四川南充 637000
摘要:水利电力工程的施工环境非常特殊,一是技术复杂;二是部分工程长期处于水下,施工相对困难,所以,施工导流技术非常重要。
关键词: 水利电力 施工 技术
正文:
目前国内导流建筑物主要指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水建筑物和泄水建筑物。导流的标准主要包括导流建筑物设计洪水标准、导流建筑物级别、施工期临时度汛洪水标准和导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准等。
导流建筑物级别根据其保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标划分为III~V级。导流建筑物设计洪水标准应根据导流建筑物的类型和级别,并结合风险度分析合理确定;当坝体填筑高程超过围堰顶高程时,坝体临时度汛洪水标准应根据坝型和坝前拦洪库容确定,导流泄水建筑物封堵后,如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力,坝体度汛洪水标准应分析坝体施工和运行要求根据坝型和大坝级别确定, 且汛前坝体上升高度应满足拦洪要求,帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。
一、常用的施工导流方式
施工导流的基本方式可分为分期围堰导流和一次拦断河床围堰导流两类。按泄水建筑物型式可分为:明渠导流、隧洞导流、涵管导流以及施工过程中的坝体底孔导流、缺口导流和不同泄水建筑物的组合导流。
(—)分期围堰导流
分期围堰导流,也称分段围堰导流(或河床内导流),就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施丁的方法。分段就是将河床围成若干个干地施工基坑,分段进行施工。分期就是从时间上按导流过程划分施工阶段。工程实践中,两段两期导流采用得最多。分段围堰法导流适用于河床宽、流量大、工期长的工程,尤其适用通航和冰凌严重的河道,这种导流方法费用较低。
根据不同时期泄水道的特点,分期围堰导流中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的建筑物导流。
1. 束窄河床导流
束窄河床导流通常用于分期导流的前期阶段,特别是一期导流。其泄水道是被围堰束窄后的河床。
2 . 通过建筑物导流
通过建筑物导流的主要方式,包括设置在混凝土坝体中的底孔导流、混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流,平原河道上低水头河床式径流电站可采用厂房导流等。这种导流方式多用于分期导流的后期阶段。
(二)一次拦断河床围堰导流
一次拦断河床围堰导流是指在河床内距主体工程轴线(如大坝、水闸等)上下游一定的距离,修筑拦河堰体,一次性截断河道,使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。一次拦断河床围堰导流适用于枯水期流量不大,河道狭窄的河流,按导流泄水建筑物的类型,可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。
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1. 明渠导流
明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道,在基坑的上下游修建横向围堰,河道的水流经渠道下泄。这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。明渠具有施工简单,适合大型机械施工的优点;有利于加速施工进度,缩短工期;对通航、放木条件也较好。
2. 隧洞导流
隧洞导流是在河岸边开挖隧洞,在基坑的上下游修筑围堰,一次性拦断河床形成基坑,保护主体建筑物干地施工,天然河道水流全部或部分由导流隧洞下泄的导流方式。这种导流方法适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。
3. 涵管导流
涵管导流是利用涵管进行导流。适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。涵管通常布置在河岸滩地上,其位置常在枯水位以上,这样可在姑7JC期不修围堰或只修小围堰而先将涵管筑好,然后再修上、下游断流围堰,将河水经涵管下泄。
二、常见的导流泄水建筑物
导流泄水建筑物包括导流明渠、导流隧洞、导流涵管、导流底孔、坝体预留缺口等临时建筑物和部分利用的永久泄水建筑物。
(—)明渠导流
导流明渠布置应符合下列规定:
( 1 ) 泄量大,工程量小,宜优先考虑与永久建筑物结合。
( 2 ) 弯道少,宜避开滑坡、崩塌体及高边坡开挖区。
( 3 ) 应便于布置进入基坑交通道路。
( 4 ) 进出口与围堰接头应满足堰基防冲要求。
( 5 ) 弯道半径不宜小于3倍明渠底宽,进出口轴线与河道主流方向的夹角宜小于30。, 避免泄洪时对上下游沿岸及施工设施产生冲刷。
明渠断面形式应根据地形、地质条件、主体建筑物结构布置和运行要求确定。明渠断面尺寸应根据导流设计流量及其允许抗冲流速等条件确定,明渠断面尺寸与上游围堰高度应通过技术经济比较确定。明渠衬护的范围和方式可根据地质和水力条件等,经技术经济比较确定。
(二)隧洞导流
隧洞导流的布置应符合下列要求:
( 1 ) 洞线应综合考虑地形、地质、枢纽总布置、水流条件、施工、运行及周边环境的影响因素, 并通过技术经济比较选定。
( 2 ) 导流洞进、出口与上、下游围堰堰脚的距离应满足围堰防冲要求。
( 3 ) 与枢纽总布'置相协调,有条件时宜与永久隧洞结合, 其结合部分的洞轴线、断面型式与衬砌结构等应同时满足永久运行与施工导流要求。
( 4 ) 导流隧洞布置尚应符合《水工隧洞设计规范》SL279—2016的有关规定。
导流隧洞断面形式应根据水力条件、地质条件、与永久建筑物的结合要求、施工方便等因素确定。断面尺寸应根据导流流量、截流难度、围麵模和工程投资,经技术经济比较后确定。导流隧洞弯曲半径不宜小于5倍洞径(或洞宽), 转角不宜大于60度,且应在弯段首尾设置直线段,其长度不宜小于5倍洞径(或洞宽)。高流速有压隧洞弯曲半径和转角宜通过试验确定。
(三)导流底孔
导流底孔布置应遵循下列原则:
( 1 ) 宜布置在近河道主流位置。
( 2 ) 宜与永久泄水建筑物结合布置。
( 3 ) 坝内导流底孔宽度不宜超过该坝段宽度的一半,并宜骑缝布置。
( 4 ) 应考虑下闸和封堵施工方便。
导流底孔设置数量、尺寸和高程应满足导截流、坝体度汛、下闸蓄水、下游供水、生态流量和排冰等要求。导流底孔与永久建筑物结合布置时,应同时满足永久和施工期运行要求。
(四)坝体预留缺口
混凝土重力坝、拱坝等实体结构在施工过程中可预留坝体缺口与其他导流设施共同泄流,高拱坝预留缺口应专门论证其挡水安全性;支墩坝、坝内厂房等非实体结构在封腔前坝体不宜过流,如需过流应复核其结构安全。
坝体泄洪缺口宜设在河床部位,避免下泄水流冲刷岸坡。高坝设置缺口泄洪时应妥善解决缺口形态、水流流态、下游防冲及过流振动、过流面混凝土防裂等问题,并通过水工模型试验验证。利用未形成溢流面的坝段泄流,可经水工模型试验确定空蚀指数。当空蚀指数小于0.3时,应采取掺气措施来降低坝面负压值。
论文作者:袁珂
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
标签:围堰论文; 建筑物论文; 隧洞论文; 明渠论文; 河床论文; 涵管论文; 底孔论文; 《防护工程》2018年第35期论文;