施工导流 水利

第一章施工导流

概述

一．施工导流及其重要性

1．进行施工导流的原因

水利水电枢纽工程中的主体建筑物一般都是在河流中兴建并能在干地上施工；

施工期间河水照样流向下游；

施工期间水的综合利用；

2．如何进行施工导流（如何进行水流控制）

导、截、拦、蓄、泄

①施工导流定义：即施工过程中的水流控制，通常称为施工导流，是为了创造必要的施工条件和尽量满足各部门用

水要求，将原河流的各个时期的来水按预定方式、时间、地点部分或全部地安全导向下游或拦蓄起来。

②施工导流的重要性：

影响枢纽布置与永久建筑物型式的选择；

影响施工总组织；

影响工程的安危；

对国民经济和水资源的综合利用有直接影响。

二．导流设计所需资料

1．气象水文资料

2．坝区地形地质条件

3．水工建筑物设计资料

4．当地建筑材料资料

5．其他

三．导流设计的成果与任务

导流、截流、围堰与基坑排水

1．划分导流时段、选定导流标准，确定导流设计流量

2．选择导流方案及导流挡水、泄水建筑物型式，确定导流建筑物的布置、构造与尺寸

3．拟定导流挡水建筑物的修建、拆除与泄水建筑物的堵塞方法以及河流截流、拦洪渡汛和基坑排水。

第一节施工导流的基本方法

一．全段围堰法

1．方法：又称一次拦断法或河床外导流，主河道被全段围堰一次拦断，水流被导向旁侧的泄水建筑物。

2．适用：多用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。3．泄水道类型：①隧洞导流：适用于两岸陡峻、山岩坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流或有永久性隧洞可供利

用。

②明渠导流：适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道。在山区河道上如河槽形状明显不对称。

③涵管导流：多用于中小型土石坝工程，导流流量不超过1000m3/s

④渡槽导流：一般适用于小型工程的枯水期导流，导流流量不超过20~30 m3/s，个别达100 m3/s。二．分段围堰法

1．方法：又称分期围堰法或河床内导流，分期就是将河床围成若干个干地施工基坑，分段进行施工。分期就是从时间上将导流过程划分成阶段。

2．适用：河床较宽，流量大，工程工期较长的情况，易满足通航、过木、排冰等要求。

3．泄水道类型：①束窄河床导流

②底孔导流

③缺口导流

④梳齿导流

⑤厂房导流

第二节导流工程的布置

导流工程包括泄水建筑物和挡水建筑物

一．隧洞导流

1．平面布置：主要指隧洞线路选择，一般可参照以下原则：

①应将隧洞布置在完整、新鲜的岩石中，避免洞轴线与岩层、断层、破碎带平行，洞轴线与岩石层面

的夹角最好在45o以上，层面倾角也以不小于45o为宜。

②隧洞线路尽量顺直，当河岸弯曲时，隧洞宜布置在凸岸。

③若有转角，转弯半径应大于5倍洞宽，转弯折角应小于60o。在弯道的上下游应设置直线段过渡，长

度应大于5倍洞宽。

④进出口与河床主流流向的交角不宜太大，出口交角宜小于30o，上游进口可酌情放宽。

⑤当采用两条以上的导流隧洞时。可将它们布置在一岸或两岸。一岸双线隧洞间的岩壁厚度一般不应小

于开挖洞径的两倍。

⑥隧洞进出口距上下游围堰坡叫应有足够的距离，一般50m以上。

2．进出口高程与断面型式

①进口处顶部岩层厚度通常在1～3倍洞径。

②进出口底部高程应考虑洞内流态、截流、放木等要求。一般出口底部高程与河床齐平，有压隧洞底坡

1‰～3‰居多。

③隧洞的断面型式主要取决于地质条件和设计流态。洞身断面常用门洞型，有时也用圆形或马蹄形。二．明渠导流

1．明渠布置原则：

①尽量利用地形，使明渠工程量小，尽量避免通过不良地段。在河滩上开挖明渠，一般均需设置外侧

墙。

②明渠轴线应顺直，以使渠内水流顺畅平稳。应避免s形弯道。对于软基上的明渠，渠内水面与基坑水

面之间距离应大于两水面高差的（2.5～3.0）倍。

③导流明渠应尽量与永久明渠相结合。

④须考虑明渠挖方的利用。

⑤防冲问题

⑥明渠设计中应考虑可能采用的封堵措施。

三．底孔及坝体缺口导流

1．底孔导流

①孔口尺寸与布置方式：孔口总过水面积由水力计算确定，坝高70m以下，底孔宽应小于坝段宽60%，

坝高70m以上，底孔宽应小于坝段宽50%；导流底孔形状多为方形或方圆形，高宽比2∶1～1.5∶1。

②孔口高程：导流底孔高程一般比最低下游水位低一些，一般布置在枯水位之下（2～4）m或接近原河床，

主要根据通航、过木及截流要求。

2．坝体缺口导流：缺口宽度与高程主要由水力计算确定。如缺口位于底孔之上，孔顶板厚应大于3m ，相邻缺口高程不

超过4～6m 。

四．涵管导流

涵管导流的水力学问题与导流底孔、隧洞相似，但应注意以下问题。 1．应使涵管坐落在基岩上。大中型涵管应有一半高度埋入为宜。

2．涵管外壁与大坝防渗土料接触部位，应设置截流环以延长渗径，环间距可取10～20m ，环高1～2m ，厚0.5～0.8m 。 3．大型涵管断面也常用方圆形

五．分期导流纵向围堰布置

1．导流程序：①先围有浅滩的一岸，利于初期通航和洪水宣泄，以及初期施工组织，由简至繁。

②一期工程中应包括可用于导流的永久泄水建筑物或可布置底孔、缺口、梳齿的砼段。 ③一期基坑最好与工地的主要对外交通线及施工场地同岸。 ④对中、低水头枢纽尽量先围有厂房、船闸的一岸。

2．纵向围堰位置选择

选择纵向围堰位置，实际上就是要确定适宜的河床束窄度K=

%1001 A

A

一期束窄度一般40％～70％。①在岩基和覆盖层小于3m 的河床，可控制在40％～60％，如新安江、西津为60％。

青铜峡达70％；

②如河床较宽，且纵向围堰建在覆盖层上，一般取30％～40％，如大化为40％ ③但在大江大河修建纵向围堰影响因素较多，一期围堰束窄度宜30％，如葛洲坝25％，

三峡30％。

适宜的纵向围堰位置与以下主要因素有关：

①地形地质条件：河心洲、浅滩、小岛、基岩等可供布置纵向围堰的有利条件。 ②水工布置：尽可能利用厂坝、厂闸、闸坝等建筑物之间的隔水导墙。

③河床允许束窄度：允许束窄度主要与河床地质条件和通航要求有关。束窄流速常可允许达3m/s 。 ④导流过水要求：一期基坑中所有布置的泄水建筑物能否满足宣泄二期导流流量的要求，由一期转入二期施工时截流落差是否太大。

⑤施工布置的合理性：各期基坑中施工强度应尽量均衡。

——束窄河床的平均流速，m/s ； Q ——导流设计流量

/s ；

——侧收缩系数；单侧收缩采用0.95，两侧收缩采用0.9。

由于围堰将河床束窄，破坏了原来的水流状态，在束窄段前产生水位壅高，见图分段围堰束窄段水力计算图，其壅高值可由下式计算

——流速系数，随围堰的平面布置型式而定，当平面布置是矩形时，取0.75～0.85；为梯形时，取0.80～