水运工程施工第二讲 导流、围堰
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截流时段及截流日期
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截流时段的选择原则
宜选择河道枯水期较小流量时段。 应考虑围堰施工工期,确保围堰安全度汛。 应考虑对河流的综合利用影响最小。 有冰情的河道截流时段不宜选在冰凌期。
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截流时段一般多选在枯水期前段,流量已有明显 下降的时候,而不一定选在流量最小的时刻。 在实际施工中,还须根据当时的水文气象预报及 实际水情分析进行修正,最后确定截流日期。 枯水期:
围堰
导流明渠、导流隧 洞、导流涵管、导 流底孔等
长江三峡大坝
三峡大坝高185米, 长2,309米。 总装机容量 1820万千瓦
2011.09
溪洛渡水电枢纽效果图
最大坝高278米 总装机容量1260万千瓦
2011.09
施工导流设计的主要任务:
选定导流标准,划分导流时段,确定导 流设计流量; 选择导流方案及导流建筑物的型式; 确定导流建筑物的布臵、构造及尺寸;
水下浇筑 预填骨料灌浆 碾压式 装配式
施工方法
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贵港航运枢纽水电站 纵向围堰充水段剖面图
贵港航运枢纽水电站 纵向混凝土围堰下游段剖面
混凝土重力式围堰----三峡
草土围堰
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草土围堰是以麦草、稻草和土料为主要材料构筑 的临时性挡水施工围堰。 草土围堰具有就地取材、施工方便、拆除容易、 适应河床变形、防渗性能好(尤其是在高含沙河 流中)等优点。 草土围堰可以在流水中施工,有散草法、捆草法 和埽捆法等方法。 一般适用于水深不超过6~8米,流速低于3.5米/ 秒的流水中。 沉陷量较大、草料易腐朽,使用时间一般不超过 2年。
钢板桩围堰施工现场
1 3
2
图 1 长江干流历史上的三次截流
截流工程
一、概念 二、截流的基本方法 • 1、戗堤法截流 :立堵、平堵、混合截 流 • 2、无戗堤截流 建闸截流、定向爆破截流、浮运结构截 流、预制混凝土爆破体、水力冲填等 三、截流时段及截流流量
截流的概念
1、定义—在导流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形成龙口,并 将龙口防护起来,待导流建筑物完工以后,择 时以最短时间将龙口堵住,截断河流。 2、截流过程 “戗堤”—为了截流,先在河床的一侧或两侧向 河床中筑堤,该堤称为戗堤;
施工简单、快速经济、干扰小。 单戗立堵截流常被优先采用。 水流条件较差,河床易冲刷,要求截流材料粒径较大,需 护河底。 端部进占工作面较小,施工强度受限制。
三峡、三门峡、漫湾、水口、小浪底、大朝山、 单宽流量随龙口缩窄而增大,直到最后 溪洛渡等。 接近合龙时急剧下降。
平 堵
沿龙口全线均匀地抛筑戗堤,逐层上
阿斯旺水坝导流
涵管导流
•
适用于导流流量
较小或只担负枯
水期的导流任务,
适用于土坝、堆
石坝,涵管埋入
坝下。
第二节 围堰工程
一、围堰的作用 二、围堰的施工特点 三、围堰分类 四、选择围堰型式的原则 五、几种围堰 1、土石围堰 2、混凝土围堰 3、草土围堰 4、木(竹)笼围堰 5、钢板桩围堰 6、充泥袋围堰
混凝土围堰
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宜建在岩石地基上,适用于纵向和横向过 水围堰,一般需在土石围堰的保护下进行 施工。 纵向围堰主要受基坑抗冲流速控制。 抗冲及抗渗性能好、底宽小、易于与永久 混凝土建筑物相连接。 必要时允许堰顶过水。 造价高、施工条件严格、工期长。
混凝土围堰的分类
结构型式
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重力式、空腹式、支墩式、拱式、圆筒式 干地浇筑
溪洛渡导流平面布置图
下游视角
上游围堰典型断面图
下游围堰典型断面图
贵港航运枢纽水电站
二期上游土围堰
贵港航运枢纽水电站
二期下游土围堰
土质心墙围堰----三门峡
土质斜墙围堰----葛洲坝
混凝土防渗墙围堰----三峡
黄龙滩土石过水围堰: 混凝土板护面、顺坡护底式溢流堰
Байду номын сангаас
土石过水围堰----天生桥
土石围堰的分类
材料组成 • 均质土围堰 • 土石混合围堰 防渗体结构 • 斜墙(带水平铺盖)围堰 • 斜心墙围堰 • 心墙围堰 • 垂直防渗围堰 防渗体材料 • 塑性 • 刚性
过水土石围堰
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在山区河流中,当洪枯流量和水位变幅均较大时,可采 用过水围堰。 过水围堰在汛期通过堰体宣泄部分洪水,可减少导流建 筑物的规模,其工程量和高度比全年挡水围堰小。 会因汛期淹没基坑而损失工期。 堰体形状:实用堰、宽顶堰 溢流面所用材料:混凝土面板、混凝土楔型体护面板、 大块石或石笼护面、块石加钢筋网护面、沥青混凝土面 板。 消能防冲方式:镇墩挑流式、顺坡护底式。
汛后退水时段(枯水期前段) 稳定枯水时段(枯水期中段) 旬前迎水时段(枯水期后段)
截流过程
① 第一阶段 预进占 ② 第二阶段 龙口保护
③ 第三阶段 龙口段进占(龙口合龙) ④ 第四阶段 闭气
戗 堤
龙口
戗 堤
图2 水文施测
视频1 长江三峡明渠截流特别工程措施
立 堵
一岸→另一岸;两岸→中间 束窄龙口 一般适用于大流量、岩基或覆盖层较薄的岩基河 床。对于软基河床如果护底措施得当,采用立堵 法截流也同样有效。 特点:
泄”
1. 导 2. 截
如何将水流导向下游? 如何将原河床的水流拦断,使其按照我们的意
图下泄?
3. 拦
4. 蓄 5. 泄
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? 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? 如何保证水流顺畅流向下游?
导流建筑物 导流挡水建筑物 导流泄水建筑物
1、分段围堰法导流(分期导流)
1)定义—分段围堰法导流亦称分期导流,就是用围堰将水 工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水 通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄。 两段两期采用较多。 2)挡水建筑物—上下游围堰、纵向围堰 3)泄水建筑物 束窄原河床,混凝土坝的坝体预留缺口、坝 体底孔,明槽,平原河道低水头河床径流电站的厂房等。 4)适用 流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建 混凝土坝枢纽时较为常用。 5)工程实例(图示)
龙羊峡水电站导流
毛家村水库导流
明渠导流
明渠导流是在河岸上开挖明渠,在基坑的上下游修筑围堰,河水 由明渠下泄。 1.布臵 1)明渠进出口应同上下游水流相连,与主河道的交角以 30o 为宜; 2)明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离,一般以50—100 米为宜; 3)明渠离基坑应有相当距离; 4) 明渠应尽可能与永久建筑物相结合 2.适用 岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形 3.实例
单宽流量较小,最大流速较小,流速分 升。 布较均匀。 适用于软基河床。 特点:
•水力学条件良好,抛投强度大。
•准备工作量大,需架设栈桥(浮桥、缆机),造价
高,浮桥架设和锚固工作常常阻航。
混合截流
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立平堵 先立堵、后架桥平堵。
平立堵
先平堵(平抛护底)、后立堵,适用于软基河流。 平抛垫底的作用:减少陆上进占水深、减少堤头 坍塌、减小河底冲刷。 丹江口,葛洲坝
3、截流是在河床中修筑横向围堰工作的一部分。
截流戗堤
• •
布臵
截流戗堤一般作为围堰堰体的一部分。 应考虑与围堰防渗体的关系,防止截流合龙时戗
堤进占抛投流失进入防渗部位。
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截流戗堤在上游围堰内的位臵,最好布臵在围堰 的背水侧。
截流戗堤
断面型式
梯形
堤顶宽度主要与抛投强度、行车密度和抛投方式 有关,通常为15~20m。有时为提高抛投强度,堤 顶宽度可达30m。
的深水中修建。
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目前一般不采用。
都江堰杩搓
都江堰捶笆
钢板桩围堰
适用于水深4m以上,河床覆盖层较厚的砂
类土、碎石土和半干性粘土,风化岩层等
基础工程。
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矩形、多边形、圆形等。 直形、Z形、槽形、工字形等,可作成单层 与双层围堰。
钢板桩围堰示意图
钢板桩围堰施工现场
钢板桩围堰施工现场
钢板桩围堰施工现场
堤顶高程按高于截流施工期当旬20年一遇最大流
量对应上游水位加0.5~1.0m控制。
两端高、中间低,顶面纵坡一般不大于5%,局部 不大于8%。 边坡由抛投料自然休止角决定。
戗堤法截流的过程
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整个截流过程包括戗堤的进占、龙口范围 的加固、合龙和闭气等工作。
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围堰堰体的抛填程序是堰体尾随截流戗堤 进占,截流后围堰全断面施工。
第二章 导流与基坑排水
第一节 导流
在河流上修建建筑物,施工期间往往与通 航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水 资源综合利用的要求发生矛盾。 在河流上修建水运工程时,为了使水 工建筑物能在干地上进行施工,需要用围 堰围护基坑,并将河水引向预定的泄水通 道往下游宣泄,这就是施工导流。
施工导流广义上可以概括为:“导、截、拦、蓄、
围堰分类
材料 •土石、混凝土、钢板桩、浆砌石、竹笼、木笼、草土 和水流方向的相对位臵 •横向、纵向 和坝轴线的相对位臵 •上游、下游
过水与否 •过水、不过水 施工条件 •干地施工、水下施工 施工时段 •枯水期挡水、全年挡水
选择围堰型式的基本原则
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具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度; 就地取材造价便宜、构造简单,修建、拆除都方便; 围堰的布臵应力求使水流平衡,不发生严重的局部冲 刷; 接头联接要安全可靠,不致发生集中渗漏破坏; 必要时,应设臵抵抗冰凌、船筏冲击破坏的设施; 设计标准不宜太高。
拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的 施工方法以及截断河床水流、拦洪渡汛 和基坑排水等措施。
导流工程内容体系
施工导流的基本方式 围堰工程
导流设计流量的确定(导流标准、导流程序)
导流方案的选择
截流工程
拦洪渡汛
蓄水计划与封堵技术
基坑排水
施工导流的基本方式
一、施工导流的基本方法(分段围堰法、全段
围堰法)
土石围堰
充分利用当地材料,对基础适应性强,施工工艺简单,拆除方 便。 通常作为横向围堰。 一般由支撑体、防渗体及过渡材料组成。 防渗体可选用土质心墙、土质斜墙、钢板桩心墙、混凝土心墙、 混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗墙、控制性灌浆防渗墙、沥 青混凝土防渗墙或土工膜等。 作纵向围堰时,防冲问题是难题,一般迎水面流速宜控制在 5m/s。 一般不作过水围堰
草土围堰断面示意图
1-戗土;2-土料;3-草捆
贵港航运枢纽水电站 一期堆石草土围堰断面
草土围堰工程实例
木(竹)笼围堰
木(竹)笼围堰是用圆(方)木或圆柱形竹
笼叠成的多层框架、填充石料组成的挡水结
构。
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施工简便,适应性广,与土石围堰相比具有
断面小、抗水流冲刷能力强。
•
一般用作分期导流的纵向围堰,可在10~15m
2、全 段 围 堰 法
1)定义—在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰,
令河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下 泄。主体工程完成或接近完成时,将临时泄水道封堵。 (图示)
2)挡水建筑物 —上下游围堰 3)与泄水建筑物对应的导流方法 A.隧洞导流
B.明渠导流 C. 涵管导流
适用于导流流量较小的河流或只担负枯水期的导流,一 般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。
分段围堰法
。
工程实例
三峡水利枢纽施工导流
2010.09
分期导流三峡平面布置
工程实例----三峡水利枢纽施工导流
三峡一期导流
2010.09
工程实例----三峡水利枢纽施工导流
三峡二期导流
2010.09
工程实例----三峡水利枢纽施工导流
三峡三期导流
2010.09
龚嘴水电站明渠导流
天生桥二级水电站导流
溪洛渡导流平面布置图
2010.09
2010.09
2010.09
隧 洞 导 流
隧洞导流是在河岸中开挖隧洞,在基坑的上下游 修筑围堰,河水由隧洞下泄。 1.布臵 1) 隧洞进出口应同上下游水流相连,与主河道的交角以 30o 为宜; 2)隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离,一般大于50 米; 3)导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。 2.适用 河谷狭窄的山区河流。 3.工程实例
围堰的作用
为永久建筑物创造干地施工条件; 与已完建的永久建筑物共同挡水,电站 提前在施工期发电;
•
与永久建筑物相结合,成为永久建筑物
的一部分。
围堰的施工特点
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大多在流水中修建,土石围堰下部(水下)填料 为直接向水中抛填施工,水上部分分层干填碾 压施工; 堰体抛填程序是堰体尾随截流戗堤进占,截流 龙口合龙后围堰全断面抛填施工; 施工程序为先填筑堰体,再施工防渗体; 汛前需抢筑至度汛高程; 需部分拆除。