水利工程施工-2017.ppt

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水利工程施工绪论水利工程施工一门专业课有些院校的一个专业，设计院的一个专业，专门的施工单位一个学科施工技术（方法、步骤、材料、机械），施工组织和管理施工的定义在特定的空间，组织、使用资源，按照规定的方法和步骤，形成符合要求的建筑物一、水利工程施工的任务和特点水利工程施工的主要任务

（1）编制施工组织设计

（2）组织有序的施工（3）开展观测、试验和研究针对新问题找出新的解决办法水利工程施工的特点最突出的是水流控制投资规模大、关系国计民生质量责任重大涉及面广，影响部门多偏远的野外作业施工组织难度大安全、环保的压力大二、我国水利工程施工的成就与展望成就

（1）施工水流控制

（2）土石方工程（3）基础处理工程（4）土石坝工程（5）混凝土工程关于成就空白多，欠帐多国情，实际需要得益于材料、机械科学的发展展望中国的水电开发利用程度比较低水电施工在我国有巨大的发展空间需要解决的问题非常多情况非常复杂难度非常大跨流域调水是将来的重点第一章施工水流控制在江河上修建水工建筑物必须在江河上修建水工建筑物必须解决解决的问题的问题怎样才能进入河道进行施工如何避免洪水对施工的威胁如何减少施工对其他部门的影响如何让工程尽快发挥效益解决这些问题需要对江河水流进行控制施工水流控制水利水电工程整个施工过程中的水流控制简称为施工水流控制，又称施工导流可以概括为：

采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施，来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物施工的不利影响，把水流全部或部分导向下游或拦蓄起来，以保证水工建筑物的干地施工和在施工期内不影响或尽可能少影响水资源的综合利用施工水流控制措施：

“导、截、拦、蓄、泄”等目的：

干地施工减少影响时间整个施工过程常用称谓：

施工导流、导流第一节施工导流方式与泄水建筑物导流一般需要修筑围堰围堰在导流中具有重要作用围护基坑把水流导向预定的泄水通道下泄导流和围堰是往往是分不开的，可以根据围堰的修筑和使用方式对导流进行分类导流方式分类导流方式分类根据围堰的修筑和使用方式，导流分为三类分段围堰法导流全段围堰法导流淹没基坑法导流基坑和围堰1、基坑一般工程基础开挖后形成的从建基面到原地面的施工工作空间水电工程除了开挖形成的基坑外，把围堰围护范围内的施工工作空间也称作基坑2、围堰围堰就是围护基坑的临时构筑物一、分段围堰法导流分段围堰法导流：

用围堰把水工建筑物分段，分期围护起来进行施工的方法也称分期围堰法分段和分期分段：

在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段分期：

在时间上将导流分为若干时期常见的导流分期、围堰分段方法段数和期数可以不同安排不同的段在不同的期内施工两段两期三段两期三段三期三段三期分段围堰法导流的关键问题前期围堰束窄了原河床前期水流通过束窄河床下泄关键问题纵向围堰位置的确定河床的束窄程度的选择纵向围堰位置及河床束窄程度的选择充分利用河心洲、河心岛考虑利用永久建筑物的导墙、隔墙考虑允许流速限制通航筏运安全围堰河床抗冲安全各段工程量、施工强度均衡便于布置后期导流泄水建筑物避免后期围堰过高或截流落差过大分段围堰法导流的适用情况河床宽、流量大、工期长的工程一般是混凝土重力坝工程通航的河流冰凌严重的河流分段围堰法后期泄水通道导流底孔底孔导流坝体缺口缺口导流导流明渠明渠导流1.底孔导流事先在混凝土坝体内修建临时或永久底孔让全部或部分流量通过底孔宣泄到下游坝上工程继续施工临时底孔使用完毕需要封堵混凝土坝分段分期导流的最普遍方式2.2.坝体缺口导流坝体缺口导流混凝土坝汛期部分坝段过流，其他坝段继续施工汛期过后，缺口坝段再恢复施工3.3.明渠导流明渠导流在第一期围堰围护下先修建导流明渠河水由束窄河床下泄导流明渠河床侧的边墙用作第二期的纵向围堰第二期水流经由导流明渠下泄明渠导流分期围堰法后期导流方式的特点三种方式均为河床内过流方式最适合用于混凝土重力坝土石坝、拱坝采用分段围堰法，后期导流应采用河床外过流方式导流隧洞、河床外的导流明渠二、全段围堰法导流用围堰一次拦断河床把河床部位全部围护起来同时施工水流经河床以外的泄水建筑物下泄永久临时使用完毕封堵全段围堰法导流泄水建筑物类型导流隧洞隧洞导流导流明渠明渠导流导流涵管涵管导流1.隧洞导流在河岸山体中开挖隧洞在基坑上下游修筑围堰水流由隧洞下泄隧洞导流的适用条件及特点适用条件狭谷地形，河道狭窄，两岸山体陡峻，山体厚实，具备成洞条件土石坝、拱坝应用较多特点造价昂贵泄水能力有限汛期洪水淹没基坑或与其他导流建筑物联合泄流尽量与泄洪洞、引水洞、尾水洞、放空洞等永久隧洞相结合三、淹没基坑法导流采用过水围堰、允许基坑淹没的导流方法洪水来临，围堰过水，基坑被淹没，河床部分停工洪水退落，围堰挡水时再继续施工淹没基坑法导流的适用条件及特点适用条件山区河流，洪水期流量大、历时短，枯水期流量则很小，水位暴涨暴落、变幅很大坝身允许过水混凝土坝或经过防护处理的堆石坝采用过水围堰围堰可以反复过水而不被冲毁，水退后可正常挡水特点在全段围堰法和分段围堰法中均可使用多种导流方式的灵活运用多种导流方式在不同的阶段灵活应用，才能合理解决一个工程在整个施工期间的导流问题第二节围堰工程围堰的分类按筑堰材料分土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、钢板桩格形围堰按与水流方向的相对位置分纵向围堰横向围堰上游围堰、下游围堰按基坑过流情况分过水围堰、不过水围堰围堰的基本要求满足挡水防渗的基本功能要求安全强度、稳定性、抗冲刷、联结处防集中渗漏廉价就地取材，构造简单，修建、拆除容易一、围堰的基本型式及构造重点介绍三种常用型式：

不过水土石围堰.过水土石围堰混凝土围堰1.不过水土石围堰特点应用最广泛充分利用当地材料或开挖弃渣，构造简单施工方便，适应多种地基条件可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建工程量大，堰身沉陷变形较大不允许堰顶过水，所以汛期应有防护措施结构型式选择斜墙式围堰心墙式围堰斜墙式围堰基岩河床或覆盖层厚度不大当地有足够的渗透系数小于10-4cm/s的防渗土料防渗土料为砂壤土或风化砂可直接水下抛填，粘土不适于水下抛填斜墙围堰上游坡比1：

3左右，下游坡比1：

1.5左右心墙式围堰覆盖层较厚的情况覆盖层防渗混凝土防渗墙高喷墙自凝灰浆墙惟幕灌浆心墙材料与覆盖层相同渗透系数小于10-4cm/s的防渗土料复合土工膜2.过水土石围堰围堰堰体允许过水防渗处理与不过水土石围堰相同采取可靠的加固保护措施保护的重点：

下游堰面下游堰脚主要防护措施混凝土板护面加筋护面钢筋石笼护面

（1）混凝土板护面过水土石围堰

（2）加筋过水土石围堰下游坡面铺设钢筋网，防止坡面块石被冲走下游侧堰体内埋设水平向主锚筋，防止下游坡连同堰顶一起滑动造价低于混凝土板护面过水土石围堰3.混凝土围堰应用比较广泛常见应用方式拱围堰作横向围堰重力式围堰作纵向围堰二、围堰的平面布置及堰顶高程1.围堰的平面布置主要考虑两个方面的问题：

基坑的大小要合适围堰距主体建筑物的距离河道水流平顺围堰相对水流的方向上下游围堰距主体建筑物的距离基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离，不应小于2030m便于布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等。

纵向围堰距主体建筑的距离根据具体条件、需要来定上下游围堰相对水流的方向p分段围堰法，上、下游围堰呈梯形布置p保证水流顺畅p便于运输道路的布置和衔接p全段围堰法，上、下游围堰与主河道垂直p减少工程量2.堰顶高程取决于导流设计流量及围堰的工作条件上下游围堰水位+波浪爬高+安全超高参考教科书、有关规范、手册围堰具备蓄水能力时，水位通过调洪计算来确定纵向围堰根据束窄河段水面曲线确定可按阶梯或斜线布置三、围堰的接头和防冲1.围堰的接头处理混凝土（岩石岸坡）和土石围堰接头防止防渗体部位出现集中的接触渗漏接头处理的措施连接部位采用混凝土刺墙连接加大连接部位土石围堰防渗体的宽度2.围堰的防冲防冲刷的重点部位：

堰脚及基础围堰的防冲措施设置导流墙尽量使水流平顺进出束窄河段局部保护，提高抗冲刷能力护底、护坡和裹头材料大粒径材料：

大块石、铅丝笼耐冲材料：

柴排作为临时结构的围堰，需要拆除土石围堰直接机械挖除混凝土围堰爆破拆除需对爆破震动进行控制四、围堰的拆除第三节导流设计流量导流设计流量选择导流方案、设计导流建筑物的主要依据需结合导流标准导流标准和导流时段导流时段的分析来决定一、导流标准进行导流设计、选择导流设计流量导流设计流量的标准以洪水重现期表征的施工导流安全防护标准安全防护标准蓄水标准采用来水保证率根据导流阶段和导流工作内容的不同，选择不同的导流标准包含一系列的标准导流的三个阶段初（前）期导流建筑物最低部位超出围堰以前中期导流从建筑物最低部位超出围堰到导流泄水建筑物封堵后期导流从导流泄水建筑物封堵到工程完建不同阶段的导流标准初期导流标准导流建筑物洪水标准截流标准围堰修筑期防护标准中期导流标准坝体施工期临时渡汛洪水标准后期导流标准导流泄水建筑物封堵标准下闸设计流量标准封堵施工导流标准水库蓄水标准导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准教材本节介绍的导流标准其他标准在相应部分提及导流建筑物洪水标准的确定导流建筑物挡水建筑物：

围堰泄水建筑物：

导流洞、导流底孔等首先确定导流建筑物的级别根据级别和类型在规范规定的幅度内选择导流建筑物的级别导流建筑物级别划分项目级别保护对象失事后果使用年限（年）围堰工程规模堰高（m）库容（亿m3）有特殊要求的级永久建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.0、级永久建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失1.5315500.11.0、级永久建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1导流建筑物洪水标准的选择根据导流建筑物的级别和类型在下表规定的范围内选择实际是以围堰为主来选择导流建筑物类型导流建筑物级别洪水重现期（年）土石50202010105混凝土201010553导流建筑物洪水标准划分导流标准风险度分析规范给出了导流建筑物洪水标准的选择范围必须从中确定具体的标准标准太低不能保证工程安全标准太高导流费用增加具体标准可以通过导流风险度分析确定综合考虑风险（损失）、投资（费用）与工期三者之间的关系，进行多目标决策分析选择导流标准需要特别关注的问题拦洪库容大的不过水高土石围堰失事后果一般比较严重导流标准不宜太低考虑超标准洪水的应急措施教材上龙羊峡工程的例子二、导流时段导流时段导流工作的阶段及所处的时间段导流时段划分导流工作的阶段划分导流工作的整个过程可以根据不同的界定标准划分为依次相连的若干导流时段采用不同的界定标准，可以作出不同的导流时段划分，因此导流时段具有多种划分方法导流工作贯穿于整个施工过程，因此施工过程可以根据导流时段进行阶段划分事实上水电工程的施工进度就是以某种导流时段划分为主线来描述的导流时段与河道流量变化过程的关系为什么选定了洪水标准，要研究导流时段？

因为不同的时段来水不同！

各导流时段导流设计流量的确定导流标准对应的本时段最大来流量导流标准选定的洪水重现期导流时段处于枯水期选定洪水重现期对应的枯水期最大流量导流时段跨汛期选定洪水重现期对应的全年（汛期）最大流量导流时段处于某月、旬、周选定洪水重现期对应的某月、旬、周最大流量三、导流设计流量1.不过水围堰围堰挡水时段跨汛期（挡全年洪水）围堰选定导流标准的年（汛期）年（汛期）最大流量泄水建筑物与围堰相同围堰挡水时段为枯水期（只挡枯水期来水）围堰选定导流标准的枯水期枯水期最大来流量泄水建筑物由中期导流的拦洪渡汛标准决定泄水建筑物的工作时段比围堰长，需要跨汛期，在拦洪渡汛时与坝体共同工作2.过水围堰导流设计流量过水围堰在汛期过水，非汛期挡水挡水设计流量结合水文特点、施工工期及挡水时段，通过经济技术比较选定主要用于确定堰顶高程、泄水建筑物的规模过水设计流量选定导流标准的年（汛期）年（汛期）最大流量主要用于过水工况下加固保护措施的结构设计和稳定分析校核导流泄水道的过水能力过水围堰挡水设计流量的确定挡水标准过高围堰、泄水建筑规模大，费用高有效施工时间长，施工所受影响