2015年二级建造师《水利》：施工导流

　　施工导流

　　1. 重点、难点内容

　　认清施工导流在水利水电工程施工中的特殊地位与作用，重点掌握施工导流的基本方式，理解影响导流方式的主要因素，理解导流时段的划分，理解导流设计标准及导流设计流量的确定，理解导流工程布置与水力计算，理解导流方案的比较与选择。理解围堰平面布置与堰顶高程确定的方法，掌握围堰的基本应用型式；围堰形式很多，主要应掌握土石围堰和混凝土围堰的适用条件，结构及布置。截流与围堰关系密切，但因截流在施工导流中占有重要地位，又是施工总进度计划的主要控制项目之一，主要应掌握立堵截流方法与设计的主要问题。围堰合龙闭气以后，就要开始进行基坑排水，搞好基坑排水，可创造干地施工条件，主要应掌握初期排水与经常性排水的布置和计算，以及明式排水方法。

　　2. 施工导流的概念

　　概括地说就是要采取“导、截、拦、蓄、泄”等施工措施，将河水流量全部或部分安全地导向下游，或者拦蓄起来，以保证枢纽主体建筑物能在干地上施工。这就是施工过程中的水流控制，习惯上称为施工导流。

　　施工导流贯穿工程施工的全过程。它不仅影响施工总组织，而且也在很大程度上影响到枢纽布置与永久建筑物型式的选择，成为水利水电枢纽总体设计的重要组成部分。国内外工程实践中，十分重视施工导流规划的作用。正确合理的施工导流规划，可以降低工程造价，加快施工进度。否则，会使工程施工遇到意外困难，甚至引起工程失事。（详见文字教材第4页）

　　3.施工导流方式

　　施工导流方式，也称施工导流方法，大体上可分为两种基本方式，即全段围堰法和分段围堰法。

　　全段围堰法导流，这种导流方式又称为一次拦断法或河床外导流。其基本特点是主河道被全段围堰一次拦断，水流被导向旁侧的泄水建筑物。视泄水建筑物的不同，一次拦断法又可进一步区分为隧洞导流、明渠导流、涵管导流等分段围堰法导流，也称分期围堰法或河床内导流。但是，习惯上则多称其为分期导流。

　　工程实践中，两段两期导流采用得最多。根据不同时期泄水道的特点，分期导流方式中又包括束窄河床导流和通过已完建或未完建的永久建筑物导流（主要包括底孔导流、缺口导流、梳齿孔导流、厂房导流等）。（详见文字教材第5-9页）

　　4 采用分段分期围堰法导流时，什么叫“分段”？什么叫“分期”？二者之间有何异同？

　　所谓分段，就是将河床围成若干个干地基坑，分段进行施工。所谓分期，就是从时间上将导流过程划分成若干阶段。分段是就空间而言的，分期是就时间而言的。导流分期数和围堰分段数并不一定相同，段数分得越多，施工越复杂；期数分得越多，工期拖延越长。因此，工程实践中，两段两期导流采用得最多。（详见文字教材第8页）

　　5. 导流标准、导流程序 、 导流时段 、围堰 、河道截流的定义

　　（详见文字教材第52页答案）

　　6. 什么是导流设计流量？如何确定不过水围堰的设计流量？如何确定过水围堰挡水期和过水期的设计流量？

　　导流设计流量的大小，取决于导流设计的洪水频率标准和导流时段。在同一导流时段内导流设计标准愈高导流设计流量就愈大，在同一导流设计标准内洪水期的流量要大于枯水期的流量，通常将导流时段内的最大值作为导流设计流量。

　　对于不过水围堰，如果围堰需全年挡水，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。导流挡水与泄水建筑物的设计流量相同。

　　对于低水围堰，按挡水时段内同频率洪水作为围堰和该时段导流泄水建筑物的设计流量。

　　对于过水围堰，过水围堰的特点是既挡水又过水，其工作条件包括挡水与过水两种工 况（类似于溢流坝）。过水情况下的设计标准，显然应与一般不过水围堰挡全年洪水时的标准相同。此标准主要用于堰体稳定分析和结构计算，也用于所有导流泄水道的过水能力校核。挡水情况下的设计标准，一般以枯水期不过水为原则。但具体选用什么样的挡水流量，应通过技术经济比较才能决定。（详见文字教材第11-13页）

　　7. 采用分段围堰法导流时，如何确定纵向围堰的位置？

　　选择纵向围堰位置，实际上就是要确定适宜的河床束窄度。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 （2）水工布置 （3）河床允许束窄度 （4）导流过水要求 （5）施工布局的合理性

　　以上五个方面，仅仅是选择纵向围堰位置时应考虑的主要问题。如果天然河槽呈对称形状，没有明显有利的地形地质条件可供利用时，可以通过经济比较方法选定纵向围堰的适宜位置，使一、二期总导流费用最小。（详见文字教材第18-19页）

　　8.影响导流方式选择的因素有哪些？

　　影响导流方式选择的主要因素有：

　　（1）水文条件。河流的水文特性，在很大程度上影响着导流方式的选择。每种导流方式均有适用的流量范围。除了流量大小外，流量过程线的特征、冰情和泥沙也影响着导流方式的选择。例如，洪峰历时短而峰形尖瘦的河流，有可能采用汛期淹没基坑方式；含沙量很大的河流，一般不允许淹没基坑。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，则在流冰期应为明流，而且应有足够的净空，孔口尺寸也不能过小。

　　（2）地形、地质条件。宽阔的平原河道，宜采用分期导流或明渠导流。河谷狭窄的山区河道，常用隧洞导流。每种导流方式适用的地形地质条件，前面已经谈过，不再重复。

　　（3）枢纽类型及布置。分期导流适用于混凝土坝枢纽。因土坝不宜分段修建，且坝体一般不允许过水，故土坝枢纽几乎不用分期导流，而多采用一次拦断法。高水头水利枢纽的后期导流常需多种导流方式的组合，导流程序比较复杂。例如，峡谷处的混凝土坝，前期导流可用隧洞，但后期（完建期）导流往往利用布置在坝体不同高程上的泄水孔。高水头土石坝的前后期导流，一般是在两岸不同高程上布置多层导流隧洞。如果枢纽中有永久性泄水建筑物，如隧洞、涵管、底孔、引水渠、泄水闸等，应尽量加以利用。

　　（4）河流综合利用要求。分期导流和明渠导流较易满足通航、过木、排冰、过鱼、供水等要求。采用分期导流方式时，为了满足通航要求，有些河流不能只分两期束窄，而要分成三期或四期，甚至有分成八期的。我国某些峡谷地区的工程，原设计为隧洞导流，但为了满足过木要求，用明渠导流取代了隧洞导流。这样一来，不仅遇到了高边坡深挖方问题，而且导流程序复杂，工期也大大延长了。由此可见，在选择导流方式时，要解决好河流综合利用要求问题，并不是一件容易的事。（详见文字教材第10页）

　　9. 如何进行施工导流方案的比较与选择？

　　（1）初拟基本可行方案

　　进行施工导流方案比较与选择之前，应拟订几种基本可行的导流方案。拟订方案时，首

　　先考虑可能采用的导流方式是分期导流还是一次拦断。分期导流应研究分期多少，分段多少，先围哪一岸。还要研究后期导流完建方式，是采用底孔、梳齿、缺口或未完建厂房；一次拦断方式是采用隧洞、明渠、涵管还是渡槽，隧洞或明渠布置在哪一岸。另外，无论是分期，还是一次拦断，基坑是否允许被淹没，是否要采用过水围堰等。在全面分析基础上，排除明显不合理的方案，保留几种可行方案或可能的组合方案。当导流方式或大方案基本确定后，还要将基本方案进一步细化。

　　（2）方案技术经济指标的分析计算

　　在进行方案比较时。应着重从以下几个方面进行论证：导流工程费用及其经济性；施工强度的合理性；劳动力、设备、施工负荷的均衡性；施工工期，特别是截流、安装、蓄水、发电或其他受益时间的保证性；施工过程中河道综合利用的可行性；施工导流方案实施的可靠性等。为此，在方案比较时．还应进行以下工作，包括水力计算、工程量计算与费用计算、 拟定施工进度计划、施工强度指标计算与分析、河道综合利用的可能性与效果分析等工作。

　　（3）方案比较与选择

　　根据上述技术经济指标，综合考虑各种因素，权衡利弊，分清主次。既作定性分析，也作定量比较，最后选择出技术上可靠、经济上合理的实施方案。在比较选择过程中，切忌主观臆断，轻率地确定方案。

　　在导流方案比较中，应以规定的完工期限作为统一基准。在此基础上，再进行技术和经济比较。既要重视经济上的合理性，也要重视技术上的可行性和进度的可靠性。否则，也就没有经济上的合理性可言。总之，应以整体经济效益最优为原则。有条件时，应采用现代系统分析方法。（详见文字教材第24-26页）

　　10. 围堰的平面布置应注意哪些问题？确定围堰堰顶高程时，应注意哪些问题？

　　围堰的平面布置是一个很重要的问题。如果平面布置不当，围护基坑的范围过大，不仅围堰工程量大，而且会增加排水设备容量和排水费用；范围过小，会妨碍主体工程施工，影响工期；如果分期导流的围堰外形轮廓不当，还会造成水流宣泄不畅，冲刷围堰及其基础，影响主体工程安全施工。

　　围堰的平面布置主要包括外形轮廓和堰内空间两个问题。外形轮廓不仅与导流泄水建筑物的布置有关，而且取决于围堰种类、地质条件以及对防冲措施的考虑。堰内空间，也即基坑范围大小，主要取决于主体工程的轮廓和相应的施工方法。

　　用分段围堰法导流时，上、下游围堰一般不与河床中心线垂直。围堰的平面布置常呈梯形，既可使水流顺畅，同时也便于运输道路的布置和衔接。当采用一次拦断法导流时，上、下游围堰不存在突出的绕流问题，为了减少工程量，围堰多与主河道垂直。

　　纵向围堰的堰顶高程，应与堰侧水面曲线相适应。通常，纵向围堰顶面往往作成阶梯形或倾斜状，其上、下游高程分别与相应的横向围堰同高。

　　有冰情河道上的堰顶高程，尚应考虑冰塞、冰坝可能造成的壅水高度。

　　采用土石围堰时，围堰防渗体顶部应比静水位略高。斜墙式超高值为0.8～0.6m；心墙式为0.6～0.3m.（详见文字教材第26-28页）

　　11. 截流设计的主要问题有哪些？

　　截流设计的主要问题有：

　　截流时段和设计流量的确定；截流戗堤轴线和龙口位置的选择；截流方法选择；截流水力计算；材料种类、尺寸与数量的确定；截流施工规划；闭气止水等。

　　（详见文字教材第41-44页）

　　12. 论述导流、截流、围堰与基坑排水之间的关系。

　　施工导流贯穿工程施工的全过程，施工导流规划，主要是划分导流时段，选定导流标准，确定导流设计流量；选择导流方案及导流挡水、泄水建筑物的型式，确定导流建筑物的布置、构造与尺寸；拟定导流挡水建筑物的修建、拆除与泄水建筑物的堵塞方法。围堰是主要导流挡水建筑物，围堰形式很多，土石围堰和混凝土围堰是最常用的结构型式。截流与围堰关系密切，通常截流戗堤就是围堰的一部分，截流在施工导流中占有重要地位，又是施工总进度计划的主要控制项目之一。截流戗堤合龙闭气、培高加厚形成围堰以后，就要开始进行基坑排水。搞好基坑排水，就可创造干地施工的条件。由此可见，贯穿始终的是施工导流，而截流、围堰与基坑排水之间，明显存在依从关系，即由施工工艺程序决定的逻辑顺序关系。

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