大学课程《水利水电工程施工技术（第三版）》教学PPT课件：7 施工导游与水流控制

第七章第七章 施工导流与水流控制施工导流与水流控制本章内容本章内容v7.2.3龙口位置与宽度龙口位置与宽度v7.2.4截流抛投材料截流抛投材料3.施工排水施工排水 4.施工度汛及后期水施工度汛及后期水流控制流控制v7.4.1施工度汛施工度汛v7.4.2施工后期水流控施工后期水流控制制概概 述述1.施工导流施工导流 v7.1.1施工导流方法施工导流方法v7.1.2导流建筑物导流建筑物v7.1.3施工导流方案实例施工导流方案实例2.截流截流v7.2.1截流方法截流方法v7.2.2截流日期及设计流量截流日期及设计流量3第一节第一节 施工导流施工导流概概 述述为了建设水电站，往往要在河流中修建各种水工建筑物，并要对建筑物为了建设水电站，往往要在河流中修建各种水工建筑物，并要对建筑物的基础进行适当的处理，而大面积的基础处理和水工建筑物的施工，很的基础进行适当的处理，而大面积的基础处理和水工建筑物的施工，很难在流水中去完成，因此需要形成基坑，把水抽干，以创造难在流水中去完成，因此需要形成基坑，把水抽干，以创造干地施工干地施工的的良好条件。良好条件。为了抽干基坑的水，往往要用土石料或混凝土等维护着基坑，这就提出为了抽干基坑的水，往往要用土石料或混凝土等维护着基坑，这就提出了了围堰围堰的问题。的问题。截断水流筑围堰，就是要河水让路，这就必须安排原来河水的出路，因截断水流筑围堰，就是要河水让路，这就必须安排原来河水的出路，因此又提出了此又提出了导流及截流导流及截流的问题。的问题。在水工建筑物的施工过程中，又会遇到在水工建筑物的施工过程中，又会遇到航运、度汛等问题航运、度汛等问题在施工的后期，又需将临时泄水建筑物进行在施工的后期，又需将临时泄水建筑物进行封堵封堵，以，以蓄水发电蓄水发电或满足其或满足其他用水部门的需要。他用水部门的需要。概概 述述由此看来，施工导流就要解决施工全过程中由此看来，施工导流就要解决施工全过程中施工和水流之间的矛盾施工和水流之间的矛盾。这。这个矛盾解决不好，就要影响施工的安全、质量、进度和经济性。个矛盾解决不好，就要影响施工的安全、质量、进度和经济性。所以导流问题，是影响施工全局性的问题，也牵连到施工和水工建筑物所以导流问题，是影响施工全局性的问题，也牵连到施工和水工建筑物的布局，同时它又是安排施工总进度的主要依据之一，因此它的重要地的布局，同时它又是安排施工总进度的主要依据之一，因此它的重要地位是明显的。位是明显的。概概 述述概括地说：为了创造必要的施工条件和尽可能少影响国民经济各部门对概括地说：为了创造必要的施工条件和尽可能少影响国民经济各部门对用水的需要，对原河流各个时期的流水，采取用水的需要，对原河流各个时期的流水，采取导、截、拦、蓄、泄导、截、拦、蓄、泄等施等施工措施，按预定的方式、时间、地点、安全导向下游或部分拦蓄起来，工措施，按预定的方式、时间、地点、安全导向下游或部分拦蓄起来，称为河道水流的施工控制，简称称为河道水流的施工控制，简称施工导流施工导流。采取的措施采取的措施1.导导 如何将水流导向下游？如何将水流导向下游？2.截截 如何将原河床的水流拦断，使其按照我们如何将原河床的水流拦断，使其按照我们的意图下泄？的意图下泄？3.拦拦 如何在洪水来临时，拦住洪水，保证整个如何在洪水来临时，拦住洪水，保证整个水利枢纽的安全渡汛水利枢纽的安全渡汛?4.蓄蓄 如何在工程建设的中后期及时蓄水，保证如何在工程建设的中后期及时蓄水，保证工程的效益按时发挥？工程的效益按时发挥？5.泄泄 如何保证水流顺畅流向下游？如何保证水流顺畅流向下游？施工导流设计的主要任务施工导流设计的主要任务选定设计标准选定设计标准选择施工时段和导流流量选择施工时段和导流流量确定导流和截流方案确定导流和截流方案设计挡水、导水建筑物及施工过程中的度汛安排设计挡水、导水建筑物及施工过程中的度汛安排解决施工期河水满足综合利用要求的措施解决施工期河水满足综合利用要求的措施设计基坑排水设计基坑排水包括内容包括内容 坝址区的导流和截流坝址区的导流和截流 坝址区上下游横向围堰和分期纵向围堰坝址区上下游横向围堰和分期纵向围堰 导流隧洞、导流明渠、底孔及其进出口围堰导流隧洞、导流明渠、底孔及其进出口围堰 引水式水电站岸边厂房围堰引水式水电站岸边厂房围堰 坝址区或厂址区安全度汛、排冰凌和防护工程坝址区或厂址区安全度汛、排冰凌和防护工程 建筑物的基坑排水建筑物的基坑排水 施工期通航施工期通航 施工期下游供水施工期下游供水 导流建筑物拆除导流建筑物拆除 导流建筑物下闸和封堵。导流建筑物下闸和封堵。01施工导流施工导流一施工导流方法施工导流方法一、施工导流的基本方法一、施工导流的基本方法全段围堰法全段围堰法：水流通过河床外的临时或永久隧洞、明渠或河床内的涵管：水流通过河床外的临时或永久隧洞、明渠或河床内的涵管等往下游宣泄等往下游宣泄分段围堰法分段围堰法：水流通过被束窄的河床、坝底底孔、缺口或明槽等往下游：水流通过被束窄的河床、坝底底孔、缺口或明槽等往下游宣泄宣泄（一）全段围堰法（一）全段围堰法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。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。泄水道封堵。多用于多用于河床狭窄、基坑工作量不大、水深、流急难于实现分期导流河床狭窄、基坑工作量不大、水深、流急难于实现分期导流的地的地方。方。v当在大湖泊出口处修建闸坝时，有可能只筑上游围堰，将施工期间的当在大湖泊出口处修建闸坝时，有可能只筑上游围堰，将施工期间的全部来水拦蓄于湖泊中；全部来水拦蓄于湖泊中；v在坡降很陡的山区河道上，若泄水道出口的水位低于基坑处河床高程在坡降很陡的山区河道上，若泄水道出口的水位低于基坑处河床高程时，也无需修建下游围堰时，也无需修建下游围堰隧洞导流隧洞导流：山区河流山区河流，一般河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实，一般河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。但由于隧洞泄水能力有限，造价较高，一般在采用隧洞导流较为普遍。但由于隧洞泄水能力有限，造价较高，一般在汛期泄水时均另找出路或采用淹没基坑方案。导流隧洞设计时汛期泄水时均另找出路或采用淹没基坑方案。导流隧洞设计时，应尽量应尽量与永久隧洞相结合与永久隧洞相结合。视频：视频：天生桥一级水电站隧洞导流天生桥一级水电站隧洞导流 （1）隧洞导流）隧洞导流 a：适用条件：适用条件 流量小，河床狭窄，两岸地形陡峻，地质条件良好流量小，河床狭窄，两岸地形陡峻，地质条件良好 b：布置：布置 地质、水力学、力学、枢纽布置地质、水力学、力学、枢纽布置 洞轴线沿线地质条件良好洞轴线沿线地质条件良好 洞轴线宜按直线布置洞轴线宜按直线布置 转弯半径转弯半径5倍洞径、倍洞径、转角转角600 弯道首尾应设直线段，长度弯道首尾应设直线段，长度35倍洞径倍洞径 进出口引渠轴线与河流方向夹角进出口引渠轴线与河流方向夹角300 洞的大小洞的大小 净距（数量）满足结构和应力要求净距（数量）满足结构和应力要求（1）隧洞导流）隧洞导流c：断面设计：断面设计 地质条件、隧洞工作状况（有无压）、地质条件、隧洞工作状况（有无压）、施工条件施工条件 圆形圆形 高水头高水头 马蹄形马蹄形 地质条件差地质条件差 方圆形方圆形 有利于截流和施工有利于截流和施工d：糙率：糙率 混凝土衬砌混凝土衬砌 0.0140.017 光面爆破不衬砌光面爆破不衬砌 0.0250.032 一般爆破不衬砌一般爆破不衬砌 0.0350.044龙羊峡隧洞导流毛家村水库导流隧洞导流明渠导流明渠导流：在河岸或滩地上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，河水经：在河岸或滩地上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，河水经渠道下泄。渠道下泄。它用于它用于岸坡平缓或有宽广滩地的平原河道上岸坡平缓或有宽广滩地的平原河道上。若当地有老河道可利用或。若当地有老河道可利用或工程修建在弯道上时，采用明渠导流比较经济合理。工程修建在弯道上时，采用明渠导流比较经济合理。涵管导流涵管导流：一般在：一般在修筑土坝、堆石坝修筑土坝、堆石坝中采用，但由于涵管的泄水能力较小，中采用，但由于涵管的泄水能力较小，因此一般用于因此一般用于流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流任务流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流任务。渡槽导流渡槽导流：结构简单，但泄流量较小，一般用于：结构简单，但泄流量较小，一般用于流量小、河床窄、导流期短流量小、河床窄、导流期短的中小型工程。的中小型工程。（二）分段围堰法（二）分段围堰法分段围堰法分段围堰法(或分期围堰法或分期围堰法)，就是用围堰将水工建，就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工筑物分段分期围护起来进行施工。v所谓分段，就是从所谓分段，就是从空间上空间上用围堰将拟建的水工建筑物圈围用围堰将拟建的水工建筑物圈围成若干施工段。成若干施工段。v所谓分期，就是从所谓分期，就是从时间上时间上将导流分为若干时期。将导流分为若干时期。v导流的分期数和围堰的分段数并不一定相同。导流的分期数和围堰的分段数并不一定相同。图图7-5 分期导流示意图分期导流示意图(a)平面图；平面图；(b)剖面图剖面图1-坝轴线；坝轴线；2-上游横围堰；上游横围堰；3-纵向围堰；纵向围堰；4-下游横围堰；下游横围堰；5-第二期围堰轴线第二期围堰轴线图图7-6 导流分期与围堰分段导流分期与围堰分段(a)二期工程；二期工程；(b)三期工程三期工程、-表示施工分期表示施工分期分段围堰法分段围堰法前期由束窄的河道导流前期由束窄的河道导流，后期可利用事先修好的泄水建筑物后期可利用事先修好的泄水建筑物导流导流。常用泄水建筑物的类型有底孔、缺口等。常用泄水建筑物的类型有底孔、缺口等。分段围堰法导流，一般适用于分段围堰法导流，一般适用于河流流量大、槽宽、施工工期较长河流流量大、槽宽、施工工期较长的工程的工程中。中。视频：视频：分段围堰法分段围堰法 视频：视频：分段围堰法围堰填筑分段围堰法围堰填筑 视频：视频：三峡工程二段三期导流三峡工程二段三期导流 分段围堰法常用泄水建筑物分段围堰法常用泄水建筑物 底孔导流底孔导流 v采用底孔导流时，应事先在混凝土坝体内修好临时或永久采用底孔导流时，应事先在混凝土坝体内修好临时或永久底孔；然后让全部或部分水流流通过底孔宣泄至下游。底孔；然后让全部或部分水流流通过底孔宣泄至下游。如如系临时底孔，应在工程接近完工或需要蓄水时封堵。系临时底孔，应在工程接近完工或需要蓄水时封堵。v底孔导流挡水建筑物上部的施工可不受干扰，有利于均衡、底孔导流挡水建筑物上部的施工可不受干扰，有利于均衡、连续施工，这对修建高坝有利，但在导流期有被漂浮物堵连续施工，这对修建高坝有利，但在导流期有被漂浮物堵塞的危险，封堵水头较高，安放闸门较困难。塞的危险，封堵水头较高，安放闸门较困难。缺口导流缺口导流 v混凝土坝枢纽在施工过程中，为了保证在汛期河流暴涨暴落混凝土坝枢纽在施工过程中，为了保证在汛期河流暴涨暴落时能继续施工，可在兴建的坝体上预留缺口渲泄洪峰流量，时能继续施工，可在兴建的坝体上预留缺口渲泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落再修筑缺口，谓之缺口导流待洪峰过后，上游水位回落再修筑缺口，谓之缺口导流 二导流建筑物导流建筑物（一）导流建筑物设计流量（一）导流建筑物设计流量导流设计流量是选择导流方案，确定导流建筑物的主要依据。而导流建导流设计流量是选择导流方案，确定导流建筑物的主要依据。而导流建筑物设计洪水标准是选择导流设计流量的标准，即是施工导流的设计标筑物设计洪水标准是选择导流设计流量的标准，即是施工导流的设计标准。准。1.洪水设计标准洪水设计标准 1）导流建筑物设计洪水标准）导流建筑物设计洪水标准v导流建筑物根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模划分为导流建筑物根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模划分为级，具体按级，具体按导流建筑物级别划分