二級建造師水利水電精講之施工導流

　　施工導流

　　1. 重點、難點內容

　　認清施工導流在水利水 電工程施工中的特殊地位與作用，重點掌握施工導流的基本方式，理解影響導流方式的主要因素，理解導流時段的劃分，理解導流設計標準及導流設計流量的確定， 理解導流工程布置與水力計算，理解導流方案的比較與選擇。理解圍堰平面布置與堰頂高程確定的方法，掌握圍堰的基本應用型式;圍堰形式很多，主要應掌握土石 圍堰和混凝土圍堰的適用條件，結構及布置。截流與圍堰關系密切，但因截流在施工導流中占有重要地位，又是施工總進度計劃的主要控制項目之一，主要應掌握立 堵截流方法與設計的主要問題。圍堰合龍閉氣以后，就要開始進行基坑排水，搞好基坑排水，可創(chuàng)造干地施工條件，主要應掌握初期排水與經常性排水的布置和計 算，以及明式排水方法。

　　2. 施工導流的概念

　　概括地說就是要采取“導、截、攔、蓄、泄”等施工措施，將河水流量全部或部分安全地導向下游，或者攔蓄起來，以保證樞紐主體建筑物能在干地上施工。這就是施工過程中的水流控制，習慣上稱為施工導流。

　　施工導流貫穿工程施工的全過程。它不僅影響施工總組織，而且也在很大程度上影響到樞紐布置與永久建筑物型式的選擇，成為水利水電樞紐總體設計的重要組成 部分。國內外工程實踐中，十分重視施工導流規(guī)劃的作用。正確合理的施工導流規(guī)劃，可以降低工程造價，加快施工進度。否則，會使工程施工遇到意外困難，甚至 引起工程失事。

　　3.施工導流方式

　　施工導流方式，也稱施工導流方法，大體上可分為兩種基本方式，即全段圍堰法和分段圍堰法。

　　全段圍堰法導流，這種導流方式又稱為一次攔斷法或河床外導流。其基本特點是主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導向旁側的泄水建筑物。視泄水建筑物的不 同，一次攔斷法又可進一步區(qū)分為隧洞導流、明渠導流、涵管導流等分段圍堰法導流，也稱分期圍堰法或河床內導流。但是，習慣上則多稱其為分期導流。

　　工程實踐中，兩段兩期導流采用得最多。根據(jù)不同時期泄水道的特點，分期導流方式中又包括束窄河床導流和通過已完建或未完建的永久建筑物導流(主要包括底孔導流、缺口導流、梳齒孔導流、廠房導流等)。

　　4 采用分段分期圍堰法導流時，什么叫“分段”?什么叫“分期”?二者之間有何異同?

　　所謂分段，就是將河床圍成若干個干地基坑，分段進行施工。所謂分期，就是從時間上將導流過程劃分成若干階段。分段是就空間而言的，分期是就時間而言的。 導流分期數(shù)和圍堰分段數(shù)并不一定相同，段數(shù)分得越多，施工越復雜;期數(shù)分得越多，工期拖延越長。因此，工程實踐中，兩段兩期導流采用得最多。

　　5. 什么是導流設計流量?如何確定不過水圍堰的設計流量?如何確定過水圍堰擋水期和過水期的設計流量?

　　導流設計流量的大小，取決于導流設計的洪水頻率標準和導流時段。在同一導流時段內導流設計標準愈高導流設計流量就愈大，在同一導流設計標準內洪水期的流量要大于枯水期的流量，通常將導流時段內的最大值作為導流設計流量。

　　對于不過水圍堰，如果圍堰需全年擋水，只要按規(guī)范選定導流洪水重現(xiàn)期標準，即可確定相應的設計流量。導流擋水與泄水建筑物的設計流量相同。

　　對于低水圍堰，按擋水時段內同頻率洪水作為圍堰和該時段導流泄水建筑物的設計流量。

　　對于過水圍堰，過水圍堰的特點是既擋水又過水，其工作條件包括擋水與過水兩種工 況(類似于溢流壩)。過水情況下的設計標準，顯然應與一般不過水圍堰擋 全年洪水時的標準相同。此標準主要用于堰體穩(wěn)定分析和結構計算，也用于所有導流泄水道的過水能力校核。擋水情況下的設計標準，一般以枯水期不過水為原則。 但具體選用什么樣的擋水流量，應通過技術經濟比較才能決定。

　　6. 采用分段圍堰法導流時，如何確定縱向圍堰的位置?

　　選擇縱向圍堰位置，實際上就是要確定適宜的河床束窄度。適宜的縱向圍堰位置與以下主要因素有關。

　　(1)地形地質條件 (2)水工布置 (3)河床允許束窄度 (4)導流過水要求 (5)施工布局的合理性

　　以上五個方面，僅僅是選擇縱向圍堰位置時應考慮的主要問題。如果天然河槽呈對稱形狀，沒有明顯有利的地形地質條件可供利用時，可以通過經濟比較方法選定縱向圍堰的適宜位置，使一、二期總導流費用最小。

　　7.影響導流方式選擇的因素有哪些?

　　影響導流方式選擇的主要因素有：

　　(1)水文條件。河流的水文特性，在很大程度上影響著導流方式的選擇。每種導流方式均有適用的流量范圍。除了流量大小外，流量過程線的特征、冰情和泥沙 也影響著導流方式的選擇。例如，洪峰歷時短而峰形尖瘦的河流，有可能采用汛期淹沒基坑方式;含沙量很大的河流，一般不允許淹沒基坑。束窄河床和明渠有利于 排冰;隧洞、涵管和底孔不利于排冰，如用于排冰，則在流冰期應為明流，而且應有足夠的凈空，孔口尺寸也不能過小。

　　(2)地形、地質條件。寬闊的平原河道，宜采用分期導流或明渠導流。河谷狹窄的山區(qū)河道，常用隧洞導流。每種導流方式適用的地形地質條件，前面已經談過，不再重復。

　　(3)樞紐類型及布置。分期導流適用于混凝土壩樞紐。因土壩不宜分段修建，且壩體一般不允許過水，故土壩樞紐幾乎不用分期導流，而多采用一次攔斷法。高 水頭水利樞紐的后期導流常需多種導流方式的組合，導流程序比較復雜。例如，峽谷處的混凝土壩，前期導流可用隧洞，但后期(完建期)導流往往利用布置在壩體 不同高程上的泄水孔。高水頭土石壩的前后期導流，一般是在兩岸不同高程上布置多層導流隧洞。如果樞紐中有永久性泄水建筑物，如隧洞、涵管、底孔、引水渠、 泄水閘等，應盡量加以利用。

　　(4)河流綜合利用要求。分期導流和明渠導流較易滿足通航、過木、排冰、過魚、供水等要求。采用分期導流方式 時，為了滿足通航要求，有些河流不能只分兩期束窄，而要分成三期或四期，甚至有分成八期的。我國某些峽谷地區(qū)的工程，原設計為隧洞導流，但為了滿足過木要 求，用明渠導流取代了隧洞導流。這樣一來，不僅遇到了高邊坡深挖方問題，而且導流程序復雜，工期也大大延長了。由此可見，在選擇導流方式時，要解決好河流 綜合利用要求問題，并不是一件容易的事。

　　8. 如何進行施工導流方案的比較與選擇?

　　(1)初擬基本可行方案

　　進行施工導流方案比較與選擇之前，應擬訂幾種基本可行的導流方案。擬訂方案時，首

　　先考慮可能采用的導流方式是分期導流還是一次攔斷。分期導流應研究分期多少，分段多少，先圍哪一岸。還要研究后期導流完建方式，是采用底孔、梳齒、缺口 或未完建廠房;一次攔斷方式是采用隧洞、明渠、涵管還是渡槽，隧洞或明渠布置在哪一岸。另外，無論是分期，還是一次攔斷，基坑是否允許被淹沒，是否要采用 過水圍堰等。在全面分析基礎上，排除明顯不合理的方案，保留幾種可行方案或可能的組合方案。當導流方式或大方案基本確定后，還要將基本方案進一步細化。

　　(2)方案技術經濟指標的分析計算

　　在進行方案比較時。應著重從以下幾個方面進行論證：導流工程費用及其經濟性;施工強度的合理性;勞動力、設備、施工負荷的均衡性;施工工期，特別是截 流、安裝、蓄水、發(fā)電或其他受益時間的保證性;施工過程中河道綜合利用的可行性;施工導流方案實施的可靠性等。為此，在方案比較時.還應進行以下工作，包 括水力計算、工程量計算與費用計算、 擬定施工進度計劃、施工強度指標計算與分析、河道綜合利用的可能性與效果分析等工作。

　　(3)方案比較與選擇

　　根據(jù)上述技術經濟指標，綜合考慮各種因素，權衡利弊，分清主次。既作定性分析，也作定量比較，最后選擇出技術上可靠、經濟上合理的實施方案。在比較選擇過程中，切忌主觀臆斷，輕率地確定方案。

　　在導流方案比較中，應以規(guī)定的完工期限作為統(tǒng)一基準。在此基礎上，再進行技術和經濟比較。既要重視經濟上的合理性，也要重視技術上的可行性和進度的可靠 性。否則，也就沒有經濟上的合理性可言?？傊瑧哉w經濟效益最優(yōu)為原則。有條件時，應采用現(xiàn)代系統(tǒng)分析方法。

　　9. 圍堰的平面布置應注意哪些問題?確定圍堰堰頂高程時，應注意哪些問題?

　　圍堰的平面布置是一個很重要的問題。如果平面布置不當，圍護基坑的范圍過大，不僅圍堰工程量大，而且會增加排水設備容量和排水費用;范圍過小，會妨礙主 體工程施工，影響工期;如果分期導流的圍堰外形輪廓不當，還會造成水流宣泄不暢，沖刷圍堰及其基礎，影響主體工程安全施工。

　　圍堰的平面布置主要包括外形輪廓和堰內空間兩個問題。外形輪廓不僅與導流泄水建筑物的布置有關，而且取決于圍堰種類、地質條件以及對防沖措施的考慮。堰內空間，也即基坑范圍大小，主要取決于主體工程的輪廓和相應的施工方法。

　　用分段圍堰法導流時，上、下游圍堰一般不與河床中心線垂直。圍堰的平面布置常呈梯形，既可使水流順暢，同時也便于運輸?shù)缆返牟贾煤豌暯?。當采用一次攔斷法導流時，上、下游圍堰不存在突出的繞流問題，為了減少工程量，圍堰多與主河道垂直。

　　縱向圍堰的堰頂高程，應與堰側水面曲線相適應。通常，縱向圍堰頂面往往作成階梯形或傾斜狀，其上、下游高程分別與相應的橫向圍堰同高。

　　有冰情河道上的堰頂高程，尚應考慮冰塞、冰壩可能造成的壅水高度。

　　采用土石圍堰時，圍堰防滲體頂部應比靜水位略高。斜墻式超高值為0.8～0.6m;心墻式為0.6～0.3m.

　　10. 截流設計的主要問題有哪些?

　　截流設計的主要問題有：

　　截流時段和設計流量的確定;截流戧堤軸線和龍口位置的選擇;截流方法選擇;截流水力計算;材料種類、尺寸與數(shù)量的確定;截流施工規(guī)劃;閉氣止水等。

　　11. 論述導流、截流、圍堰與基坑排水之間的關系。

　　施工導流貫穿工程施工的全過程，施工導流規(guī)劃，主要是劃分導流時段，選定導流標準，確定導流設計流量;選擇導流方案及導流擋水、泄水建筑物的型式，確定 導流建筑物的布置、構造與尺寸;擬定導流擋水建筑物的修建、拆除與泄水建筑物的堵塞方法。圍堰是主要導流擋水建筑物，圍堰形式很多，土石圍堰和混凝土圍堰 是最常用的結構型式。截流與圍堰關系密切，通常截流戧堤就是圍堰的一部分，截流在施工導流中占有重要地位，又是施工總進度計劃的主要控制項目之一。截流戧 堤合龍閉氣、培高加厚形成圍堰以后，就要開始進行基坑排水。搞好基坑排水，就可創(chuàng)造干地施工的條件。由此可見，貫穿始終的是施工導流，而截流、圍堰與基坑 排水之間，明顯存在依從關系，即由施工工藝程序決定的邏輯順序關系。