水利水电施工组织设计专项方案模块48施工度汛.docx

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水利水电施工组织设计专项方案模块48施工度汛

施工度汛

第一节概述

水利水电工程施工工期长，一般要经历施工准备期、主体工程施工期、工程完建期等阶段，时间长达数年甚至十多年，施工期间每年汛期会遭遇洪水，甚至会遭遇设计标准洪水或超标准洪水的袭击，度汛贯穿施工全过程。

主体工程施工初期由围堰挡水，保护大坝等建筑物施工；随着大坝等挡水建筑物不断升高，一方面其自身抵御洪水的能力在不断提高，另一方面其相应的拦洪库容也在增大，一旦失事，将对工程安全和下游人民生命财产安全带来巨大灾害。

因此，在整个施工期内，无论从保护工程建筑物自身安全和施工进度，还是从由此而带来的对下游的危害性考虑，都必须保证工程安全度汛。

水利水电工程施工安全度汛，一方面是指在工程施工导流规划设计阶段和工程施工过程中，对施工各期的导流和度汛做出周密妥善的安排；另一方面是指工程施工过程中，由于施工进度拖后或遭遇超标准洪水时采取的度汛措施。

施工期内，工程度汛项目包括建筑物度汛和辅助设施度汛。

建筑物度汛包括挡水建筑物、泄水建筑物度汛。

挡水建筑物主要包括围堰、大坝（包括溢洪坝、河床式或坝后式电站厂房、升船机坝段等）；泄水建筑物主要包括导流隧洞、导流明渠、放空洞、导流底孔、溢洪道、泄洪洞、坝体预留缺口等。

辅助设施主要包括施工营地、场内道路、砂石混凝土系统、存料场、弃渣场、采石场等。

度汛失事是令人担心的，原因是：

①由于洪水变化等因素难以精确预测，国内外大坝的施工度汛失事的例子时有发生；②一旦发生失事，不仅使部份已建工程冲坏而前功尽弃，而且将导致推迟发电，同时也会给下游的工农业生产和居民的安全带来灾难。

根据国内外有关资料可知，大坝度汛失事原因有如下几方面：

①超标准洪水的袭击；②库区大滑坡产生较大涌浪的冲击；③污物或大塌方堵塞泄水建筑物；④施工进度拖后，挡水建筑物未按时达到预定的高程；⑤设计和计算失误；⑥施工质量差，产生裂缝、不均匀沉陷、管涌、流土而导致事故；⑦认识不足，或明知有问题而不去解决；⑧地震或其它因素。

水利水电工程施工过程中，必须充分重视施工安全度汛。

施工各阶段和每一个年度，建设单位均应会同设计单位制定度汛计划，提出安全度汛措施，并上报上级主管部门和防汛部门批准实施。

建设各方应组织临时防汛机构，分工负责，作好水情预报，备齐防汛抢险物料，组建防汛抢险队伍，做到有备无患，确保安全度汛。

另外，在重视工程安全度汛的同时，还应重视相应的移民进度的落实，做到工程实施与移民进度并重。

第二节常用度汛方案及选择

1.常用的度汛方案

1.1围堰度汛

围堰包括挡水和过水两种度汛方式.

（1）围堰挡水度汛

围堰挡水度汛分两种情况：

围堰采用较高的全年挡水标准，在坝体等挡水建筑物施工达到一定高程前，洪水由围堰拦挡，在围堰保护下基坑不被淹没，汛期坝体等建筑物不间断施工；

坝体等可在截流后一个枯水期上升至具备挡水条件，围堰可只挡枯水期一定标准的流量，至汛期坝体能拦挡相应度汛标准的洪水，围堰已失去挡水作用。

（2）围堰过水度汛

围堰设计标准为拦挡枯水期洪水，即枯期由围堰挡水，汛期在坝体等挡水建筑物不具备挡水条件前围堰和基坑过水，坝体等挡水建筑物全部停工或部分停工。

1.2坝体度汛

坝体度汛包括过水和挡水两种度汛方式。

（1）坝体过水度汛

采用过水围堰施工的坝体，在坝体不具备挡水条件前，汛期采用坝体和围堰过水的方式度汛。

坝体过水方式有全坝体过水和预留缺口过水方式。

全坝体过水时坝体汛期停工；预留缺口过水时，缺口两侧坝体可在汛期继续施工。

（2）坝体挡水度汛

在坝体具备挡水条件后，开始由坝体挡水度汛。

坝体挡水分临时断面挡水和全断面挡水两种方式。

1.3坝体后期度汛

导流泄水建筑物封堵后，如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力，汛前坝体上升高度应满足拦洪要求，帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。

2.影响度汛方案的因素

影响度汛方案的因素较多，主要有如下几方面：

（1）水文特性

径流量的大小、洪枯流量的变幅、洪枯水时段的长短、洪水峰量及出现的规律等均直接影响工程度汛方案。

对于大流量的河流，特别是洪枯水位变幅较大的河流，当不具备分期导流条件时，如采用隧洞泄流、全年挡水围堰的导流方式，则围堰和导流隧洞的规模和工程量均较大，不经济，甚至可能由于导流工程施工工期长、围堰在一个枯水期内难以修筑完成等，影响工程总工期和加大工程施工难度，而且大坝又难以在截流后的一个枯水期内施工至具备挡水条件，此时，宜采用过水围堰，枯水期由围堰挡水，截流后至大坝具备挡水条件前，汛期围堰和坝体过水度汛。

对于流量较小，洪枯水位变幅不大的河道，当截流后一个枯水期坝体不能施工至具备挡水条件时，宜采用全年挡水的不过水围堰，以争取更多的有效工期；当截流后一个枯水期坝体能施工至具备挡水条件时，可采用挡枯水时段的围堰，汛期由坝体挡水度汛。

（2）主体工程的型式与布置

水工建筑物的结构型式、总体布置、主体工程量等，是影响工程度汛方案选择的主要因素之一。

对于均质土坝、心墙土石坝、斜墙土石坝、面板堆石坝及面板砂砾石坝等土石坝，坝面过水对坝体施工影响较大，坝面保护难度大，一般不采用坝面过水度汛方式。

通常采用的主要度汛方式为：

坝体在截流后一个枯水期内可以填筑至具备挡水条件时，采用枯水期围堰，汛期由坝体挡水度汛；

坝体在截流后一个枯水期内不能填筑至具备挡水条件时，采用全年挡水围堰，在坝体不具备挡水条件前，由围堰挡水度汛，坝体具备挡水条件后，由坝体挡水度汛。

但如果经过经济技术论证，必须采取坝体过水度汛时，在采取可靠保护措施后，也可采用坝体过水度汛方式。

对于混凝土面板堆石坝，可利用垫层料挡水，有利于在截流后抢填挡水经济断面。

同时，面板堆石坝坝体为堆石体，抵抗水流冲刷能力较强，坝体过水度汛时，坝面保护工作量相对较小。

因此，面板堆石坝一般采用枯水期围堰挡水，坝体主要度汛方式为：

对于中、小型面板堆石坝，在截流后一个枯水期坝体一般可填筑临时断面至具备挡水条件，宜采用枯水期围堰，汛期由坝体挡水度汛，如江西东津面板堆石坝、湖北西北口面板堆石坝等；

对于大型面板堆石坝，一般在截流后一个枯水期内难以填筑至具备挡水条件，在坝体不具备挡水条件前，宜采用坝体过水度汛方式。

面板堆石坝采用坝面过水度汛时，对位于较窄的河道上的坝体，宜采用全坝过水方式，如水布垭水电站面板堆石坝河床宽度仅约100m，2003年采用全坝体过水度汛，汛期坝体填筑全面停工；对位于较宽广河道上的坝体，宜采用留缺口过水方式，如天生桥一级电站面板堆石坝1996年采用预留120m缺口过水度汛，缺口两侧可继续施工。

在采用经济断面挡水和预留缺口过水时，应注意坝体上、下游和左、右侧坝体的填筑高差不能过大，以免造成坝体的不均匀沉陷，对坝体、周边缝的变形和坝体、面板应力造成不利影响。

对于混凝土坝（重力坝、拱坝、支墩坝、空腹坝、大头坝等）一般是允许坝体过水的，在坝体不具备挡水条件前，一般采用预留缺口过水度汛方式。

混凝土高拱坝一般不宜过水，通常采用全年挡水围堰，且围堰使用期较长，必须采用较高的导流标准，导流工程规模较大。

如二滩工程，双曲拱坝高240m，以30年重现期洪水流量作为围堰挡水标准，围堰高达59m，用2条17.5m×23m（宽×高）的特大型隧洞导流。

但如采用导流建筑物规模过大，以致在工期和经济上得不偿失，有时甚至在技术上、施工布置上也不可行时，也可采用枯水期围堰，在坝体不具备挡水条件时，由围堰和坝体过水度汛。

由于拱坝结构（厚度）的不同，对坝体过水的要求有所区别，应研究基坑或坝体在汛期的过流情况，特别是对薄拱坝，一般不通过坝身泄水，因此在坝体过水时，要求坝体断面尺寸、应力分布及抗冲性能等必须与过水流态相适应。

河床式电站厂房在尾水管以上部分未修建时，一般不容许过水。

（3）施工进度

工程度汛方案与工程施工进度和导流程序密切相关，工程度汛方案对施工进度影响较大，反过来施工进度又影响施工度汛方案的制订。

采用全年挡水围堰度汛，坝体等不间断施工，可缩短施工总工期或使坝体施工进度更有保证，但相应加大了导流工程的规模、工程量、投资及施工难度。

采用枯水期围堰，如坝体不能在截流后一个枯水期填筑至具备挡水条件，则汛期坝体需过水，影响坝体施工和工程总工期，特别是土石坝，如天生桥一级电站于1994年12月截流，1995年基坑过水坝体全面停工，1996年汛期坝体又预留缺口过水。

（4）施工方法

随着大型土石方和混凝土机械设备的应用，机械化施工的不断完善，以及施工技术的提高，新工艺、新材料的利用，工程施工强度不断加大，施工速度更快，大规模的围堰、导流隧洞、导流明渠等得到更广泛的应用，也使大坝可在较短时间内能抢填至具备挡水条件。

3.度汛方案的选择

度汛方案是导流方案的组成部分，度汛方案的选择，必须结合导流方案，根据工程的具体条件，从地形、地质、水文条件及主体建筑物型式、布置、施工总进度要求等方面，进行全面的技术、经济比较，选择满足工程施工安全和施工总进度要求、工程投资省、导流工程等前期工程量小、施工强度均衡的工程导流和度汛方案。

第三节水工建筑物度汛措施

1.大坝度汛

1.1土石坝度汛

施工中的土石坝一般不宜过流，必须过流时，需通过水力计算及水工模型试验专门论证，确定其水力学条件及相应的防护措施。

土石坝施工高峰期一般发生在截流后的第一个枯水期，截流后需抓紧完成基础开挖、坝基及岸坡处理、坝体填筑，以期能在汛前将坝体全断面或临时断面填筑至拦洪度汛高程。

当坝体不能在汛前填筑至挡水高程时，宜填筑至较低高程，在对坝面采取保护措施后，汛期坝面过水度汛。

采取坝面过水度汛方式，常常成为降低导流工程规模、减少导流工程造价的有效措施，但如果措施不当，将带来较大危害，必须慎重对待。

根据《水电水利工程碾压式土石坝施工组织设计导则》（DL/T5116－2000）中规定，施工导流与度汛贯穿碾压式土石坝施工全过程，应进行系统分析、全面规划、统筹安排，妥善处理施工与洪水的关系。

碾压式土石坝施工期间，在无可靠保护措施的情况下，不允许漫顶过水。

以堆石为主体的坝体，经论证比较，在采取可靠过水防护措施的情况下，允许施工期坝面过水。

由坝体拦洪度汛时，应根据当年坝体设计填筑高程所形成的拦洪库容大小确定拦洪度汛标准。

导流泄水建筑物封堵时间安排也应满足水库初期蓄水过程中土石坝安全度汛要求。

土石坝施工过程中，抢筑坝体至拦洪度汛是最紧张、最关键同时也是风险最大的施工阶段。

具有如下特点：

（1）施工工期短，坝体填筑时间有限

我国北方乃至南方大部分地区，河水呈季节性变化，一般在6月份进入主汛期，南方一些地区受梅雨季节影响，会更早（4月中下旬或5月初）地进入汛期；9月份以后，河水流量逐渐变小，河道截流时间一般选择在汛期末、枯水期初的10月或11月份，北方地区也可提前至9月。

所以，截流后的第一个枯水期很短，北方地区汛期一般为6~8个月，南方地区汛期一般为5~7个月，除去围堰闭气、基坑排水、坝基开挖和处理的时间外，留给坝体填筑的施工时间就非常有限。

（2）施工期内的自然条件恶劣

北方地区12~2月平均气温在0℃以下，有些地区河流结冰、土层冻结，对开挖、混凝土、灌浆以及填筑施工均不利。

（3）施工项目繁杂、工序多、干扰大

土石坝工程截流后，要进行基础开挖、坝基处理和坝体填筑施工，面板坝还要进行趾板混凝土浇筑，坝体填筑原则上应在坝基、两岸岸坡处理验收以及相应部位的趾板混凝土浇筑完成后进行。

（4）坝体填筑量大，施工强度高

土石坝断面大，如采用坝体临时小断面拦洪度汛，由于临时小断面坝顶有行车、回车的要求，其宽度一般不小于20m，断面后坡一般比坝体的下游坡缓，加之临时小断面后坡还要布置临时施工道路，因而临时小断面的底宽与工程量较大，施工强度高。

根据土石坝的规模和特点，度汛规划一般有三种模式：

（1）中、小型工程尽量在截流后一个枯水期抢填筑至拦洪度汛高程。

利用枯水期低围堰挡水、隧洞泄流，在截流后一个枯水期