第七章 施工导流与排水

第七章施工导流与排水

§1.施工导流：

一.施工导流概述：

（一）施工导流概念：

水工建筑物一般都在河床上施工，为避免河水对施工的不利影响，创造干地施工条件，，需要修建围堰围护基坑，并将原河道中各个时期的水流按预定方式加以控制，并将部分或者全部水流导向下游。这种工作就叫施工导流。

（二）施工导流的意义：

施工导流是水利水电工程建设中必须妥善解决的重要问题。主要表现是：

1.直接关系到工程的施工进度和完成期限；

2.直接影响工程施工方法的选择；

3.直接影响施工场地的布置；

4.直接影响到工程的造价；

5.与水工建筑物的型式和布置密切相关。

因此，合理的导流方式，可以加快施工进度，缩短工期，降低造价，考虑不周，不仅达不到目的，有可能造成很大危害。例如：选择导流流量过小，汛期可能导致围堰失事，轻则使建筑物、基坑、施工场地受淹，影响施工正常进行，重则主体建筑物可能遭到破坏，威胁下游居民生命和财产安全；选择流量过大，必然增加导流建筑物的费用，提高工程造价，造成浪费。

（三）影响施工导流的因素；

影响因素比较多，如：水文、地质、地形特点；所在河流施工期间的灌溉、贡税、通航、过木等要求；水工建筑物的组成和布置；施工方法与施工布置；当地材料供应条件等。

（四）施工导流的设计任务：

综合分析研究上述因素，在保证满足施工要求和用水要求的前提下，正确选择导流标准，合理确定导流方案，进行临时结构物设计，正确进行建筑物的基坑排水。

（五）施工导流的基本方法：

（六）基本方法有两种：

1.全段围堰导流法；

2.分段围堰导流法。

二.施工导流的全段围堰法：

（一）基本概念：

首先利用围堰拦断河床，将河水逼向在河床以外临时修建的泄水建筑物，并流往下游。因此，该法也叫河床外导流法。

（二）基本做法：

全段围堰法是在河床主体工程的上、下游一定距离的地方分别各建一道烂河围堰，使河水经河床以外的临时或者永久性泄水道下泄，主体工程就可以在排干的基坑中施工，待主体工程建成或者接近建成时，再将临时泄水道封堵。该法一般应用在河床狭窄、流量较小的中小河道上。在大流量的河道上，只有地形、地质条件受限，明显采用分段围堰法不利时才采用此法导流。

（三）主要优点：

施工现场的工作面比较大，主体工程在一次性围堰的围护下就可以建成。如果在枢纽工程中，能够利用永久泄水建筑物结合施工导流时，采用此法往往比较经济。

（四）导流方法：

导流方法一般根据导流泄水建筑物的类型区分：如明渠导流，隧洞导流，涵管导流，还有的用渡槽导流等。

1.明渠导流：

（1）概念：

河流拦断后，河道的水流从河岸上的人工渠道下泄的导流方式叫明渠导流（见152页图7—1）。

（2）适宜条件：

它多选在岸坡平缓、有较宽广的滩地、或者岸坡上有溪沟可以利用的地方。当渠道轴线上是软土，特别是当河流弯曲，可以用渠道裁弯取直时，采用此法，比较经济，更为有利。在山区建坝，有时由于地质条件不好，或者施工条件不足，开挖隧洞比较困难，往往也可以采用明渠导流。

（3）施工顺序：

一般在坝头岸上挖渠，然后截断河流，使河水由明渠下泄，待主体工程建成以后，拦断导流明渠，使河水按预定的位置下泄。

（4）导流明渠布置要求：

1）开挖容易，挖方量小：有条件时，充分利用山垭、洼地旧河槽，使渠线最短，开挖量最小。

2）水流通畅，泄水能力强：渠道进出口水流与河道主流的夹角不大于30度为好，渠道的转弯半径要大于5倍渠道底部的宽度。

3）泄水时应该安全：渠道的进出口与上、下游围堰要保持一定的距离，一般上游为30—50米，下游为50—100米。导流明渠的水边到基坑内的水边最短距离，一般要大于2.5—3.0H，H为导流明渠水面与基坑水面的高差。

4）运用方便：一般将明渠布置在一岸，避免两岸布置，否则，泄水时，会产生水流干扰，也影响基坑与岸上的交通运输。

5）导流明渠断面：一般为梯形断面，只有在岩石完整，渠道不深时，才采用矩形断面。渠道的断面面积应满足防冲和保证通过设计施工流量的要求。渠道过水断面面积可以按下式计算：

ω= Q / [ V ]

式中：

ω—渠道过水断面面积，（平方米）；

Q—设计施工流量（立方米/秒）；

[V]—导流明渠允许平均流速（米/秒）。可查阅有关渠道设计手册或者资料。

2.隧洞导流：

（1）方案原则：

在河谷狭窄的山区，岩石往往比较坚实，多采用隧洞导流（见152页图7—2）由于隧洞开挖与衬砌费用较大，施工困难，因此，要尽可能将导流隧洞与永久性隧洞结合考虑布置，当结合确有困难时，才考虑设置专用导流隧洞，在导流完毕后，应立即堵塞。

（2）布置说明：

在水工建筑物中，对隧洞选线、工程布置、衬砌布置等都作了详细介绍，只不过，导流隧洞是临时性建筑物，运用时间不长，设计级别比较低，其考虑问题的思路和方法是相同的，有关内容知识可以互相补充。（3）线路选择：

因影响因素很多，重点考虑地质和水力条件。

1）地质条件：

一般要避免隧洞穿过断层、破碎带，无法避免时，要尽量使隧洞轴线与断层和破碎带的交角要大一些。为使隧洞结构稳定，洞顶岩石厚度至少要大于洞径的2—3倍。

2）水力条件：

为使水流顺畅，隧洞最好直线布置，必须转弯时，进口处要设直线段，并且直线段的长度应大于10倍的洞径或者洞宽，转弯半径应大于5倍的洞径或者洞宽，转角一般控制在60度，隧洞进口轴线与河道主流的夹角一般在30度以内。同时，进出口与上下游围堰之间要有适当的距离，一般大于50米，以防止进出口水流冲刷围堰堰体。隧洞进出口高程，从截流要求看，越低越好，但是，从洞身施工的出渣、排水、土石方开挖等方面考虑，则高一些为好。因此，对这些问题，应看具体条件，综合考虑解决。

（4）断面选择：

隧洞的断面常用形式有圆形、马蹄形、城门洞形，从过水。受力、施工等方面各有特点，选择时可参考水工课介绍的有关方法进行。

（5）衬砌和糙率：

由于导流洞的临时性，故其衬砌的要求比一般永久性隧洞低，但是，考虑方法是相同的。当岩石比较完整，节理裂隙不发育的，一般不衬砌。当岩石局部节理发育，但是，裂隙是闭和的，没有充填物和严重的相互切割现象，同时岩层走向与隧洞轴线的交角比较大时，也可以不衬砌，或者只进行顶部衬砌。如果岩石破碎，地下水又比较丰富的要考虑全断面衬砌。为了降低隧洞的糙率，开挖时最好采用光面爆破。