水利水电施工工程师手册《导流工程》- 第三章截流工程施工技术

"((() 5(-"
"4((
约 #-(
"(() 三戗立堵 0((
四面体
新洋港 淮河 46
0-696-%%
平立堵
柴石枕
"() "08自 卸汽车’
"48起 重 机 04) 9(8自
卸汽车
048自 卸汽车
卸汽车 驳船平抛
第一篇 导流工程
A@
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
? 双戗和双戗立堵截流=可分担总落差=改善截流难度=适用于落差大于&3/%<
4555555555555555555555555555555555555555555555555555
! 建 造 浮 桥 或 栈 桥 平 堵 截 流 "水 力 学 条 件 相 对 较 好 "但 造 价 高 "技 术 复 杂 "一
;:
水利水电施工工程师手册
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!"#$%年&’流 量 #((() "((((*%+,’落 差 "-$*’是 在 粗 沙 基 床 上 立 堵 成 功 的 例
子 . 对 于 落 差 较 大 的 可 冲 河 床 截 流 ’可 用 平 堵 先 垫 高 龙 口 或 护 底 ’或 用 多 戗 堤 分
试 验 或 参 照 类 似 工 程 经 验 拟 定 #一 般 立 堵 截 流 的 护 底 长 度 与 龙 口 水 跃 特 性 有 关 "
轴线 下 游 护 底 长 度 可 按 水 深 的 ’0 *倍 取 值"轴 线 以 上 可 按 最 大 水 深 的 两 倍 取
值 #护 底 顶 面 高 程 在 分 析 水 力 学 条 件 %流 速 %能 量 等 参 数 #以 及 护 底 材 料 后 确 定 #
$1)选 择 截 流 方 式 应 充 分 分 析 水 力 学 参 数 9施 工 条 件 和 难 度 9抛 投 物 数 量 和 性 质 =并 进 行 技 术 经 济 比 较 <
> 单 戗 立 堵 截 流 简 单 易 行=辅 助 设 备 少=较 经 济=适 用 于 截 流 落 差 不 超 过 &3/%< 但 龙 口 水 流 能 量 相 对 较 大 =流 速 较 高 =需 制 备 重 大 抛 投 物 料 相 对 较 多 <
&*(戗 堤 轴 线 应 根 据 河 床 和 两 岸 地 形 %地 质 %交 通 条 件 %主 流 流 向 %通 航 %过 木
要 求 等 因 素 综 合 分 析 选 定 "戗 堤 宜 为 围 堰 堰 体 组 成 部 分 #
&+(确 定 胧 口 宽 度 及 位 置 应 考 虑 ,
- 龙 口 工 程 量 小 "应 何 证 预 进 占 段 裹 头 不 遭 致 冲 刷 破 坏 #
从 +3世纪 .3年代开始9由于水利建设逐步转到大河流9山区狭谷落差大$A )3D&C流 量 大 9加 上 重 型 施 工 机 械 的 发 展 9立 堵 截 流 开 始 有 了 发 展 ’与 之 相 应 9 世界上对立堵水力学的研究也普遍开展:所以从 +3世纪 /3年代以来9立堵截流 在世界各国河道截流中已成为主要方式:截流落差大 .D 为常见9更高有达 )3D 的 :由 于 高 落 差 下 进 行 立 堵 截 流 9于 是 就 出 现 了 双 戗 堤 C三 戗 堤 C宽 戗 堤 的 截 流 方 法 :以 后 立 堵 不 仅 用 于 岩 石 河 床 9而 且 也 向 可 冲 刷 基 床 推 广 :如 法 国 塞 纳 河 截 流
. 河 床 水 深 较 浅 %覆 盖 层 较 薄 或 基 岩 部 位 "有 利 于 截 流 工 程 施 工 #
&/(若 龙 口 段 河 床 覆 盖 层 抗 冲 能 力 低 "可 预 先 在 龙 口 抛 石 或 抛 铅 丝 笼 护 底 "
增 大 糙 率 为 抗 冲 能 力 "减 少 合 龙 工 作 量 "降 低 截 流 难 度 # 护 底 范 围 通 过 水 工 模 型
水利水电施工工程师手册 《导流工程》
第三章 截流工程施工技术
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水利水电施工工程师手册
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第三章 截流工程施工技术
第一节 截流工程质量标准
一!截流工程施工概述
截流工程"图 #$%&是指在泄水建筑物接近完工时’即以进占方式自两岸或 一 岸 建 筑 戗 堤 "作 为 围 堰 的 一 部 分 &形 成 龙 口 ’并 将 龙 口 防 护 起 来 ’待 曳 水 建 筑 物 完 工 以 后 ’在 有 利 时 机 ’全 力 以 最 短 时 间 将 龙 口 堵 住 ’截 断 河 流 (接 着 在 围 堰 迎 水 面 投 抛 防 渗 材 料 闭 气 ’水 即 全 部 经 泄 水 道 下 泄 ( 与 闭 气 同 时 ’为 使 围 堰 能 挡 住 当 时 可 能 出 现 的 洪 水 ’必 须 立 即 加 高 培 厚 围 堰 ’使 之 迅 速 达 到 相 应 设 计 水 位 的 高 程 以上(
431 53/64
三戗立堵
500*’,
-1*四 面 体 -0*四 面 体
-*块 石 -0*四 面 体
1/*岩 块
直径 132 岩块
-/*块 石 串 1/*块 石 200:;以 下块石
二9截流工程质量标准
$-)河 道 截 流 是 大 中 型 水 利 水 电 工 程 施 工 中 的 一 个 重 要 环 节 <截 流 的 成 败 直 接 关 系 到 工 程 的 进 度 和 造 价 =设 计 方 案 必 须 稳 妥 可 靠 =保 证 截 流 成 功 <
最 早研究有关流水中石块运动的是杜布阿特"+,-.,/%012&(%113年艾里 "4567&证明’水流将砂粒沿河底推动的输移能力为水流流速 2次方的函数’享利
第一篇 导流工程
FE
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图 !"# 截流布置示意图
$%&采 用 分 期 导 流 时 ’$(&采 用 一 次 断 流 隧 洞 导 流 时 )* 大 坝 基 坑 ’+* 上 游 围 堰 ’,* 下 游 围 堰 ’-* 戗 堤 ’.* 底 孔 ’/* 已 浇 混 凝 土 坝 体 ’ 0* 二 期 纵 向 围 堰 ’1* 一 期 围 堰 的 残 留 部 分 ’2* 龙 口 ’)3* 导 流 隧 洞 进 口 ’))* 导 流 隧 洞 出 口
$-(
混凝土 四面体
048自 卸汽车
富春 七里垄
江
6(()
$6-6
$50 (-%50-6#
"(((
$
青铜峡 黄河
"-9#4-40
葛洲坝
长江
40(() 5(-"0
6%((
约约 %-( $-(
木笼
"-48块 石 平立堵 09 6%(( 串 %48铅
丝笼
立堵
048混 凝
拦石坝 %"0 "4(( 土四面体
龙羊峡 黄河
进占压束河床至 "(()0((*’再在平潮时用船投重型柴石枕加厚护底’抬高潜堤高度’
最后用捆帚进占合龙’在软基帚工截流上用平立堵结合方法取得了成功的经验.
国内外主要的截流工程及其主要参数见表 %1"和表 %10.
表 213 国内大型截流工程情况表
工程 名称
流量
河 流
水力指标
!*%+,&
龙口宽
日期
方
落差 流速 度!*&
-. 8-0000 177
凯特乐
加拿
135上 戗
大 -.5. &570 落差
双戗十铺 线立堵
鸟斯特伊 里姆斯克 苏 -.5. 1.40 &371 43/67
立堵 22 5/0
铁门
罗9
先立堵后
南 -.5. &100 &341 43-/ 273/ 栈桥平堵 .5 -1000
卡搏拉 英桑 巴萨 比克 -.41 -500
混凝土
盐锅峡 黄河 4#-9 5$( 996 9-9%0-4( 44-( 拦石栅 %$ "#(*%+7 四面体
048自 卸汽车
立堵管柱 丹江口 汉水 "#-"0 $9( %"( 0-55$-55 0%( 拦石栅 %-0
"48混 凝 土 0%(( 四面体
048自 卸汽车
刘家峡 黄河 $(-" 4((
0-0(
河 道 截 流 工 程 在 我 国 已 有 千 年 以 上 的 历 史 (在 黄 河 防 汛 !海 塘 工 程 和 灌 溉 工 程 上 积 累 了 丰 富 的 经 验 ’如 利 用 捆 厢 帚 !柴 石 枕 !柴 土 枕 !杩 杈 !排 桩 填 帚 截 流 ’不 仅 施 工 方 便 速 度 快 ’而 且 就 地 取 材 ’因 地 制 宜 经 济 适 用 (解 放 后 ’我 国 水 利 建 设 发 展 很 快 ’江 淮 平 原 和 黄 河 流 域 的 不 少 截 流 堵 口 !导 流 堰 工 程 多 是 采 用 这 些 传 统 方 法 完 成 的 ( 此 外 ’还 广 泛 采 用 了 高 度 机 械 化 投 块 料 截 流 的 方 法 (
截 流 工 程 是 整 个 水 利 枢 纽 施 工 的 关 键 ’它 的 成 败 直 接 影 响 工 程 进 度 (如 失 败 了 ’就 可 能 使 进 度 推 迟 一 年 ( 截 流 工 程 的 难 易 程 度 取 决 于 )河 道 流 量 !泄 水 条 件 * 龙口的落差!流速!地形地质条件*材料供应情况及施工方法!施工设备等 因 素( 因 此 事 先 必 须 经 过 充 分 的 分 析 研 究 ’采 取 适 当 措 施 ’才 能 保 证 截 流 施 工 中 争 取 主 动 ’顺 利 完 成 截 流 任 务 (
设计 实测
施工强 合龙 法 历时 度!*%+ 投抛料
昼夜
!*&!*+,&
三门峡 神门
黄河
45-"" 月 "((( 0(%(0-#66-0"
立堵钢管 $(-( 拦石栅
%%7
"48混 凝 土 $((( 土四面体
施工设备
048自 卸汽车
枯溪 资水 45-"0 0(( 5( (-46 0-6 "0-(
竹笼
立堵管柱
表 !"# 国外大型截流工程情况表
单宽水
名称
国 别
日 流量 落差 期 $%&’() $%)
流速 流能量
$%’()
历时 强度 方法
$,) $%&’昼夜)
投抛料
$*+ %’()
麦克纳里 美 -./0 &.10 23456/32 .3- 2&3. 缆机平堵 -220
古比雪夫 苏 -.// &700 -3.& /3/ 534 浮桥平堵 27 1&400
护底度根据最大可能冲刷宽度加一定富裕值确定#
&1(截 流 抛 投 材 料 选 择 原 则 ,
顶宽 45%
达勒斯 美 -./5 &170 -3/
斯大林
格勒
苏 -./7 2/00 1304
23/
戗堤立堵 .00 4000
浮桥上 /37 &3// 平堵 12 5&000
布拉兹克 苏 -./. &500 &3/ 鸠比亚 巴西 -.55 &.00 13&
434 立堵为 -00 栈桥 平堵为 平立堵 -131 立堵
$45678&曾进行立方体的 冲 动 实 验9证 实 了 艾 里 的 论 断:)12/年 胡 克 $4;;<57& 又通过球体试块证实艾里的理论:自 )2,+年到 )2,/年伊兹巴什$=>(%?@&在这基 础 上 发 展 了 流 水 中 抛 石 筑 坝 的 理 论9提 出 了 水 流 中 抛 石 的 稳 定 系 数’)2-2年 又 对平堵截流提出了有指导意义的设计理论和计算方法:这个时期的特点是大多 以平堵完成截流:投抛料由普通的块石发展到使用 +3A,3B重的混凝土四面体C 六 面 体 C导 形 体 和 构 架 等 :
和 龙 口 落 差 ’借 以 减 轻 大 流 量 高 落 差 下 可 冲 刷 河 床 上 立 堵 的 难 度 .
我 国 在 继 承 了 传 统 的 立 堵 截 流 经 验 的 基 础 上 ’根 据 我 国 实 际 情 况 ’绝 大 多 数
河道截流工程都是用立堵法完成的.
我国在海河/射阳/新洋港等潮汐口修建断流坝时’采用柴石枕护底’继而用梢捆
般不常选用#
$ 定 向 爆 破 %建 闸 等 方 式 只 有 在 条 件 特 殊 %充 分 论 证 后 方 宜 选 用 #
&’(河 道 截 流 前 "泄 水 道 内 围 堰 或 其 他 障 碍 物 应 予 清 除 )因 水 下 部 分 障 碍 物
不 易 清 除 干 净 "会 影 响 泄 流 能 力 增 大 截 流 难 度 "设 计 中 宜 留 有 余 地 #