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一次到位！水利工程施工导流作业全指南！

0239水利工程2021-07-15 10:53:42

施工导流是指，在修筑时为了使水工建筑物能保持在干地上施工，用围堰来维护基坑，并将水流引向预定的泄水建筑物泄向下游，称为施工导流。施工导流方法分为全段围堰法和分段围堰法。

导流作用

在水域（大多数指活水河道）内修建水利工程的过程中，为创造干地施工条件，前期用围堰围护基坑，将河道水流通过预定方式绕过施工场地导向下游的工程措施。施工导流是水利工程施工，特别是修建闸坝工程所特有的一项十分重要的工程措施。导流方案的选定，关系到整个工程施工的工期、质量、造价和安全渡汛，事先要做出周密的设计。

设计内容

主要包括：
1、掌握并分析河流的水文特性和工程地点的气象、地形、地质等基本资料；
2、选定导流时段、设计标准、导流流量、导流方式及导流建筑物类型；
3、拟定导流建筑物的修建顺序、拆除围堰及封堵导流建筑物的施工方法；
4、制定拦洪渡汛和基坑排水措施；
5、确定施工期通航、过水、供水等综合利用措施。施工导流措施受多方面因素的制约，一个完整的方案，需要通过技术经济比较，必要时要做模型实验，反复论证，然后定案。

导流方式

按河床位置分为：河床外导流、河床内导流两类。
河床外导流：用围堰一次拦断整个河床，让河水通过河床外的导流泄水建筑物导向下游；
河床内导流：用围堰先后分段围护部分河床，河水通过被束窄的另一部分河床导走，即分期导流。

按泄水建筑物类型分为：明渠导流、隧洞导流，以及涵洞、坝体底孔、梳齿和缺口过流、涵管导流等导流方式。

涵洞导流一般用于中小型水闸、土石坝等工程。
底孔导流用于混凝土坝施工，水流全部或部分通过坝体内设置的临时或永久泄水孔导向下游。
梳齿导流则是在混凝土坝施工时预留梳齿状缺口过水，随坝体升高，分级轮换封堵缺口。
涵管导流是一种利用涵管进行导流的施工方法，适用于导流量较小的河流或只用来担负枯水期的的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管过多对坝身不利，且使大坝施工受到干扰，故此坝下埋管不宜过多，单管尺寸不宜过大，涵管在干地施工，易布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。

导流方式的选择，一般须考虑：
①水文条件。河流流量大小、过程线特征、洪水和枯水情况、水位变幅、流冰等均直接影响方案选择。如水位变幅大的河流，有时宜采用过水围堰，围堰挡水高度及导流泄水建筑物只考虑枯水期流量。
②地形条件。如河床宽阔，施工期有通航要求，可采用分期导流；如河道较窄，宜根据地形地质条件采用明渠或隧洞导流。
③有条件时，要尽量利用永久水工建筑物的泄水建筑物，结合进行施工导流。如导流洞可与泄洪洞结合，围堰可与土石坝坝体结合。
④满足施工期间的通航、过木、给水、灌溉等综合利用要求。

设计标准

根据工程施工进度及各个时期的泄水条件，施工导流可分为三个阶段：①初期导流，即围堰挡水阶段，从河床截流开始到坝体修建到围堰高程以上的时段。②中期导流，即坝体挡水阶段。此时导流泄水建筑物尚未封堵，汛期由坝体挡水。随着坝体升高，库容加大，防洪能力也逐步增大。③后期导流，即从导流泄水建筑物封堵到大坝全面修到设计高程的时段，永久泄水建筑物已投入运行。

施工导流设计中,要选定导流时段,即在挡水围堰工作延续时间内，是枯水期挡水还是全年挡水。应根据河流水文特性、主体工程施工特点及进度，合理划分与选择导流时段。导流设计应采用导流时段内设计频率的最大流量和洪量。小型工程应争取在一个枯水期建成，以简化导流设施；大中型工程一般难以在一个枯水期建成，可考虑全年导流，导流设计流量则以全年一定频率的洪水流量为准。当地材料坝坝体一般不允许过水，当坝体施工难以在汛期达到拦洪高程时，要按全年导流标准考虑围堰高程和导流建筑物规模。混凝土坝通常允许过水，可按全年导流标准考虑，也可按枯水期导流考虑。当采用分月设计频率的流量安排施工进度时，对河流水文特性需有充分论证，慎重对待。

导流设计标准即是对导流设计中所采用的设计流量频率的规定。对不同的导流阶段和不同的建筑物，规定的频率也不相同。总的要求是；初期导流阶段的洪水标准可低一些，中期和后期导流阶段的洪水标准逐步提高。当要求工程提前发挥作用(如提前发电)时，相应的导流阶段的防洪标准应高一些。对混凝土、浆砌石建筑，洪水标准低一些，对土石坝则要求的洪水标准较高。另一方面，导流设计标准也随永久建筑物的级别不同而有所不同。

全段围堰法

定义
全段围堰法，又称一次拦断法或河床外导流。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。
适用
多用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。
类型
隧洞导流：适用于两岸陡峻、山岩坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流或有永久性隧洞可供利用。
明渠导流：明渠导流适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道。在山区河道上如河槽形状明显不对称。
涵管导流：涵管导流多用于中小型土石坝工程，导流流量不超过1000/s。
渡槽导流：渡槽导流一般适用于小型工程的枯水期导流，导流流量不超过20～30/s，个别达100/s。

分段围堰

定义
分段围堰法，又称分期围堰法或河床内导流，分期就是将河床围成若干个干地施工基坑，分段进行施工。分期就是从时间上将导流过程划分成阶段。分期是就时间而言，分段是就空间而言。工程实践中，两段两期导流采用最多。
适用：
河床较宽，流量大，工程工期较长的情况，易满足通航、过木、排冰等要求。
类型：
①束窄河床导流
②底孔导流
③缺口导流
④梳齿导流
⑤厂房导流

导流设计

在分析与施工导流相联系的主客观条件的基础上，划分导流时段，选定导流标准和导流设计流量，设计导流、截流方案，确定导流建筑物型式、构造、尺寸及布置，拟定导流建筑物修建、拆除、封堵的顺序及施工方法，制定拦洪度汛和基坑排水方案、施工期河道综合利用措施，以及拟定施工控制性进度计划等。
导流时段
又称挡水时段，是指水利工程施工整个过程中，依靠围堰挡水进行导流的延续时间。河流按水文特性分为枯水期、中水期及洪水期。有X小型水利工程的围堰，只需挡一个枯水期流量，所以围堰低，工程量较小；大中型水利枢纽工程通常难以在一个枯水期修筑到拦洪高程，特别是土石坝不允许坝面溢流，导流时段就要按全年考虑。围堰要挡洪水期流量，所以围堰较高，工程量也较大。混凝土坝可以坝体溢流，洪水时允许淹没基坑，可以采用过水围堰。选定导流时段要仔细研究河道的水文特性，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。一般不宜把导流时段划分过细，分月设计频率的流量，只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。

导流标准

确定导流设计流量所依据的洪水标准。导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物规模的主要依据。施工过程中河道流量经常变化，为使设计的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，建设经验和安全、经济等因素，制定选择导流标准。不同国家的导流标准，有的相差很大。不少国家从经济与安全方面统一考虑，制定不同重要性导流建筑物应承担不同的风险度（即某一非期望事件所发生的概率），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方面因素的制约，要进行技术经济比较，反复论证后确定。这些因素主要有：
①水文条件。河流流量大小，流量过程线特征，水位变化幅度，洪水及枯水延续时问长短，冬季流冰及冰冻情况等，均是直接影响导流方案选择的重要因素。例如，水位变幅很大的河流，有时需采用过水围堰，允许基坑短期淹没导流，冬季有流冰的河流，需充分考虑流冰宣泄问题。
②地形条件。施工地区的河床及两岸地形，对导流方案有重大影响。例如，河道宽阔、施工期有通航要求，宜选用分期导流；河床狭窄、岸壁陡峻、河谷较深，宜选用隧洞导流。
③工程地质及水文地质条件。选择施工导流方案时，对隧洞或明渠导流的经济合理性，河床的可能束窄程度，围堰的构造及修建方法，以及基坑排水的措施等，都要考虑工程地质和水文地质的条件。例如，深厚覆盖层、透水性大的河床，要妥善解决围堰地基的抗冲、防渗等问题，在满足通航条件下，岩基河床分期导流时的束窄度允许大一些。
④水利枢纽布置及建筑物型式。施工导流需与枢纽布置结合考虑，并充分利用建筑物构造的特点。例如，泄洪、发电、放空孔等与临时导流孔洞的结合，围堰与度汛的结合。就坝体结构形式，混凝土坝采用分期导流的可能性较大。
⑤河流综合利用。施工期间，为满足通航、过木、给水、排水、灌溉等要求，使施工导流问题复杂化。例如，分期导流时，被束窄的河道要满足通航的流速、坡降（纵坡、横坡、局部坡降）、流态和水流衔接等的要求，有时还需设置临时船闸；当封孔蓄水时，要注意下游通航水位以及灌溉、给水、水电站等正常用水的需要；为了渔业生产，要考虑过鱼设施等。
⑥施工进度、施工方法及场地布置。选择导流方案时，要全面考虑社会影响、施工设备及建筑材料供应和施工经验等因素，在保证安全的前提下，力求简化施工导流工程，降低费用，缩短工期。重要的施工导流工程，要进行必要的模型试验或计算机模拟计算，并作充分的比较论证。

围堰河床建筑物