一建水利水电工程施工水流控制

本导图为一建水利水电第二章实务的全部内容，蓝色标记看过即可，粉色标记需要熟记熟背，大家加油一建，祝早日上岸！

1F412000水利水电工程施工水流控制

• 1. 施工导流标准
  • 导流建筑物
    • 临时性挡水建筑物
    • 泄水建筑物
  • 导流标准
    • 导流建筑物级别
    • 导流建筑物设计洪水标准
    • 施工期临时度汛洪水标准
    • 导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准
  • 导流建筑物级别（Ⅲ～Ⅵ）
    • 保护对象
    • 失事后果
    • 使用年限
    • 导流建筑物规模
• 2. 施工导流方式
  • 导流的基本方式
    • 分期围堰导流（混凝土）
      • 定义
        • 分段，就是在空间上用围堰将永久建筑物分为若干段进行施工
        • 分期，就是在时间上将导流分为若干时段
      • 示意图
        • （a）平面图；（b）下游立视图；（c）导流底孔纵断面图 1—一期上游横向围堰；2—一期下游横向围堰； 3—一、二期纵向围堰；4—预留缺口；5—导流底孔； 6—二期上下游围堰轴线；7—护坦；8—封堵闸门槽； 9—工作闸门槽；10—事故闸门槽； 11—已浇筑的混凝土坝体；12—未浇筑的混凝土坝体
      • 适用条件
        • 导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰
        • 河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物
        • 河床覆盖层不厚
        • 有通航要求或冰凌严重的河道
      • 导流内涵
        • 束窄河床导流
          • 通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。其泄水道是被围堰束窄后的河床。
        • 通过建筑物导流
          • 通过建筑物导流的主要方式，包括设置在混凝土坝体中的底孔导流、混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上低水头河床式径流电站可采用厂房导流等。这种导流方式多用于分期导流的后期阶段。
    • 一次拦断河床围堰导流（土石坝）
      • 适用条件
        • 枯水期流量不大，河道狭窄的河流
      • 导流内涵
        • 初期导流为围堰挡水阶段，水流由导流泄水建筑物下泄。
        • 中期导流为坝体临时挡水阶段，坝体填筑高度超过围堰堰顶高程，洪水由导流泄水建筑物下泄，坝体满足安全度汛条件。
        • 后期导流为坝体挡水阶段导流泄水建筑物下闸封堵，水库开始蓄水，永久泄水建筑物尚未具备设计泄流能力。
  • 泄水建筑物型式
    • 明渠导流
    • 隧洞导流
    • 涵管导流
    • 及施工过程中的坝体底孔导流
    • 淹没基坑法导流
    • 缺口导流
    • 不同泄水建筑物
    • 一个或组合
• 3. 辅助导流方式
  • 明渠导流
    • 这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。明渠具有施工简单，适合大型机械施工的优点；有利于加速施工进度，缩短工期；对通航、放木条件也较好。
    • 明渠导流 1—水工建筑物轴线；2—上游围堰； 3—下游围堰；4—导流明渠
    • 埃及阿斯旺坝利用水电站 引水渠和尾水渠导流 1—电站引水渠；2—电站尾水渠； 3—电站进水口；4—电站引水隧洞； 5—电站厂房；6—坝体； 7—上游围堰；8—下游围堰
  • 隧洞导流
    • 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。 这种导流方法适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。
    • 隧洞导流示意图 （a）隧洞导流；（b）隧洞导流并配合底孔宣泄汛期洪水 1—上游围堰；2—下游围堰； 3—导流隧洞；4—底孔； 5—坝轴线；6—溢流坝段； 7—水电站厂房
    • 青海省龙羊峡水电站隧洞导流 1—混凝土坝；2—上游围堰； 3—下游围堰；4—导流隧洞； 5—临时溢洪道
    • 毛家村水库导流隧洞与永久隧洞结合布置 1—永久隧洞；2—导流隧洞；3—混凝土堵头；
  • 涵管导流
    • 涵管导流（如下图所示）是利用涵管进行导流。适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。
    • 涵管导流示意图 （a）平面图；（b）上游立视图 1—上游围堰；2—下游围堰；3—涵管；4—坝体
• 4. 截流方法
  • 截流过程
    • 进占形成龙口—龙口范围加固—合龙—闭气
  • 截流方式
    • 平堵法
      • 平堵法截流 （a）立面图；（b）横断面图 1-截流戗堤；2-龙口；3-覆盖层；4-浮桥；5-截流体
    • 立堵法
    • 混合堵
      • 立平堵。为了充分发挥平堵水力条件较好的优点，降低架桥的费用，工程中可采用先立堵、后架桥平堵的方式
      • 平立堵。对于软基河床，单纯立堵易造成河床冲刷，往往采用先平抛护底，再立堵合龙的方案。此时，平抛多利用驳船进行
    • 其他选择
      • 截流落差不超过4.0m和流量较小时，宜优先选择单戗立堵截流
      • 截流流量大且落差大于4.0m和龙口水流能量较大时，可采用双戗、多戗或宽戗立堵截流
  • 减小截流难度的技术措施
    • 加大分流量，改善分流条件
    • 改善龙口水力条件
      • 双戗截流
      • 三戗截流
        • 利用第三戗堤分担落差
      • 宽戗截流
        • 只有当戗堤可以作为坝体（土石坝）的一部分时，才宜采用
      • 平抛垫底
    • 增大抛投料的稳定性，减少块料流失
    • 加大截流施工强度
    • 合理选择截流时段
      • 流量有明显下降的时候，不一定是流量最小的时段
• 5. 导流建筑物
  • 围堰的类型
    • 与水流方向的相对位置
      • 横向围堰
      • 纵向围堰
    • 导流期间基坑淹没条件
      • 过水围堰
      • 不过水围堰
    • 土石围堰的防渗结构形式
      • 斜墙式
      • 斜墙带水平铺盖式
      • 垂直防渗墙式
      • 灌浆帷幕式
    • 混凝土围堰
      • 挡水水头高
      • 底宽小
      • 抗冲能力大
      • 堰顶可溢流
    • 钢板桩格形围堰
      • 装配式钢板桩格形围堰适用于在岩石地基或混凝土基座上建造，其最大挡水水头不宜大于30m;
      • 打入式钢板桩围堰适用于细砂砾石层地基，其最大挡水水头不宜大于20m
  • 围堰的平面布置
    • 上、下游横向围堰的布置取决于永久性建筑物的轮廓。一般情况下，围堰背水坡坡脚距永久性建筑物基坑开挖轮廓线不宜小于10m，同时满足布置排水设施、道路交通以及堆放建筑材料和模板以及安放其他设备等需要。
    • 分期围堰法导流时，上、下游横向围堰一般不与河床中心线垂直。其平面布置通常为梯形，既有利于水流顺畅，也便于道路交通的布置和衔接。采用全段围堰导流时，围堰尽量与河床中心线垂直。
    • 当纵向围堰不作为永久性建筑物的一部分时，一般只留0.4～0.6m的距离
  • 土石围堰填筑材料
    • 均质土围堰填筑材料渗透系数不宜大于1×10^－4cm/s
    • 防渗体土料渗透系数不宜大于1×10^－5cm/s
    • 心墙或斜墙土石围堰堰壳填筑料渗透系数宜大于1×10^-3cm/s，可采用天然砂卵石或石渣
    • 围堰堆石体水下部分宜采用软化系数值大于0.7的石料
  • 围堰的接头和防冲
    • 土石围堰与岸坡的接头，主要通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法
    • 土石围堰与混凝土纵向围堰的接头，通常采用刺墙形式插入土石围堰的塑性防渗体中，并将接头的防渗体断面扩大
    • 防冲措施
      • 抛石护底
      • 铅丝笼护底
      • 柴排护底
  • 围堰防渗
    • 堰基覆盖层防渗处理方式
      • 覆盖层及水深较浅时，可设临时低围堰抽水开挖齿槽，或在水下开挖齿槽，修建截水墙防渗
      • 在满足渗透稳定的条件下，位于深厚覆盖层上的低水头围堰，可采用铺盖或悬挂式防渗型式
    • 围堰体防渗材料选择规定
      • 在挡水水头不超过35m时宜优先选用土工膜
      • 采用铺盖防渗时，堰基覆盖层渗透系数与铺盖土料渗透系数的比值宜大于50，铺盖土料渗透系数宜小于1×10^-4cm/s，铺盖厚度不宜小于2m
  • 土石过水围堰的防护
    • 过水围堰堰顶横河向宜做成两岸高、中间低断面型式
  • 围堰稳定及堰顶高程
    • 土石围堰边坡稳定安全系数
    • 重力式混凝土围堰、浆砌石围堰采用抗剪断公式计算
      • 安全系数K ’应不小于3.0
      • 排水失效时安全系数K’应不小于2.5
      • 抗剪强度公式计算时安全系数K应不小于 1.05
    • 堰顶安全超高
• 6. 基坑排水技术
  • 初期排水
    • 排水量组成
      • 基坑积水量
      • 抽水过程中围堰及地基渗水量
      • 堰身及基坑覆盖层中的含水量
      • 可能的降水量
    • 排水流量 Q＝ηV/T
      • Q—初期排水流量（m3/s）
      • V—基坑的积水体积（m3）
      • T—初期排水时间（s）
      • η——经验系数，η＝3～6
    • 水位降落速度
      • 对于土质围堰或覆盖层边坡，开始排水降速以0.5～0.8m/d为宜，接近排干时可允许达1.0～1.5m/d
    • 排水时间
      • 大型基坑可采用5～7d，中型基坑可采用3～5d
    • 设计时，取两者最小值这样设备冗余两大
  • 经常性排水
    • 排水量组成
      • 设计水头的渗流量
      • 覆盖层中的含水量
      • 排水时降水量
        • 降水量按抽水时段最大日降水量在当天抽干计算
      • 施工弃水量
  • 导流泄水建筑物
    • 导流明渠
      • 弯道半径不宜小于3 倍明渠底宽，进出口轴线与河道主流方向的夹角宜小于 30°
      • 明渠断面尺寸应根据导流设计流量及其允许抗冲流速等条件确定。
    • 导流隧洞
      • 导流隧洞弯曲半径不宜小于5倍洞径（或洞宽），转角不宜大于60°，且应在弯段首尾设置直线段，其长度不宜小于5倍洞径（或洞宽）。
    • 导流底孔
      • 宜布置在近河道主流位置。
      • 宜与永久泄水建筑物结合布置
      • 坝内导流底孔宽度不宜超过该坝段宽度的一半，并宜骑缝布置