你了解施工导流吗?你知道如何设计吗?

施工导流施工导流是指在施工过程中,为了使水工建筑物保持在干燥的地面上,利用围堰来维护基坑,将水流引向预定的排水建筑物向下游排出,称为施工导流。施工导流方法分为全断面围堰法和分段围堰法。

导流在水域(多为流动的河流)修建水利工程的过程中,为创造旱地施工条件,前期采用围堰保护基坑,以预定的方式绕过施工场地将河水流向引导至下游。施工导流是水利工程建设特别是大坝建设所特有的一项非常重要的工程措施。导流方案的选择关系到整个工程的工期、质量、成本和安全,应事先进行周密的设计。

设计内容主要包括:1,掌握和分析河流的水文特征和工程所在地的气象、地形、地质等基础资料;2.选择导流周期、设计标准、导流流量、导流方式和导流建筑物类型;3.拟定导流建筑物的施工顺序、拆除围堰和封堵导流建筑物的施工方法;4.制定防洪和基坑排水措施;5.确定施工期通航、过水、供水等综合利用措施。施工导流措施受多种因素制约。一个完整的方案需要进行技术经济比较。必要时要做模型实验,反复论证,再做最后决定。

导流方式为1。根据河床位置可分为外导流和内导流两种。河床外导流:利用围堰一次性封堵整个河床,使河水通过河床外的导流、排水构筑物向下游导流;河床内导流:用围堰分阶段围起部分河床,通过变窄的另一部分河床引走河水,即分阶段导流。2.按排水构筑物类型可分为明渠导流、隧洞导流、涵洞、大坝底孔、梳齿及缝隙溢流、涵管导流和其他导流方式。涵洞导流一般用于中小型水闸、土石坝等工程。混凝土坝施工采用底孔导流,通过设置在坝体上的临时或永久排水孔,将全部或部分水流引向下游。梳齿导流是在混凝土坝施工时预留一个梳齿缝隙让水流过,随着大坝的上升依次封堵缝隙。涵洞导流是一种利用涵洞进行导流的施工方法,适用于引水量较小或仅用于枯水期导流的河流。一般用于土坝、堆石坝等工程的建设。因为过多的涵管对坝体不利,干扰大坝施工,所以坝下埋管不宜过多,单管尺寸不宜过大。涵洞建在旱地上,容易布置在河漫滩上,河漫滩标高在低水位以上。

一般情况下,导流方式的选择必须考虑:①水文条件。河流流量、过程线特性、洪水和枯水条件、水位波动和冰流量都直接影响方案选择。对于水位波动较大的河流,应及时采用溢流围堰,围堰和引排水建筑物的挡水高度只考虑枯水期的流量。②地形条件。若河床较宽,施工期需通航,可采用分期导流;如果河道狭窄,应根据地形和地质条件采用明渠或隧道进行导流。(3)在条件允许的情况下,应充分利用永久性水工建筑物的排水结构,并与施工导流相结合。比如导流洞可以和泄洪洞结合,围堰可以和土石坝体结合。④满足施工期间通航、穿树、供水、灌溉的综合利用要求。

设计标准根据施工进度及各时期的排水情况,施工导流可分为三个阶段:①初期导流,即围堰挡水阶段,从河床截流至大坝施工至围堰标高。②中期导流,即坝体挡水阶段。此时导流、排水构筑物还未封堵,汛期坝体会挡水。随着坝体抬高,水库库容增大,防洪能力逐渐增强。(3)后期导流,即从导流、排水建筑物截流到大坝全面修复至设计高程,永久排水建筑物已投入运行。在施工导流设计中,需要选择导流时段,即挡水围堰工作持续时间内,是枯水期挡水还是全年挡水。应根据河流的水文特征、主体工程的施工特点和进度,合理划分和选择导流时段。导流设计应采用导流期间设计频率的最大流量和洪量。小型工程应在旱季完成,以简化导流设施;大中型工程一般难以在枯水期修建,可考虑分年导流,导流设计流量以全年一定频率的洪水流量为基准。当地料坝的坝体一般不允许过水。当坝体施工难以达到汛期挡洪高程时,应按年导流标准考虑围堰高程和导流建筑物规模。混凝土坝通常是允许过水的,可以考虑按年导流标准或枯水期导流。采用月设计频率安排施工进度时,需要充分论证河流的水文特性,谨慎对待。导流设计标准是导流设计中采用的设计流量频率的规定。对于不同的导流阶段,不同的建筑物,规定的频率也不同。总的要求是:初期导流阶段的洪水标准可以低一些,中后期导流阶段的洪水标准会逐步提高。当要求工程提前发挥作用时(如提前发电),相应导流阶段的防洪标准应较高。对于混凝土和砖石建筑,洪水标准较低,而对于土石坝,洪水标准较高。另一方面,导流的设计标准随着永久建筑物的等级而变化。

全断面围堰法即全断面围堰法,也称一次性截流法或河床外导流。主河道被整个围堰一次性封堵,水流被引导至边上的排水结构。适用于河床狭窄、基坑工作面小、水深急、覆盖层厚,难以修建纵向围堰和实现分期导流的工程。ⅰ型隧洞导流:适用于两岸陡峭、岩石坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流,或有永久隧洞。明渠导流:明渠导流适用于岸坡平缓或海滩宽阔的平原河流。在山区河流中,如河道,形状明显不对称。涵洞导流:中小型土石坝多采用涵洞导流,导流流量不超过1000/s .渡槽导流:渡槽导流一般适用于枯水期的小型工程,导流流量不超过20 ~ 30/s,个别情况下可达100/s。

分段围堰定义分段围堰法,又称分期围堰法或河床导流。分期就是将河床围合成几个干施工基坑,分段进行施工。分期就是把分流过程在时间上划分成阶段。分期是以时间为单位,分段是以空间为单位。在工程实践中,两级和两级导流应用最为广泛。适用性:在河床宽、流量大、施工周期长的情况下,容易满足通航、穿树、泄冰的要求。类型

①窄河床导流、底孔导流、缺口导流、梳齿导流、厂房导流。

导流设计在分析施工导流相关主客观条件的基础上,划分导流时段,选择导流标准和导流设计流量,设计导流截流方案,确定导流建筑物的类型、结构、尺寸和布置,拟定施工顺序和施工方法,拆除和封堵导流建筑物,制定施工期防洪方案、基坑排水方案、河流综合利用措施,拟定施工控制性进度计划。

导流期又称挡水期,是指在水利工程建设的全过程中,依靠围堰挡水进行导流的持续时间。河流根据水文特征分为枯水期、中间期和汛期。X小水利工程围堰只需在一个枯水期截流,所以围堰低,工程量小;大中型水利工程通常难以在枯水期修建到拦洪高程,尤其是土石坝不允许溢流,因此导流期应考虑为一整年。围堰在汛期要截流,所以围堰高,工程量也大。混凝土坝可溢流坝体,洪水淹没基坑,可采用溢流围堰。选择导流期时应认真研究河道的水文特性,并根据主体工程的特点和施工进度的要求进行技术经济比较。一般来说,导流时段划分过细是不合适的,月设计频率流量仅作为安排施工进度计划时的参考,不宜作为导流设计的依据。

确定导流设计流量的洪水标准。导流设计流量是选择导流方案和确定导流建筑物规模的主要依据。在施工过程中,河流流量经常发生变化。为了使设计导流流量尽可能符合施工期的实际流量,各国根据河流特性、建筑物特点、施工经验、安全、经济等因素进行导流标准的选择。不同国家的分流标准差异很大。许多国家统一考虑经济性和安全性,制定了重要性不同的导流建筑物应承担不同的风险(即某一突发事件发生的概率),以供确定导流设计流量时参考。

导流方案的选择一个完整的导流方案受多种因素制约,需要进行技术经济比较,反复论证后确定。这些因素主要包括:①水文条件。河流流量的大小、流量过程线的特性、水位变化的幅度、洪水和枯水的持续时间、冬季的冰流和冰冻都是直接影响导流方案选择的重要因素。比如水位波动较大的河流,有时需要使用溢流围堰,让基坑在短时间内淹没导流。冬季有冰流的河流,要充分考虑冰流泄流问题。②地形条件。施工区河流两岸的河床和地形对导流方案影响较大。比如河道较宽,施工期有通航要求,宜采用分期导流;隧洞导流适用于河床狭窄、岸壁陡峭、河谷较深的情况。③工程地质和水文地质条件。在选择施工导流方案时,隧道或明渠导流的经济合理性、河床可能变窄的程度、围堰的结构和施工方法、基坑排水措施等都要考虑工程地质和水文地质条件。如在覆盖层较深、透水性较大的河床中,应妥善解决围堰基础的抗冲防渗问题,在满足通航条件的情况下,允许岩基河床的束窄较大。④水利枢纽布置及建筑类型。结合枢纽布置考虑施工导流,充分利用建筑结构特点。比如泄洪、发电、通气孔和临时导流孔的结合,围堰和防洪的结合。至于大坝结构,混凝土坝采用分期导流的可能性更大。⑤河流综合利用。施工期间,为满足通航、穿树、供水、排水、灌溉等要求,施工导流问题复杂。比如分期引水时,窄航道要满足通航流速、比降(纵坡、横坡、局部比降)、流态、水流衔接等要求,有时需要设置临时船闸;封孔蓄水时,应注意下游通航水位和灌溉、供水、水电站等正常用水的需要;对于渔业生产,应考虑捕鱼设施。⑥施工进度、施工方法和场地布置。在选择导流方案时,应充分考虑社会影响、施工设备和建筑材料的供应以及施工经验,在确保安全的前提下,努力简化施工导流工程,降低成本,缩短工期。对于重要的施工导流工程,应进行必要的模型试验或计算机模拟计算,并进行充分的比较和论证。

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