流以立堵为主。,需护河底。,二、截流日期和截流设计流量,确定截流日期应考虑以下要求：,二、截流日期和截流设计流量,截流日期由施工总进度决定，一般再枯水前期，截流设计流量选用：,龙 口 位 置 和 宽 度,龙口位置一般应考虑：,设在河床主流部位，并使截流前水流平顺；,选择耐冲的河床；,附近应有较宽阔的场地。,龙口的宽度应尽可能窄，但以不引起龙口和下游冲刷为限。,三、截流材料和备料量,截流材料应尽可能就地取材，如梢料、麻袋、草包、石料、土料
19、等，南方如卵石竹笼、砾石和杩槎等。实践证明，块石是主要材料。,截流水力条件差时，应用人工块体，如混凝土六面体、四面体、四脚体及混凝土构架。,三、截流材料和备料量,（a）混凝土六面体（b）混凝土四面体,截流材料,（c）混凝土四脚体（d）钢筋混凝土构架,工程实例: 截流龙口,龙 口 位 置 和 宽 度,截 流 工 地,大 江 截 流,任务五 基坑排水,基坑排水的基本任务,1,在围堰合龙或过水围堰过水之后，必须在一定时间内将残留在基坑内的积 水一次排出，即初期排水。,2,经常性排水，在基坑中的施工过程中，从围堰及地基渗透入基坑的渗流、降雨和施工废水等，必须不断排出。,3,经常性排水，为保持施工场地干
20、燥，有的工程必须为降低地下水位进行长期的抽水工作。,初期排水,一、初期排水,基坑积水（积水的计算水位，根据截流程序不同而异。应包括围堰堰体水下部分及覆盖地基的含水）,围堰堰体渗水（砼围堰可视为不透水）,地基渗水（渗水量与围堰结构型式、地基地质条件、防渗措施及初期排水时间长短有关）,围堰接头漏水,降雨汇水（可采用初期排水时段当月多年平均降雨量，换算为日均降雨量）,初期排水量计算,基坑水位降落速度及排水时间,水位下降不宜过快，防止渗透压力过大，造成边坡失稳，产生坍坡事故。,对土质围堰，开始排水时0.50.8m/d，接近排干时可允许达到1.01.5m/d。,排水时间，应考虑工期、水位允许下降速度、各
21、期抽水设备及相应电负荷均匀性等因素，一般大型基坑57d，中型基坑35d。,排水量计算步骤,以不同基坑水位的抽水强度乘以相应的区间排水时间之总和，便得到初期排水总量。在初步设计中，经常采用经验估算法，一般采用36倍的基坑积水计算。,1,绘基坑（单位时间）渗流量与水位关系曲线a,2,根据基坑允许下降速度，考虑不同高程的基坑面积后，求出积水排出强度曲线b,3,a、b 迭加（沿水平轴方向迭加），便可求得初期排水过程中的抽水强度曲线c （需排出的水量渗流量原有积水量）,4,根据基坑允许下降速度，确定初期排水时间。,试抽法,在实际施工中，制定措施计划时，常用试抽法来确定设备容量。采用试抽法，可能出现以下三
22、种情况：,水位不下降，可能是基坑有较大漏水通道或抽水容量过小，应查明漏水部位并及时堵漏，或加大抽水容量再试。,水位下降很快，表明原选用设备容量大，应关闭部分设备。,水位下降至某一深度后不再下降。此时表明排水量与渗水量相等，需增大抽水容量并检查渗漏情况。,排水方法,方法：固定（吸水高度6m）的水泵站抽水，结合排水系统水泵站的抽水能力：,排水总体积。,v,排水时间，限制在0.5m/d 1.0m/d以内。,t,抽水能力或排水强度（m3/s）,q,二、经常性排水,1、排水量组成,基坑渗水,降雨汇水,包括围堰堰体和地基渗水两部 分，计算较复杂,一般时段：多年年平均降雨量换算 为日平均降雨量。暴雨时段：多
23、年最大日降雨量。,施工弃水,砼养护用水，冲洗用水，冷却用水 (施工弃水量和降水量不重复计算),2、排水方式：,经常性排水有明沟排水和人工降低地下水位法两种。,明沟排水,适用于地基为岩基或粒径较粗，渗透系数较大的砂卵石覆盖层，在国内已建的水利水电工程中应用最多。,分两种 情况,基坑开挖期,保持干沟深11.5m，支沟0.30.5m。集水井在建筑物轮廓线外侧也可采用层层拦截，分级抽水。,1 出渣方向2 支 沟3 干 沟4 集水井5 抽 水,基坑开挖过程中排水系统布置,修建主体建筑物时期,1,排水沟在建筑物轮廓线外侧，距坑边坡脚不小于0.30.5m，一般沟底宽0.3m,沟深1m，底坡2。,2,集水井底
24、高程低于沟底12m，平面尺寸1.52m2,3,容积保证停泵1015min不漫溢，深度通常23m,4,井壁和沟壁防渗破坏。,修建建筑物时排水系统布置,1 围 堰2 集水井3 排水沟,4 建筑物轮廓线5 沟内水流方向6 河流,修建主体建筑物时期,修建主体建筑物时期,修建主体建筑物时期,(b)板桩加固的排水沟,排水沟剖面图,(a)坚实土层中的排水沟,(d)板桩加固的集水井,集水井剖面图,(c)框架支撑的集水井,管井法（人工降低地下水位）,管井法（人工降低地下水位）,管井法（人工降低地下水位）,管井法（人工降低地下水位）,井点法（井管和吸水管合二为一）,井点法（井管和吸水管合二为一）,由于措施不力或其他原因，造成地下水穿过薄弱土层形成泉眼，会影响施工。根据泉眼位置不同，采用不同的方法处置。,水利工程施工,谢谢观看,
