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施工导流

2020-03-16


 

施工导流是水利人的独宠,也是水利工程区别于其他工程的关键点。今天通过回忆一些施工导流的常识点,来唤起那些年一起走过的工地岁月。我觉得下面几个点还是蛮重要的,一线人员熟读一遍吧。

1. 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。

2.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固建筑物导流(主要包括底孔导流、缺口导流、梳齿孔导流、厂房导流等)。

3.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。

4.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。

5.影响导流方式选择的因素有哪些?

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。如果枢纽中有永固性泄水建筑物,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

6. 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。

7.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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