施工導(dǎo)流導(dǎo)流設(shè)計

在分析與施工導(dǎo)流相聯(lián)系的主客觀條件的基礎(chǔ)上，劃分導(dǎo)流時段，選定導(dǎo)流標準和導(dǎo)流設(shè)計流量，設(shè)計導(dǎo)流、截流方案，確定導(dǎo)流建筑物型式、構(gòu)造、尺寸及布置，擬定導(dǎo)流建筑物修建、拆除、封堵的順序及施工方法，制定攔洪度汛和基坑排水方案、施工期河道綜合利用措施，以及擬定施工控制性進度計劃等。

施工導(dǎo)流定義

分段圍堰法，又稱分期圍堰法 或河床內(nèi)導(dǎo)流，分期就是將河床圍成若干個干地施工基坑，分段進行施工。分期就是從時間上將導(dǎo)流過程劃分成階段。分期是就時間而言，分段是就空間而言。工程實踐中，兩段兩期導(dǎo)流采用最多。

適用：

河床較寬，流量大，工程工期較長的情況，易滿足通航、過木、排冰等要求。

施工導(dǎo)流類型

①束窄河床導(dǎo)流

②底孔導(dǎo)流

③缺口導(dǎo)流

④梳齒導(dǎo)流

⑤廠房導(dǎo)流

施工導(dǎo)流定義

全段圍堰法，又稱一次攔斷法或河床外導(dǎo)流。主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導(dǎo)向旁側(cè)的泄水建筑物。

施工導(dǎo)流適用

多用于河床狹窄，基坑工作面不大，水深流急、覆蓋層較厚難于修建縱向圍堰，難于實現(xiàn)分期導(dǎo)流的工程。

施工導(dǎo)流類型

隧洞導(dǎo)流

適用于兩岸陡峻、山巖堅硬、風(fēng)化層薄、河谷狹窄的山區(qū)河流或有永久性隧洞可供利用。

明渠導(dǎo)流

明渠導(dǎo)流適用于岸坡平緩或有寬闊灘地的平原河道。在山區(qū)河道上如河槽形狀明顯不對稱。

涵管導(dǎo)流

涵管導(dǎo)流多用于中小型土石壩工程，導(dǎo)流流量不超過1000/s。

渡槽導(dǎo)流

渡槽導(dǎo)流一般適用于小型工程的枯水期導(dǎo)流，導(dǎo)流流量不超過20～30/s，個別達100/s。

根據(jù)工程施工進度及各個時期的泄水條件，施工導(dǎo)流可分為三個階段：①初期導(dǎo)流，即圍堰擋水階段，從河床截流開始到壩體修建到圍堰高程以上的時段。②中期導(dǎo)流，即壩體擋水階段。此時導(dǎo)流泄水建筑物尚未封堵，汛期由壩體擋水。隨著壩體升高，庫容加大，防洪能力也逐步增大。③后期導(dǎo)流，即從導(dǎo)流泄水建筑物封堵到大壩全面修到設(shè)計高程的時段，永久泄水建筑物已投入運行。

施工導(dǎo)流設(shè)計中,要選定導(dǎo)流時段,即在擋水圍堰工作延續(xù)時間內(nèi)，是枯水期擋水還是全年擋水。應(yīng)根據(jù)河流水文特性、主體工程施工特點及進度，合理劃分與選擇導(dǎo)流時段。導(dǎo)流設(shè)計應(yīng)采用導(dǎo)流時段內(nèi)設(shè)計頻率的最大流量和洪量。小型工程應(yīng)爭取在一個枯水期建成，以簡化導(dǎo)流設(shè)施；大中型工程一般難以在一個枯水期建成，可考慮全年導(dǎo)流，導(dǎo)流設(shè)計流量則以全年一定頻率的洪水流量為準。當(dāng)?shù)夭牧蠅螇误w一般不允許過水，當(dāng)壩體施工難以在汛期達到攔洪高程時，要按全年導(dǎo)流標準考慮圍堰高程和導(dǎo)流建筑物規(guī)模?；炷翂瓮ǔＴ试S過水，可按全年導(dǎo)流標準考慮，也可按枯水期導(dǎo)流考慮。當(dāng)采用分月設(shè)計頻率的流量安排施工進度時，對河流水文特性需有充分論證，慎重對待。

導(dǎo)流設(shè)計標準即是對導(dǎo)流設(shè)計中所采用的設(shè)計流量頻率的規(guī)定。對不同的導(dǎo)流階段和不同的建筑物，規(guī)定的頻率也不相同?？偟囊笫牵怀跗趯?dǎo)流階段的洪水標準可低一些，中期和后期導(dǎo)流階段的洪水標準逐步提高。當(dāng)要求工程提前發(fā)揮作用(如提前發(fā)電)時，相應(yīng)的導(dǎo)流階段的防洪標準應(yīng)高一些。對混凝土、漿砌石建筑，洪水標準低一些，對土石壩則要求的洪水標準較高。另一方面，導(dǎo)流設(shè)計標準也隨永久建筑物的級別不同而有所不同。

1、按河床位置分為：河床外導(dǎo)流、河床內(nèi)導(dǎo)流兩類。

河床外導(dǎo)流：用圍堰一次攔斷整個河床，讓河水通過河床外的導(dǎo)流泄水建筑物導(dǎo)向下游；

河床內(nèi)導(dǎo)流：用圍堰先后分段圍護部分河床，河水通過被束窄的另一部分河床導(dǎo)走，即分期導(dǎo)流。

2、按泄水建筑物類型分為：明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流，以及涵洞、壩體底孔、梳齒和缺口過流、涵管導(dǎo)流等導(dǎo)流方式。

涵洞導(dǎo)流一般用于中小型水閘、土石壩等工程。

底孔導(dǎo)流用于混凝土壩施工，水流全部或部分通過壩體內(nèi)設(shè)置的臨時或永久泄水孔導(dǎo)向下游。

梳齒導(dǎo)流則是在混凝土壩施工時預(yù)留梳齒狀缺口過水，隨壩體升高，分級輪換封堵缺口。

涵管導(dǎo)流是一種利用涵管進行導(dǎo)流的施工方法，適用于導(dǎo)流量較小的河流或只用來擔(dān)負枯水期的的導(dǎo)流。一般在修筑土壩、堆石壩等工程中采用。由于涵管過多對壩身不利，且使大壩施工受到干擾，故此壩下埋管不宜過多，單管尺寸不宜過大，涵管在干地施工，易布置在河灘上，灘地高程在枯水位以上。

導(dǎo)流方式的選擇，一般須考慮：

①水文條件。河流流量大小、過程線特征、洪水和枯水情況、水位變幅、流冰等均直接影響方案選擇。如水位變幅大的河流，有時宜采用過水圍堰，圍堰擋水高度及導(dǎo)流泄水建筑物只考慮枯水期流量。

②地形條件。如河床寬闊，施工期有通航要求，可采用分期導(dǎo)流；如河道較窄，宜根據(jù)地形地質(zhì)條件采用明渠或隧洞導(dǎo)流。

③有條件時，要盡量利用永久水工建筑物的泄水建筑物，結(jié)合進行施工導(dǎo)流。如導(dǎo)流洞可與泄洪洞結(jié)合，圍堰可與土石壩壩體結(jié)合。

④滿足施工期間的通航、過木、給水、灌溉等綜合利用要求。

主要包括：

1、掌握并分析河流的水文特性和工程地點的氣象、地形、地質(zhì)等基本資料；

2、選定導(dǎo)流時段、設(shè)計標準、導(dǎo)流流量、導(dǎo)流方式及導(dǎo)流建筑物類型；

3、擬定導(dǎo)流建筑物的修建順序、拆除圍堰及封堵導(dǎo)流建筑物的施工方法；

4、制定攔洪渡汛和基坑排水措施；

5、確定施工期通航、過水、供水等綜合利用措施。施工導(dǎo)流措施受多方面因素的制約，一個完整的方案，需要通過技術(shù)經(jīng)濟比較，必要時要做模型實驗，反復(fù)論證，然后定案。

在水域（大多數(shù)指活水河道）內(nèi)修建水利工程的過程中，為創(chuàng)造干地施工條件，前期用圍堰圍護基坑，將河道水流通過預(yù)定方式繞過施工場地導(dǎo)向下游的工程措施。施工導(dǎo)流是水利工程施工，特別是修建閘壩工程所特有的一項十分重要的工程措施。導(dǎo)流方案的選定，關(guān)系到整個工程施工的工期、質(zhì)量、造價和安全渡汛，事先要做出周密的設(shè)計。

又稱擋水時段，是指水利工程施工整個過程中，依靠圍堰擋水進行導(dǎo)流的延續(xù)時間。河流按水文特性分為枯水期、中水期及洪水期。有X小型水利工程的圍堰，只需擋一個枯水期流量，所以圍堰低，工程量較?。淮笾行退麡屑~工程通常難以在一個枯水期修筑到攔洪高程，特別是土石壩不允許壩面溢流，導(dǎo)流時段就要按全年考慮。圍堰要擋洪水期流量，所以圍堰較高，工程量也較大。混凝土壩可以壩體溢流，洪水時允許淹沒基坑，可以采用過水圍堰。選定導(dǎo)流時段要仔細研究河道的水文特性，根據(jù)主體工程的特點和施工進度的要求，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。一般不宜把導(dǎo)流時段劃分過細，分月設(shè)計頻率的流量，只作為安排施工進度計劃時的參考，不宜作為導(dǎo)流設(shè)計的依據(jù)。

確定導(dǎo)流設(shè)計流量所依據(jù)的洪水標準。導(dǎo)流設(shè)計流量是選擇導(dǎo)流方案、確定導(dǎo)流建筑物規(guī)模的主要依據(jù)。施工過程中河道流量經(jīng)常變化，為使設(shè)計的導(dǎo)流流量盡可能符合施工期的實際流量，各國根據(jù)河流特性，建筑物特點，建設(shè)經(jīng)驗和安全、經(jīng)濟等因素，制定選擇導(dǎo)流標準。不同國家的導(dǎo)流標準，有的相差很大。不少國家從經(jīng)濟與安全方面統(tǒng)一考慮，制定不同重要性導(dǎo)流建筑物應(yīng)承擔(dān)不同的風(fēng)險度（即某一非期望事件所發(fā)生的概率），供確定導(dǎo)流設(shè)計流量時參考。

一個完整的導(dǎo)流方案受多方面因素的制約，要進行技術(shù)經(jīng)濟比較，反復(fù)論證后確定。這些因素主要有：

①水文條件。河流流量大小，流量過程線特征，水位變化幅度，洪水及枯水延續(xù)時問長短，冬季流冰及冰凍情況等，均是直接影響導(dǎo)流方案選擇的重要因素。例如，水位變幅很大的河流，有時需采用過水圍堰，允許基坑短期淹沒導(dǎo)流，冬季有流冰的河流，需充分考慮流冰宣泄問題。

②地形條件。施工地區(qū)的河床及兩岸地形，對導(dǎo)流方案有重大影響。例如，河道寬闊、施工期有通航要求，宜選用分期導(dǎo)流；河床狹窄、岸壁陡峻、河谷較深，宜選用隧洞導(dǎo)流。

③工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。選擇施工導(dǎo)流方案時，對隧洞或明渠導(dǎo)流的經(jīng)濟合理性，河床的可能束窄程度，圍堰的構(gòu)造及修建方法，以及基坑排水的措施等，都要考慮工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的條件。例如，深厚覆蓋層、透水性大的河床，要妥善解決圍堰地基的抗沖、防滲等問題，在滿足通航條件下，巖基河床分期導(dǎo)流時的束窄度允許大一些。

④水利樞紐布置及建筑物型式。施工導(dǎo)流需與樞紐布置結(jié)合考慮，并充分利用建筑物構(gòu)造的特點。例如，泄洪、發(fā)電、放空孔等與臨時導(dǎo)流孔洞的結(jié)合，圍堰與度汛的結(jié)合。就壩體結(jié)構(gòu)形式，混凝土壩采用分期導(dǎo)流的可能性較大。

⑤河流綜合利用。施工期間，為滿足通航、過木、給水、排水、灌溉等要求，使施工導(dǎo)流問題復(fù)雜化。例如，分期導(dǎo)流時，被束窄的河道要滿足通航的流速、坡降（縱坡、橫坡、局部坡降）、流態(tài)和水流銜接等的要求，有時還需設(shè)置臨時船閘；當(dāng)封孔蓄水時，要注意下游通航水位以及灌溉、給水、水電站等正常用水的需要；為了漁業(yè)生產(chǎn)，要考慮過魚設(shè)施等。

⑥施工進度、施工方法及場地布置。選擇導(dǎo)流方案時，要全面考慮社會影響、施工設(shè)備及建筑材料供應(yīng)和施工經(jīng)驗等因素，在保證安全的前提下，力求簡化施工導(dǎo)流工程，降低費用，縮短工期。重要的施工導(dǎo)流工程，要進行必要的模型試驗或計算機模擬計算，并作充分的比較論證。

第1章　施工導(dǎo)流風(fēng)險分析原理

1.1　施工導(dǎo)流風(fēng)險研究

1.2　施工風(fēng)險

1.2.1　風(fēng)險的定義

1.2.2　施工導(dǎo)流風(fēng)險的定義

1.3　施工導(dǎo)流風(fēng)險因素

1.3.1　施工洪水的隨機性

1.3.2　導(dǎo)流建筑物的泄洪隨機性

1.3.3　施工進度風(fēng)險

1.3.4　其他隨機因素

1.4　施工導(dǎo)流風(fēng)險度計算方法

1.4.1　導(dǎo)流風(fēng)險度計算方法

1.4.2　施工導(dǎo)流風(fēng)險度的計算模型

1.4.3　潰堰風(fēng)險計算

1.5　施工導(dǎo)流風(fēng)險判別

1.5.1　導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險率

1.5.2　當(dāng)量洪水重現(xiàn)期

第2章　導(dǎo)流水力學(xué)計算

2.1　導(dǎo)流洞泄流水力學(xué)計算

2.1.1　流態(tài)判別

2.1.2　正常水深計算

2.1.3　臨界水深計算

2.1.4　隧洞上游水位計算

2.2　導(dǎo)流底孔泄流水力學(xué)計算

2.2.1　無壓流泄流公式

2.2.2　半有壓流泄流公式

2.2.3　有壓流泄流公式

2.2.4　考慮恢復(fù)落差影響的泄水能力計算

2.3　明渠泄流水力學(xué)計算

2.3.1　明渠均勻流

2.3.2　明渠非均勻流

2.3.3　束窄河床的水力學(xué)計算

2.4　擋水建筑物缺口的泄流水力學(xué)計算

2.5　導(dǎo)流建筑物聯(lián)合泄流水力學(xué)計算

2.6　圍堰沖刷水力學(xué)計算

2.6.1　過水圍堰下游流態(tài)分析

2.6.2　面流消能方式的沖刷模式

2.6.3　圍堰堰腳沖刷穩(wěn)定判別分析

2.7　潰堰洪水演進水力學(xué)計算

2.7.1　一維非恒定流數(shù)值計算方法

2.7.2　有限體積法

2.7.3　有限單元法

第3章　施工洪水和導(dǎo)流建筑物泄水能力的不確定性分析

3.1　施工洪水不確定性分析

3.2　施工洪水不確定性模擬

3.2.1　隨機變量的生成

3.2.2　施工洪水隨機變量的融合

3.3　考慮實測洪水的隨機施工洪水綜合實例分析

3.3.1　實測洪水的歷時分布實例分析

3.3.2　施工洪水隨機模擬分析

3.4　導(dǎo)流建筑物泄流能力的不確定性分析

3.5　泄流能力的不確定性分析

3.5.1　泄流能力隨機參數(shù)

3.5.2　泄流能力隨機模擬與概率模型反演

第4章　土石過水圍堰度汛風(fēng)險分析

4.1　概述

4.2　土石過水圍堰擋水期導(dǎo)流標準

4.2.1　過水圍堰擋水期施工導(dǎo)流標準選擇方法

4.2.2　現(xiàn)行頻率分析法

4.2.3　不考慮歷史洪水情況下?lián)跛畼藴蔬x擇

4.3　土石過水圍堰溢洪特性

4.3.1　概述

4.3.2　土石過水圍堰溢洪工況與判別

4.4　土石過水圍堰溢洪條件下護面穩(wěn)定評價指標與評判

4.4.1　穩(wěn)定評價指標

4.4.2　基于突變理論的堰面護板穩(wěn)定性分析

4.5　土石過水圍堰穩(wěn)定性分析

4.5.1　護板穩(wěn)定性分析

4.5.2　混凝土護板的失穩(wěn)機理

4.5.3　帶狀混凝土護板的受力破壞機理分析

4.5.4　堰體滲透穩(wěn)定性分析

4.5.5　過水圍堰堰腳淘刷風(fēng)險分析

4.6　過水圍堰混凝土護板下反濾層的可靠性分析

4.6.1　反濾層的設(shè)計

4.6.2　反濾層設(shè)計的風(fēng)險

4.7　土石過水圍堰下游沖坑估計

4.7.1　常用的局部沖刷公式

4.7.2　沖刷公式

第5章　水電工程施工導(dǎo)流方案風(fēng)險評價

5.1　概述

5.2　多目標決策的常用方法及相關(guān)理論

5.2.1　熵理論

5.2.2　效用理論

5.3　導(dǎo)流方案選擇綜合評價方法

5.3.1　評價指標體系

5.3.2　施工導(dǎo)流方案多目標決策方法

5.3.3　效用決策方法

5.4　施工導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策

5.4.1　施工導(dǎo)流標準決策的目標

5.4.2　導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策的指標分析

5.4.3　導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策的權(quán)重分析

5.4.4　基于期望效用理論的施工導(dǎo)流風(fēng)險均衡配置

第6章　工程應(yīng)用與分析

6.1　糯扎渡水電站初期導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策

6.1.1　工程概況

6.1.2　導(dǎo)流設(shè)計參數(shù)

6.1.3　糯扎渡水電站初期導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策

6.2　錦屏一級水電站初期導(dǎo)流風(fēng)險分析

6.2.1　工程概況

6.2.2　導(dǎo)流設(shè)計參數(shù)

6.2.3　初期導(dǎo)流動態(tài)風(fēng)險計算

6.2.4　錦屏一級水電站施工導(dǎo)流風(fēng)險率計算成果

6.2.5　初期導(dǎo)流標準風(fēng)險分析與討論

6.3　魯?shù)乩娬就潦瘒叨妊达L(fēng)險分析

6.3.1　工程概況

6.3.2　上下游土石過水圍堰堰坡混凝土護板的穩(wěn)定性分析

6.3.3　魯?shù)乩娬旧嫌芜^水圍堰堰腳淘刷分析

6.4　向家壩水電站施工導(dǎo)流風(fēng)險分析

6.4.1　向家壩水電站一期縱向圍堰堰腳沖刷風(fēng)險分析

6.4.2　向家壩水電站二期導(dǎo)流風(fēng)險分析

6.4.3　向家壩水電站二期導(dǎo)流標準多目標風(fēng)險決策

6.4.4　向家壩水電站中后期導(dǎo)流風(fēng)險分析

6.5　觀音巖水電站施工導(dǎo)流標準多目標決策分析

6.5.1　工程概況

6.5.2　觀音巖水電站導(dǎo)流標準的決策目標

6.5.3　導(dǎo)流標準風(fēng)險決策指標的計算方法

6.5.4　初擬施工導(dǎo)流標準備選方案

6.5.5　施工導(dǎo)流標準多目標決策計算成果及其分析

6.5.6　施工導(dǎo)流標準風(fēng)險多目標決策分析的結(jié)論

6.6　江坪河水電站施工導(dǎo)流土石圍堰潰堰分析

6.6.1　工程概況

6.6.2　潰堰洪水演進計算基本資料

6.6.3　潰堰洪水演進計算成果

6.7　大隆水利樞紐防洪風(fēng)險圖

6.7.1　工程概況

6.7.2　防洪圖編制基本資料

參考文獻 2100433B

《施工導(dǎo)流風(fēng)險分析》系統(tǒng)全面地闡述了水利水電工程施工導(dǎo)流風(fēng)險分析的理論與方法。主要內(nèi)容包括：施工導(dǎo)流風(fēng)險分析原理、施工水力學(xué)的計算、施工導(dǎo)流洪水的不確定性分析、導(dǎo)流建筑物泄水能力的不確定性分析、土石圍堰度汛風(fēng)險分析、過水圍堰穩(wěn)定性分析、水電工程施工導(dǎo)流方案風(fēng)險評價及其工程應(yīng)用實例。