河道施工导流规范Word格式.docx

1、 梳齿导流 厂房导流第二节 导流工程的布置导流工程包括泄水建筑物和挡水建筑物一隧洞导流1平面布置：主要指隧洞线路选择，一般可参照以下原则：1应将隧洞布置在完整、新鲜的岩石中，避免洞轴线与岩层、断层、破碎带平行，洞轴线与岩石层面 的夹角最好在45o以上，层面倾角也以不小于45o为宜。2隧洞线路尽量顺直，当河岸弯曲时，隧洞宜布置在凸岸。3若有转角，转弯半径应大于5倍洞宽，转弯折角应小于60o。在弯道的上下游应设置直线段过渡，长度应大于5倍洞宽。4进出口与河床主流流向的交角不宜太大，出口交角宜小于30o，上游进口可酌情放宽。5当采用两条以上的导流隧洞时。可将它们布置在一岸或两岸。一岸双线隧洞间的岩壁

2、厚度一般不应小于开挖洞径的两倍。6隧洞进出口距上下游围堰坡叫应有足够的距离，一般50m以上。2进出口高程与断面型式1进口处顶部岩层厚度通常在13倍洞径。2进出口底部高程应考虑洞内流态、截流、放木等要求。一般出口底部高程与河床齐平，有压隧洞底坡13居多。3隧洞的断面型式主要取决于地质条件和设计流态。洞身断面常用门洞型，有时也用圆形或马蹄形。二明渠导流1明渠布置原则：1尽量利用地形，使明渠工程量小，尽量避免通过不良地段。在河滩上开挖明渠，一般均需设置外侧 墙。2明渠轴线应顺直，以使渠内水流顺畅平稳。应避免s形弯道。对于软基上的明渠，渠内水面与基坑水面之间距离应大于两水面高差的（2.53.0）倍。3

3、导流明渠应尽量与永久明渠相结合。4须考虑明渠挖方的利用。5防冲问题6明渠设计中应考虑可能采用的封堵措施。三底孔及坝体缺口导流1底孔导流1孔口尺寸与布置方式：孔口总过水面积由水力计算确定，坝高70m以下，底孔宽应小于坝段宽60%， 坝高70m以上，底孔宽应小于坝段宽50%；导流底孔形状多为方形或方圆形，高宽比211.51。2孔口高程：导流底孔高程一般比最低下游水位低一些，一般布置在枯水位之下（24）m或接近原河床，主要根据通航、过木及截流要求。2坝体缺口导流：缺口宽度与高程主要由水力计算确定。如缺口位于底孔之上，孔顶板厚应大于3m，相邻缺口高程不超过46m。四涵管导流涵管导流的水力学问题与导流底

4、孔、隧洞相似，但应注意以下问题。1应使涵管坐落在基岩上。大中型涵管应有一半高度埋入为宜。2涵管外壁与大坝防渗土料接触部位，应设置截流环以延长渗径，环间距可取1020m，环高12m，厚0.50.8m。3大型涵管断面也常用方圆形五分期导流纵向围堰布置1导流程序：先围有浅滩的一岸，利于初期通航和洪水宣泄，以及初期施工组织，由简至繁。 一期工程中应包括可用于导流的永久泄水建筑物或可布置底孔、缺口、梳齿的砼段。 一期基坑最好与工地的主要对外交通线及施工场地同岸。 对中、低水头枢纽尽量先围有厂房、船闸的一岸。2纵向围堰位置选择 选择纵向围堰位置，实际上就是要确定适宜的河床束窄度K= 一期束窄度一般4070

5、。在岩基和覆盖层小于3m的河床，可控制在4060，如新安江、西津为60。青铜峡达70； 如河床较宽，且纵向围堰建在覆盖层上，一般取3040，如大化为40 但在大江大河修建纵向围堰影响因素较多，一期围堰束窄度宜30，如葛洲坝25，三峡30。 适宜的纵向围堰位置与以下主要因素有关：1地形地质条件：河心洲、浅滩、小岛、基岩等可供布置纵向围堰的有利条件。2水工布置：尽可能利用厂坝、厂闸、闸坝等建筑物之间的隔水导墙。3河床允许束窄度：允许束窄度主要与河床地质条件和通航要求有关。束窄流速常可允许达3m/s。4导流过水要求：一期基坑中所有布置的泄水建筑物能否满足宣泄二期导流流量的要求，由一期转入二期施工时截

6、流落差是否太大。5施工布置的合理性：各期基坑中施工强度应尽量均衡。束窄河床的平均流速，m/s；Q 导流设计流量/s；侧收缩系数；单侧收缩采用0.95，两侧收缩采用0.9。由于围堰将河床束窄，破坏了原来的水流状态，在束窄段前产生水位壅高，见图分段围堰束窄段水力计算图，其壅高值可由下式计算流速系数，随围堰的平面布置型式而定，当平面布置是矩形时，取0.750.85；为梯形时，取0.800.85；有导流墙时取0.850.90。行进流速，m/s；重力加速度，9.81m/第三节导流设计流量的确定一导流标准1定义：即为用于导流设计的洪水频率标准，体现了经济性与所冒风险大小之间的选择。2洪水标准的确定 按现行

7、规范水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89（试行）首先根据保护对象、失事后果、适用年限和工程规模划分导流建筑物级别；然后根据建筑物类型和级别选定相应的洪水标准。表二导流时段的划分工程施工过程中不同导流方法组合的顺序。2导流时段：按照导流程序划分的各施工阶段的延续时间。导流设计中具有重要意义的导流时段通常指由围堰挡水而保证基坑干地施工的时段（挡水时段或施工时段）3导流时段的划分和选择：即枯水施工时段的选择，其影响因素为河道水文特征、枢纽类型、导流方式、施工总进度及工期等三导流设计流量的确定1不过水围堰1高水围堰：全年挡水，只要按规范选定导流洪水重现期标准即可确定相应的设计流量。2低水围堰

8、：按挡水时段同步频率洪水作为围堰和该时段导流泄水建筑物的设计流量。2过水围堰：分挡水和过水两种工况 过水情况：围堰的设计标准与一般不过水围堰挡全年洪水时标准相同，主要用于堰体稳定分析和结构计算。挡水情况：围堰的设计标准一般以枯水期不过水为原则。国内外大多数过水围堰的设计挡水流量，约相当于枯水期3年一遇至20年一遇的标准。3过水围堰的导流设计流量也可用如下方法确定： 频率法：按选定的围堰级别和导流建筑物洪水标准划分确定 实测资料法：分析实测洪水后选定过水流量标准第四节围堰工程（参看水电水利工程围堰设计导则DL/T 5087-1999）一围堰分类 按材料分：土石围堰、砼围堰、钢板桩格型围堰、木笼围

9、堰、草土围堰按围堰与水流方向的相对位置分：横向围堰、纵向围堰。按导流期间基坑是否允许淹没：过水围堰、不过水围堰。二围堰的工作特点及对围堰的要求1围堰的工作特点：临时性挡水建筑物2要求：结构上要求稳定、防渗、抗冲 施工上构造简单，便于施工、维修、撤除方便 布置上使水流平顺 经济合理三围堰的布置1围堰的平面布置：横向围堰：基坑坡趾离主体工程轮廓的距离大于2030m；围堰内坡脚离基坑开挖边线的距离 大于23m。如图 纵向围堰：基坑坡趾离主体工程轮廓线距离（0.40.6）小于2m。 围堰与泄水建筑物距离：一般距进口10m50m，混凝土10m30m，土石30m50m；距出口30m100m。混凝土30m5

10、0m，土石50m100m。围堰位置应尽量避免两岸溪流。如葛洲坝工程下游围堰与右岸岸坡接头位于紫阳河出口（实测最大流量达20秒立方。）设计打一条长138m，宽4m，高4.5m的改道隧洞将河出口移向下游200m到长江。运行效果很好。横向围堰与纵向围堰的交角通常1200900纵向围堰的长度一般伸出上下游横向围堰坡脚10m30m。2堰顶高程的确定：H=h+hw+ H上游围堰或下游围堰的顶部高程 h围堰挡水的静水位。对于下游围堰，挡水位可由天然河道水位流量关系曲线 查得，上游挡水位则由水利计算确定，必要时还应调洪演算。 hw波浪高度 围堰的安全超高可按表堰顶高程应与堰侧水面曲线相适应。通常纵向围堰堰顶面

11、往往作成阶梯或倾斜状， 其上下游高程与相应的横向围堰同高3围堰的防冲：围堰堰体与堰脚处基础是否会受到水流淘刷，在很大程度上与围堰平面布置的外型轮廓有关。对于 全段围堰法导流的上下游横向围堰，应使围堰与泄水建筑物进出口保持足够的距离；对于分段围堰 法导流，围堰附近的流速流态与围堰的平面布置密切相关。其中纵向围堰的外型轮廓对防冲影响最 大。纵向围堰的两种典型布置：流线型布置：头部做成曲线形导水翼墙如图。适用于堰体耐冲的钢板桩、砼围堰以及纵 向围堰基础抗冲能力强的。 挑流式布置：利用丁坝或矶头将主流挑开，使纵向围堰沿线附近形成回流区。要对回流 强度加以控制，就可简化全线防冲措施，但挑流丁坝或矶头附近

12、，需加强 防冲，这种布置原则也称为“守点护线”。围堰的防冲措施：抛石护脚：护底范围与可能产生的冲刷坑大小相关。护脚长度约为围堰纵向段长度的一半。纵向 围堰外防冲护底可能局部冲刷计算深度的23倍。（富春江、新安江） 柴排护脚：沉排流速要求1m/s，不能采用机械化施工，主要用于中小型工程（丹江口一期土石 纵向围堰） 钢筋混凝土柔性排护脚：如图（葛州坝一期土石纵向围堰）四围堰的型式与结构土石围堰（坝址附近如有渗透系数小于0.110-3cm/s的土料，可优先采用）1不过水土石围堰断面型式与构造 材料：分防渗土料和堰壳材料，主要问题是防渗土料固结慢、抗剪强度指标低；水下抛投堰壳材料容重小、沉陷大，采用刚

13、性斜墙更应慎重。 断面型式：堆石体边坡1:1.21:1.5，砂砾石及石渣边坡1:21:1.8；堰体高度8m10m，增设一道宽1.5m2m的马道；防渗土料心墙顶宽1m2m；边坡1:0.21:0.5；防渗体与堰壳之间反滤层最小厚0.51.0m。土石围堰的接头处理 与岸坡接头：通过扩大接触面和嵌入岸坡延长渗径。 与混凝土纵向围堰：采用刺墙型式插入土石围堰的塑性防渗体中，并将接头的防渗体断 面扩大。围堰的拆除：一般是在运用期的最后一个汛期过后，随上游水位的下降，逐层拆除围堰背水坡和水上部分，一般土石围堰的拆除可用挖土机开挖、爆破或人工开挖。程序如图2土石过水围堰土石围堰是散粒体结构，在一般条件下不允许

14、过水。土石围堰堰顶过水的关键在于对堰面及堰脚附近基础是否有简易可靠的加固保护措施。目前较多的措施有三类：混凝土溢流面板、大块石护面、加筋与钢丝网护面。混凝土溢流面板（流速大于7m/s） 消能方式：混凝土溢流面板与岩基上的混凝土挡墙相接的陡槽式。其整体性好、结构可靠，尤其是堰后水深较小，不可能形成面流式水跃衔接时可考虑。上犹江工程采用比较成功，如图：其主要缺点是施工干扰大特别是覆盖层较厚的河床。因其挡墙施工前需要利用围堰临时挡水，进行基坑排水、开挖覆盖层。 堰后用护底的顺坡式。堰后不做挡墙，采用大型竹笼、铅丝笼、梢捆或柴排护底。但若堰后水深较大可能形成面流式水跃对防冲不利。柘溪工程采用，在柘溪围

15、堰的下游坡面，有约5m高的范围处于水跃区，原设计用混凝土溢流面板，施工中临时改为钢筋骨架铅丝笼护面。经5次溢流，部分铅丝内块石全被冲走，坡面遭到局部破坏。实践证明，在水跃区若有流速大于6m/s时，坡面结构仍以混凝土溢流面板为宜。 坡面挑流平台式。利用平台挑流形成面流式水跃衔接，使平台以下护面结构简化。我国七里泷工程和非洲的卡博拉巴萨（Cabora Bassa）适宜堰后水深较大，且水位上升较快时。溢流面板的尺寸、结构及稳定分析：尺寸：初拟厚可为0.42.5m，边长2.58m，最后应通过强度核算和稳定分析。 施工：面板可预制也可现浇，但安装或浇筑时应错缝、跳仓，施工顺序从坡脚向 堰顶进行。 构造：

16、相邻面板可用直径616mm的钢筋连接在一起，既有整体性又有一定的柔性，以适应变形。面板可锚定于稳定的堆石体，锚定钢筋直径2025mm，间距3.03.8m。面板通常设排水孔，但在下游水位以上可不设。排水孔径1015cm，孔间距一般为23m，排距1.01.5m。大块石护面过水土石围堰（小型工程较为普遍，作为大型水利水电工程的过水围堰国内很少，过水流量小于40m3/（s.m），流速在5m/s以内可用）卡里巴工程采用此法。 如图大块石护面过水堆石围堰。设计断面一般分两期。大块石护面过水土石围堰主要适用土料斜墙堆石围堰，断面尺寸拟定等均可按堆石坝设计加筋过水堆石围堰（主要用于堆石坝过水，造价一般比混凝土

17、溢流面护面低，流速5m/s7m/s）钢筋网由纵向主筋、横向构造筋和横向加强筋组成，如图。一般纵向主筋直径1029mm，间距1045cm；横向构造筋直径725mm，间距1522.5cm；横向加强筋直径为1929mm，间距1.53.0m。横向钢筋应放置在纵向主筋的下面。水平向主锚筋一般直径为1938mm，垂直间距与横向加强筋间距相同，水平间距0.231.5m。 施工：工程实例工程名称设计流量（m3/s）实际流量（m3/s）设计最大单宽流量（m2/s）实际最大单宽流量（m2/s）设计流速（m/s）堰高（m）防护方案广西大化8420514010470.411.617.5采用3.32m厚0.7m混凝土贵

18、州普定38902600755312.515.53m厚0.5m混凝土湖北清江隔河岩137001070068.550.412.416采用1010m厚1.5m混凝土混凝土围堰1拱形混凝土围堰（贵州乌江渡上游过水围堰、湖北清江隔河岩上游过水围堰采用） 如图适用于两岸陡峻、岩石坚硬的山区河流，常以隧洞导流为主。通常围堰的拱座是在枯水期水面上施工。2重力式围堰（三门峡、丹江口、水口、五强溪、三峡等纵向围堰）采用分期导流时，国内一些工程多采用重力式混凝土围堰作为纵向围堰。抗冲流速可达20m/s。迎水坡1:01:0.15；背水坡1:0.61:0.75。3碾压混凝土工程实例：广西岩滩，上游围堰高52m，轴线长2

19、78m，混凝土量17.2万方；下游高42m，轴线长260m，混凝土量11.1万方。江西万安，上游过水围堰堰高24m，轴线长234m，混凝土量5.4万方。福建水口，纵向围堰堰高26m，轴线长280m，混凝土量28万方。钢板桩格形围堰（最大挡水可达30m） 圆筒形、鼓形、花瓣形各如图，钢板桩格型围堰可在岩基或非岩基上，当为非岩基时如砂卵石地基，其中不能含大量的漂砾或孤石，否则会造成大量板桩锁口破裂，在这种情况下，钢板桩是不适宜的。1圆筒形格体钢板桩围堰：最大优点是每个格体可以依靠自身稳定，与邻接格体关系较小。缺点是格体直径和高度 受钢板桩锁口允许拉力限制，一般只能用于1420m以下。2鼓形格体钢板

20、桩围堰：鼓形格体钢板桩应力分布均匀，格体可通过延长隔墙的办法增加围堰的有效宽度，因此能适应较高的水头，一般可用于水头1420m的情况。但格体不能单独维持稳定，填土时需要保持相邻格体内填土高差小于2m，只适用平行于水流的纵向围堰。3花瓣形格体钢板桩围堰：可适用于挡水高度更大的情况。特别是可用于河道狭窄，格体必须紧靠堰内建筑物布置，对单个格体稳定要求更高的情况。但费用较高、施工复杂。其他围堰 木笼围堰、草土围堰（在华东及中南地区采用，如：梅山、新安江、富春江、乌溪江、建溪、柘溪）第五节截流工程一基本概念及截流要解决的问题1基本概念1截流：水利枢纽工程施工中，导流泄水建筑物完建后，截断河床，迫使河水

21、改道，经形成的导流泄水建筑物下 泄。2戗堤：截流抛投料的堆筑体。3截流施工过程：进占 龙口加固 合龙 闭气2截流要解决的问题1水文特征、水流变化规律、河床地形地质条件2选择截流日期、截流设计流量3确定截流方法、设备4选择截流戗堤轴线、龙口位置5确定截流材料、类型、尺寸、数量6进行截流模型试验7组织截流施工二截流的基本方法1立堵法（如图）：立堵法截流是将截流材料从龙口一端向另一端，或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口直到全部拦断。 优点：不要架桥，简单 造价低 缺点：单宽流量大，出现最大流速大 水流不平稳，流速分布不均匀 截流单个材料大 工作前线短 龙口基础要求高，坚硬耐冲 适用：多用于流量大，

22、岩基或覆盖层较薄的岩基河床，软基河床只要护底措施妥当可采用此法。2平堵法（如图）：沿龙口全线均匀地逐层抛投截流材料，直至抛石堆体高出水面将河流截断为止。流速分布均匀 单宽流量小，出现最大流速小 截流单个材料小 工作前线长，施工进度快 软基可利用龙口要架桥，造价高 碍航平原软基河床，架桥方便，航运任务小的河流3其他截流方法：爆破截流、下闸截流、浮运沉箱、沉船、水力冲填。每种截流方法都有一定的适用条件，根据我国的国情及国内外截流的发展趋势，一般情况下应优先考虑立堵法。如果河床易冲刷，可先平抛护底；如果河床基岩面过光滑，可先平抛一些抗冲性能好的材料加糙河床；如果龙口处有深坑或水深过大，可适当平抛一部

23、分。青铜峡、葛洲坝和大化工程可为上述三种情况的典型。三截流时段和截流设计流量1截流时段确定截流年份根据枢纽工程施工控制性进度计划或总进度计划决定。至于年内的截流时段选择，应根据河流水文特性、气候条件、围堰施工以及通航、过木等决定。一般宜安排在汛后枯水时段，严寒地区应尽量避开河流流冰及冰冻期。1考虑的因素： 截流时，导流泄水建筑物已具备过水条件； 截流后，汛期前，施工进度安排要来得及渡汛； 截流期间，河流流量尽可能小、稳定； 截流期要选在对河流综合利用影响小的时期； 截断龙口的一切准备工作已就绪。2工程实例从工程实例可看出，截流日期大部分在枯水期初最枯期截流时期水口111月9月下旬白山121月1

24、0月中旬大化12月新安江1012月10月下旬丹江口11月下旬10月下旬葛洲坝1月下旬2月下旬1月上旬西津11月中旬3截流日期大部分在最枯期前的主要原因：河水流量呈下降趋势 能为截流后争取更多的施工时间2截流设计流量确定 根据现行规范，截流设计流量的标准可采用截流时段内重现期为510年的月或旬平均流量，也可用其他方法。1频率法：取截流时段内重现期为510年的月或旬平均流量。2统计资料分析法：根据多年实测流量资料统计整理分析取具有典型性的流量并留有安全裕度。3预报法：一种水文气象预报值比照某一频率值确定另一种水文气象预报值加安全裕度的值。截流设计流量（m3/s）实测截流流量（m3/s）确定方法柘溪

25、20080统计资料分析法盐锅峡1600447频率法石泉刘家峡220210预报值比照频率法龚嘴600426预报值加安全裕度四截流戗堤轴线和龙口位置的选择戗堤轴线通常布置在横向围堰范围内选择龙口位置时，应着重考虑地质、地形条件和水力条件。1从地质条件来看，龙口应尽量选在河床抗冲刷能力强的地方，如岩基裸露或覆盖层较薄；2从地形条件来看，龙口河底不宜有顺流向陡坡和深坑；龙口周围应有较宽阔的场地，离料场和特殊截流材料堆场近些，便于施工布置和组织；3从水力条件来看，对于通航要求的河流，预留龙口一般均布置在深槽主航道处。 五龙口水力参数计算截流过程中龙口各参数如单宽流量q、落差z及流速v等的变化规律，由此确

26、定截流材料尺寸及相应的数量。截流过程中，上游来水量（即截流设计流量）将分经龙口、戗堤渗流、分水建筑物，并有一部分拦蓄在水库中。若水库库容不大，拦蓄在水库中的水量可忽略。对于立堵，作为安全因素，也可忽略戗堤渗流量。则水量平衡公式为：Q0=Q1+Q2式中Q0截流设计流量m3/sQ1分水建筑物泄流量m3/sQ2龙口的泄流量可按宽顶堰计算m3/s采用图解法：1.绘制上游水位Hu与分水建筑物泄流量Q1关系曲线，上游水位与不同龙口宽度的泄流量关 系曲线。（下游水位可视为常量，可根据截流设计流量由下游水位流量关系曲线查得） 2.根据图解法可求得不同龙口宽度时上游水位Hu与Q1、Q2值。第六节拦洪渡汛与封孔蓄水坝体拦洪渡汛与临时导流孔洞的封堵蓄水，是中后期施工导流的重要问题，也是施工总进度计划中的两个控制性环节。一拦洪渡汛的洪水标准坝体施工期拦洪渡汛包括两种情况。 一种是坝体高程已修筑到无须围堰保护或围堰已失效的临时挡水渡汛，其洪水重现期标准取决于坝型及坝前拦洪库容，如表：坝型拦洪库容（亿m3）1.01.00.10.1洪水重现期（a）土石坝100100505020混凝土坝50