第1章 施工導流

　　1. 重點(diǎn)、難點(diǎn)內容

　　認清施工導流在水利水電工程施工中的特殊地位與作用，重點(diǎn)掌握施工導流的基本方式，理解影響導流方式的主要因素，理解導流時(shí)段的劃分，理解導流設計標準及導流設計流量的確定，理解導流工程布置與水力計算，理解導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，掌握圍堰的基本應用型式；圍堰形式很多，主要應掌握土石圍堰和混凝土圍堰的適用條件，結構及布置。截流與圍堰關(guān)系密切，但因截流在施工導流中占有重要地位，又是施工總進(jìn)度計劃的主要控制項目之一，主要應掌握立堵截流方法與設計的主要問(wèn)題。圍堰合龍閉氣以后，就要開(kāi)始進(jìn)行基坑排水，搞好基坑排水，可創(chuàng )造干地施工條件，主要應掌握初期排水與經(jīng)常性排水的布置和計算，以及明式排水方法。

　　2. 施工導流的概念

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

　　施工導流貫穿工程施工的全過(guò)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計的重要組成部分。國內外工程實(shí)踐中，十分重視施工導流規劃的作用。正確合理的施工導流規劃，可以降低工程造價(jià)，加快施工進(jìn)度。否則，會(huì )使工程施工遇到意外困難，甚至引起工程失事。（詳見(jiàn)文字教材第4頁(yè)）

　　3.施工導流方式

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

　　全段圍堰法導流，這種導流方式又稱(chēng)為一次攔斷法或河床外導流。其基本特點(diǎn)是主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導向旁側的泄水建筑物。視泄水建筑物的不同，一次攔斷法又可進(jìn)一步區分為隧洞導流、明渠導流、涵管導流等分段圍堰法導流，也稱(chēng)分期圍堰法或河床內導流。但是，習慣上則多稱(chēng)其為分期導流。

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

　　4 采用分段分期圍堰法導流時(shí)，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(gè)干地基坑，分段進(jìn)行施工。所謂分期，就是從時(shí)間上將導流過(guò)程劃分成若干階段。分段是就空間而言的，分期是就時(shí)間而言的。導流分期數和圍堰分段數并不一定相同，段數分得越多，施工越復雜；期數分得越多，工期拖延越長(cháng)。因此，工程實(shí)踐中，兩段兩期導流采用得最多。（詳見(jiàn)文字教材第8頁(yè)）

　　5. 導流標準、導流程序 、 導流時(shí)段 、圍堰 、河道截流的定義

　?。ㄔ斠?jiàn)文字教材第52頁(yè)答案）

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

　　導流設計流量的大小，取決于導流設計的洪水頻率標準和導流時(shí)段。在同一導流時(shí)段內導流設計標準愈高導流設計流量就愈大，在同一導流設計標準內洪水期的流量要大于枯水期的流量，通常將導流時(shí)段內的最大值作為導流設計流量。

　　對于不過(guò)水圍堰，如果圍堰需全年擋水，只要按規范選定導流洪水重現期標準，即可確定相應的設計流量。導流擋水與泄水建筑物的設計流量相同。

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

　　對于過(guò)水圍堰，過(guò)水圍堰的特點(diǎn)是既擋水又過(guò)水，其工作條件包括擋水與過(guò)水兩種工 況（類(lèi)似于溢流壩）。過(guò)水情況下的設計標準，顯然應與一般不過(guò)水圍堰擋全年洪水時(shí)的標準相同。此標準主要用于堰體穩定分析和結構計算，也用于所有導流泄水道的過(guò)水能力校核。擋水情況下的設計標準，一般以枯水期不過(guò)水為原則。但具體選用什么樣的擋水流量，應通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較才能決定。（詳見(jiàn)文字教材第11-13頁(yè)）

　　7. 采用分段圍堰法導流時(shí)，如何確定縱向圍堰的位置？

　　選擇縱向圍堰位置，實(shí)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）導流過(guò)水要求 （5）施工布局的合理性

　　以上五個(gè)方面，僅僅是選擇縱向圍堰位置時(shí)應考慮的主要問(wèn)題。如果天然河槽呈對稱(chēng)形狀，沒(méi)有明顯有利的地形地質(zhì)條件可供利用時(shí)，可以通過(guò)經(jīng)濟比較方法選定縱向圍堰的適宜位置，使一、二期總導流費用最小。（詳見(jiàn)文字教材第18-19頁(yè)）

　　8.影響導流方式選擇的因素有哪些？

　　影響導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(zhù)導流方式的選擇。每種導流方式均有適用的流量范圍。除了流量大小外，流量過(guò)程線(xiàn)的特征、冰情和泥沙也影響著(zhù)導流方式的選擇。例如，洪峰歷時(shí)短而峰形尖瘦的河流，有可能采用汛期淹沒(méi)基坑方式；含沙量很大的河流，一般不允許淹沒(méi)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，則在流冰期應為明流，而且應有足夠的凈空，孔口尺寸也不能過(guò)小。

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

　?。?）樞紐類(lèi)型及布置。分期導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(guò)水，故土壩樞紐幾乎不用分期導流，而多采用一次攔斷法。高水頭水利樞紐的后期導流常需多種導流方式的組合，導流程序比較復雜。例如，峽谷處的混凝土壩，前期導流可用隧洞，但后期（完建期）導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流，一般是在兩岸不同高程上布置多層導流隧洞。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，應盡量加以利用。

　?。?）河流綜合利用要求。分期導流和明渠導流較易滿(mǎn)足通航、過(guò)木、排冰、過(guò)魚(yú)、供水等要求。采用分期導流方式時(shí)，為了滿(mǎn)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。我國某些峽谷地區的工程，原設計為隧洞導流，但為了滿(mǎn)足過(guò)木要求，用明渠導流取代了隧洞導流。這樣一來(lái)，不僅遇到了高邊坡深挖方問(wèn)題，而且導流程序復雜，工期也大大延長(cháng)了。由此可見(jiàn)，在選擇導流方式時(shí)，要解決好河流綜合利用要求問(wèn)題，并不是一件容易的事。（詳見(jiàn)文字教材第10頁(yè)）

　　9. 如何進(jìn)行施工導流方案的比較與選擇？

　?。?）初擬基本可行方案

　　進(jìn)行施工導流方案比較與選擇之前，應擬訂幾種基本可行的導流方案。擬訂方案時(shí)，首

　　先考慮可能采用的導流方式是分期導流還是一次攔斷。分期導流應研究分期多少，分段多少，先圍哪一岸。還要研究后期導流完建方式，是采用底孔、梳齒、缺口或未完建廠(chǎng)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(wú)論是分期，還是一次攔斷，基坑是否允許被淹沒(méi)，是否要采用過(guò)水圍堰等。在全面分析基礎上，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。當導流方式或大方案基本確定后，還要將基本方案進(jìn)一步細化。

　?。?）方案技術(shù)經(jīng)濟指標的分析計算

　　在進(jìn)行方案比較時(shí)。應著(zhù)重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論證：導流工程費用及其經(jīng)濟性；施工強度的合理性；勞動(dòng)力、設備、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(shí)間的保證性；施工過(guò)程中河道綜合利用的可行性；施工導流方案實(shí)施的可靠性等。為此，在方案比較時(shí)．還應進(jìn)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(jìn)度計劃、施工強度指標計算與分析、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

　　根據上述技術(shù)經(jīng)濟指標，綜合考慮各種因素，權衡利弊，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(shí)施方案。在比較選擇過(guò)程中，切忌主觀(guān)臆斷，輕率地確定方案。

　　在導流方案比較中，應以規定的完工期限作為統一基準。在此基礎上，再進(jìn)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(jìn)度的可靠性。否則，也就沒(méi)有經(jīng)濟上的合理性可言?？傊?，應以整體經(jīng)濟效益最優(yōu)為原則。有條件時(shí)，應采用現代系統分析方法。（詳見(jiàn)文字教材第24-26頁(yè)）

　　10. 圍堰的平面布置應注意哪些問(wèn)題？確定圍堰堰頂高程時(shí)，應注意哪些問(wèn)題？

　　圍堰的平面布置是一個(gè)很重要的問(wèn)題。如果平面布置不當，圍護基坑的范圍過(guò)大，不僅圍堰工程量大，而且會(huì )增加排水設備容量和排水費用；范圍過(guò)小，會(huì )妨礙主體工程施工，影響工期；如果分期導流的圍堰外形輪廓不當，還會(huì )造成水流宣泄不暢，沖刷圍堰及其基礎，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空間兩個(gè)問(wèn)題。外形輪廓不僅與導流泄水建筑物的布置有關(guān)，而且取決于圍堰種類(lèi)、地質(zhì)條件以及對防沖措施的考慮。堰內空間，也即基坑范圍大小，主要取決于主體工程的輪廓和相應的施工方法。

　　用分段圍堰法導流時(shí)，上、下游圍堰一般不與河床中心線(xiàn)垂直。圍堰的平面布置常呈梯形，既可使水流順暢，同時(shí)也便于運輸道路的布置和銜接。當采用一次攔斷法導流時(shí)，上、下游圍堰不存在突出的繞流問(wèn)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，應與堰側水面曲線(xiàn)相適應。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的橫向圍堰同高。

　　有冰情河道上的堰頂高程，尚應考慮冰塞、冰壩可能造成的壅水高度。

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

　　11. 截流設計的主要問(wèn)題有哪些？

　　截流設計的主要問(wèn)題有：

　　截流時(shí)段和設計流量的確定；截流戧堤軸線(xiàn)和龍口位置的選擇；截流方法選擇；截流水力計算；材料種類(lèi)、尺寸與數量的確定；截流施工規劃；閉氣止水等。

　?。ㄔ斠?jiàn)文字教材第41-44頁(yè)）

　　12. 論述導流、截流、圍堰與基坑排水之間的關(guān)系。

　　施工導流貫穿工程施工的全過(guò)程，施工導流規劃，主要是劃分導流時(shí)段，選定導流標準，確定導流設計流量；選擇導流方案及導流擋水、泄水建筑物的型式，確定導流建筑物的布置、構造與尺寸；擬定導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構型式。截流與圍堰關(guān)系密切，通常截流戧堤就是圍堰的一部分，截流在施工導流中占有重要地位，又是施工總進(jìn)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(kāi)始進(jìn)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(jiàn)，貫穿始終的是施工導流，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。