二級建造師水利工程輔導(dǎo)：施工導(dǎo)流

　　1. 重點、難點內(nèi)容

    認(rèn)清施工導(dǎo)流在水 利水電工程施工中的特殊地位與作用，重點掌握施工導(dǎo)流的基本方式，理解影響導(dǎo)流方式的主要因素，理解導(dǎo)流時段的劃分，理解導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流設(shè)計流量的確 定，理解導(dǎo)流工程布置與水力計算，理解導(dǎo)流方案的比較與選擇。理解圍堰平面布置與堰頂高程確定的方法，掌握圍堰的基本應(yīng)用型式；圍堰形式很多，主要應(yīng)掌握 土石圍堰和混凝土圍堰的適用條件，結(jié)構(gòu)及布置。截流與圍堰關(guān)系密切，但因截流在施工導(dǎo)流中占有重要地位，又是施工總進度計劃的主要控制項目之一，主要應(yīng)掌 握立堵截流方法與設(shè)計的主要問題。圍堰合龍閉氣以后，就要開始進行基坑排水，搞好基坑排水，可創(chuàng)造干地施工條件，主要應(yīng)掌握初期排水與經(jīng)常性排水的布置和 計算，以及明式排水方法。

　　2. 施工導(dǎo)流的概念

    概括地說就是要采取“導(dǎo)、截、攔、蓄、泄”等施工措施，將河水流量全部或部分安全地導(dǎo)向下游，或者攔蓄起來，以保證樞紐主體建筑物能在干地上施工。這就是施工過程中的水流控制，習(xí)慣上稱為施工導(dǎo)流。

　　施工導(dǎo)流貫穿工程施工的全過程。它不僅影響施工總組織，而且也在很大程度上影響到樞紐布置與永久建筑物型式的選擇，成為水利水電樞紐總體設(shè)計的重要組成 部分。國內(nèi)外工程實踐中，十分重視施工導(dǎo)流規(guī)劃的作用。正確合理的施工導(dǎo)流規(guī)劃，可以降低工程造價，加快施工進度。否則，會使工程施工遇到意外困難，甚至 引起工程失事。（詳見文字教材第4頁）

　　3.施工導(dǎo)流方式

 施工導(dǎo)流方式，也稱施工導(dǎo)流方法，大體上可分為兩種基本方式，即全段圍堰法和分段圍堰法。

　　全段圍堰法導(dǎo)流，這種導(dǎo)流方式又稱為一次攔斷法或河床外導(dǎo)流。其基本特點是主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導(dǎo)向旁側(cè)的泄水建筑物。視泄水建筑物的不 同，一次攔斷法又可進一步區(qū)分為隧洞導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等分段圍堰法導(dǎo)流，也稱分期圍堰法或河床內(nèi)導(dǎo)流。但是，習(xí)慣上則多稱其為分期導(dǎo)流。

　　工程實踐中，兩段兩期導(dǎo)流采用得最多。根據(jù)不同時期泄水道的特點，分期導(dǎo)流方式中又包括束窄河床導(dǎo)流和通過已完建或未完建的永久建筑物導(dǎo)流（主要包括底孔導(dǎo)流、缺口導(dǎo)流、梳齒孔導(dǎo)流、廠房導(dǎo)流等）。（詳見文字教材第5-9頁）

　　4. 采用分段分期圍堰法導(dǎo)流時，什么叫“分段”？什么叫“分期”？二者之間有何異同？

　　所謂分段，就是將河床圍成若干個干地基坑，分段進行施工。所謂分期，就是從時間上將導(dǎo)流過程劃分成若干階段。分段是就空間而言的，分期是就時間而言的。 導(dǎo)流分期數(shù)和圍堰分段數(shù)并不一定相同，段數(shù)分得越多，施工越復(fù)雜；期數(shù)分得越多，工期拖延越長。因此，工程實踐中，兩段兩期導(dǎo)流采用得最多。（詳見文字教 材第8頁）

　　5. 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流程序 、 導(dǎo)流時段 、圍堰 、河道截流的定義（詳見文字教材第52頁答案）

　　6. 什么是導(dǎo)流設(shè)計流量？如何確定不過水圍堰的設(shè)計流量？如何確定過水圍堰擋水期和過水期的設(shè)計流量？

　　導(dǎo)流設(shè)計流量的大小，取決于導(dǎo)流設(shè)計的洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流時段。在同一導(dǎo)流時段內(nèi)導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)愈高導(dǎo)流設(shè)計流量就愈大，在同一導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水期的流量要大于枯水期的流量，通常將導(dǎo)流時段內(nèi)的最大值作為導(dǎo)流設(shè)計流量。

　　對于不過水圍堰，如果圍堰需全年擋水，只要按規(guī)范選定導(dǎo)流洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，即可確定相應(yīng)的設(shè)計流量。導(dǎo)流擋水與泄水建筑物的設(shè)計流量相同。

　　對于低水圍堰，按擋水時段內(nèi)同頻率洪水作為圍堰和該時段導(dǎo)流泄水建筑物的設(shè)計流量。

　　對于過水圍堰，過水圍堰的特點是既擋水又過水，其工作條件包括擋水與過水兩種工 況（類似于溢流壩）。過水情況下的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，顯然應(yīng)與一般不過水圍堰擋 全年洪水時的標(biāo)準(zhǔn)相同。此標(biāo)準(zhǔn)主要用于堰體穩(wěn)定分析和結(jié)構(gòu)計算，也用于所有導(dǎo)流泄水道的過水能力校核。擋水情況下的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一般以枯水期不過水為原則。 但具體選用什么樣的擋水流量，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較才能決定。（詳見文字教材第11-13頁）

　　7. 采用分段圍堰法導(dǎo)流時，如何確定縱向圍堰的位置？

　　選擇縱向圍堰位置，實際上就是要確定適宜的河床束窄度。適宜的縱向圍堰位置與以下主要因素有關(guān)。

　?。?）地形地質(zhì)條件 （2）水工布置 （3）河床允許束窄度 （4）導(dǎo)流過水要求 （5）施工布局的合理性以上五個方面，僅僅是選擇縱向圍堰位置時應(yīng)考慮的主要問題。如果天然河槽呈對稱形狀，沒有明顯有利的地形地質(zhì)條件可供利用時，可以通過經(jīng)濟比較方法選定縱向圍堰的適宜位置，使一、二期總導(dǎo)流費用最小。（詳見文字教材第18-19頁）

　　8.影響導(dǎo)流方式選擇的因素有哪些？

　　影響導(dǎo)流方式選擇的主要因素有：

　?。?）水文條件。河流的水文特性，在很大程度上影響著導(dǎo)流方式的選擇。每種導(dǎo)流方式均有適用的流量范圍。除了流量大小外，流量過程線的特征、冰情和泥沙 也影響著導(dǎo)流方式的選擇。例如，洪峰歷時短而峰形尖瘦的河流，有可能采用汛期淹沒基坑方式；含沙量很大的河流，一般不允許淹沒基坑。束窄河床和明渠有利于 排冰；隧洞、涵管和底孔不利于排冰，如用于排冰，則在流冰期應(yīng)為明流，而且應(yīng)有足夠的凈空，孔口尺寸也不能過小。

　?。?）地形、地質(zhì)條件。寬闊的平原河道，宜采用分期導(dǎo)流或明渠導(dǎo)流。河谷狹窄的山區(qū)河道，常用隧洞導(dǎo)流。每種導(dǎo)流方式適用的地形地質(zhì)條件，前面已經(jīng)談過，不再重復(fù)。

　?。?）樞紐類型及布置。分期導(dǎo)流適用于混凝土壩樞紐。因土壩不宜分段修建，且壩體一般不允許過水，故土壩樞紐幾乎不用分期導(dǎo)流，而多采用一次攔斷法。高 水頭水利樞紐的后期導(dǎo)流常需多種導(dǎo)流方式的組合，導(dǎo)流程序比較復(fù)雜。例如，峽谷處的混凝土壩，前期導(dǎo)流可用隧洞，但后期（完建期）導(dǎo)流往往利用布置在壩體 不同高程上的泄水孔。高水頭土石壩的前后期導(dǎo)流，一般是在兩岸不同高程上布置多層導(dǎo)流隧洞。如果樞紐中有永久性泄水建筑物，如隧洞、涵管、底孔、引水渠、 泄水閘等，應(yīng)盡量加以利用。

　?。?）河流綜合利用要求。分期導(dǎo)流和明渠導(dǎo)流較易滿足通航、過木、排冰、過魚、供水等要求。采用分期導(dǎo)流方式 時，為了滿足通航要求，有些河流不能只分兩期束窄，而要分成三期或四期，甚至有分成八期的。我國某些峽谷地區(qū)的工程，原設(shè)計為隧洞導(dǎo)流，但為了滿足過木要 求，用明渠導(dǎo)流取代了隧洞導(dǎo)流。這樣一來，不僅遇到了高邊坡深挖方問題，而且導(dǎo)流程序復(fù)雜，工期也大大延長了。由此可見，在選擇導(dǎo)流方式時，要解決好河流 綜合利用要求問題，并不是一件容易的事。（詳見文字教材第10頁）

　　9. 如何進行施工導(dǎo)流方案的比較與選擇？

　?。?）初擬基本可行方案進行施工導(dǎo)流方案比較與選擇之前，應(yīng)擬訂幾種基本可行的導(dǎo)流方案。擬訂方案時，首先考慮可能采用的導(dǎo)流方式是分期導(dǎo)流還是一次攔斷。分期導(dǎo)流應(yīng)研究分期多少，分段多少，先圍哪一岸。還要研究后期導(dǎo)流完建方式，是采用底孔、梳齒、缺口 或未完建廠房；一次攔斷方式是采用隧洞、明渠、涵管還是渡槽，隧洞或明渠布置在哪一岸。另外，無論是分期，還是一次攔斷，基坑是否允許被淹沒，是否要采用 過水圍堰等。在全面分析基礎(chǔ)上，排除明顯不合理的方案，保留幾種可行方案或可能的組合方案。當(dāng)導(dǎo)流方式或大方案基本確定后，還要將基本方案進一步細化。

　　（2）方案技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的分析計算在進行方案比較時。應(yīng)著重從以下幾個方面進行論證：導(dǎo)流工程費用及其經(jīng)濟性；施工強度的合理性；勞動力、設(shè)備、施工負荷的均衡性；施工工期，特別是截 流、安裝、蓄水、發(fā)電或其他受益時間的保證性；施工過程中河道綜合利用的可行性；施工導(dǎo)流方案實施的可靠性等。為此，在方案比較時．還應(yīng)進行以下工作，包 括水力計算、工程量計算與費用計算、 擬定施工進度計劃、施工強度指標(biāo)計算與分析、河道綜合利用的可能性與效果分析等工作。

　?。?）方案比較與選擇根據(jù)上述技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，綜合考慮各種因素，權(quán)衡利弊，分清主次。既作定性分析，也作定量比較，最后選擇出技術(shù)上可靠、經(jīng)濟上合理的實施方案。在比較選擇過程中，切忌主觀臆斷，輕率地確定方案。

　　在導(dǎo)流方案比較中，應(yīng)以規(guī)定的完工期限作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，再進行技術(shù)和經(jīng)濟比較。既要重視經(jīng)濟上的合理性，也要重視技術(shù)上的可行性和進度的可靠 性。否則，也就沒有經(jīng)濟上的合理性可言?？傊瑧?yīng)以整體經(jīng)濟效益最優(yōu)為原則。有條件時，應(yīng)采用現(xiàn)代系統(tǒng)分析方法。（詳見文字教材第24-26頁）

　　10. 圍堰的平面布置應(yīng)注意哪些問題？確定圍堰堰頂高程時，應(yīng)注意哪些問題？

　　圍堰的平面布置是一個很重要的問題。如果平面布置不當(dāng)，圍護基坑的范圍過大，不僅圍堰工程量大，而且會增加排水設(shè)備容量和排水費用；范圍過小，會妨礙主 體工程施工，影響工期；如果分期導(dǎo)流的圍堰外形輪廓不當(dāng)，還會造成水流宣泄不暢，沖刷圍堰及其基礎(chǔ)，影響主體工程安全施工。

　　圍堰的平面布置主要包括外形輪廓和堰內(nèi)空間兩個問題。外形輪廓不僅與導(dǎo)流泄水建筑物的布置有關(guān)，而且取決于圍堰種類、地質(zhì)條件以及對防沖措施的考慮。堰內(nèi)空間，也即基坑范圍大小，主要取決于主體工程的輪廓和相應(yīng)的施工方法。

　　用分段圍堰法導(dǎo)流時，上、下游圍堰一般不與河床中心線垂直。圍堰的平面布置常呈梯形，既可使水流順暢，同時也便于運輸?shù)缆返牟贾煤豌暯印．?dāng)采用一次攔斷法導(dǎo)流時，上、下游圍堰不存在突出的繞流問題，為了減少工程量，圍堰多與主河道垂直。

　　縱向圍堰的堰頂高程，應(yīng)與堰側(cè)水面曲線相適應(yīng)。通常，縱向圍堰頂面往往作成階梯形或傾斜狀，其上、下游高程分別與相應(yīng)的橫向圍堰同高。

　　有冰情河道上的堰頂高程，尚應(yīng)考慮冰塞、冰壩可能造成的壅水高度。

　　采用土石圍堰時，圍堰防滲體頂部應(yīng)比靜水位略高。斜墻式超高值為0.8～0.6m；心墻式為0.6～0.3m.（詳見文字教材第26-28頁）

　　11. 截流設(shè)計的主要問題有哪些？

　　截流設(shè)計的主要問題有：截流時段和設(shè)計流量的確定；截流戧堤軸線和龍口位置的選擇；截流方法選擇；截流水力計算；材料種類、尺寸與數(shù)量的確定；截流施工規(guī)劃；閉氣止水等。

　?。ㄔ斠娢淖纸滩牡?1-44頁）

　　12. 論述導(dǎo)流、截流、圍堰與基坑排水之間的關(guān)系。

　　施工導(dǎo)流貫穿工程施工的全過程，施工導(dǎo)流規(guī)劃，主要是劃分導(dǎo)流時段，選定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，確定導(dǎo)流設(shè)計流量；選擇導(dǎo)流方案及導(dǎo)流擋水、泄水建筑物的型式，確定 導(dǎo)流建筑物的布置、構(gòu)造與尺寸；擬定導(dǎo)流擋水建筑物的修建、拆除與泄水建筑物的堵塞方法。圍堰是主要導(dǎo)流擋水建筑物，圍堰形式很多，土石圍堰和混凝土圍堰 是最常用的結(jié)構(gòu)型式。截流與圍堰關(guān)系密切，通常截流戧堤就是圍堰的一部分，截流在施工導(dǎo)流中占有重要地位，又是施工總進度計劃的主要控制項目之一。截流戧 堤合龍閉氣、培高加厚形成圍堰以后，就要開始進行基坑排水。搞好基坑排水，就可創(chuàng)造干地施工的條件。由此可見，貫穿始終的是施工導(dǎo)流，而截流、圍堰與基坑 排水之間，明顯存在依從關(guān)系，即由施工工藝程序決定的邏輯順序關(guān)系。

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