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第五节 截流工程——工程施工课件PPT
Q1 —分流建筑物的泄流量,m3/s; Q2 —龙口泄流量,可按宽顶堰计算,m3/s。
截流水力计算可采用图解法和电算法。
黄景忠
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五、截流材料和备料量
1.截流材料尺寸 在截流中,合理选择截流材料的尺寸或重量,对
于截流的成败和截流费用的节省具有重大意义。截 流材料的尺寸或重量取决于龙口的流速。
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整个截流过程包括戗堤的进占、龙口范围的加 固、合龙和闭气等工作。截流以后,再对戗堤进行 加高培厚,直至达到围堰设计要求。
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截流在施工导流中占有重要的地位,如果截流 不能按时完成,就会延误整个河床部分建筑物的开 工日期;如果截流失败,失去了以水文年计算的良 好截流时机,则可能拖延工期达一年,在通航河流 上甚至严重影响航运。所以在施工导流中,常把截 流看作一个关键性问题,它是影响施工进度的一个 控制项目。
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长江葛洲坝工程于1981年元月仅用35.6h时间, 在4720m3/s流量下胜利截流,为在大江大河上进行 截流,积累了宝贵的经验,而1997年11月三峡工程 大江截流和2002年11月三峡工程三期导流明渠截流 的成功,标志着我国截流工程的实践已经处于世界 先进水平。
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一、截流的基本方法 河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵 法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法 但基本方法为立堵法和平堵法两种。
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立平堵 为了充分发挥平堵水力条件较好的优点, 降低架桥的费用,工程中可采用先立堵、后架桥 平堵的方式。前苏联布拉茨克水电站,在截流流 量3600m3/s、最大落差3.5m的条件下,采用先 立堵进占,缩窄龙口至100m,然后利用管柱栈 桥全面平堵合龙。
平立堵 对于软基河床,单纯立堵易造成河床冲 刷,往往采用先平抛护底,再立堵合龙的方案。 此时,平抛多利用驳船进行。青铜峡、丹江口、 大化及葛洲坝等工程均采用此方式。
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在确定截流时段时,应考虑以下要求。
2)在通航的河流上进行截流,截流时段最好选 择在对航运影响较小的时段内。因为截流过程中, 航运必须停止,即使船闸已经修好,但因截流时水 位变化较大,亦须停航。
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在确定截流时段时,应考虑以下要求。
3)在北方有冰凌的河流上,截流不应在流冰期 进行。因为冰凌很容易堵塞河道或导流泄水建筑物, 壅高上游水位,给截流带来极大困难。
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在施工导流过程中,当导流泄水建筑物 建成后,应抓住有利时机,迅速截断原河床 水流,迫使河水经完建的导流泄水建筑物下 泄,然后在河床中全面展开主体建筑物的施 工,这就是截流工程。
黄景忠
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截流过程一般为:先在河床的一侧或两侧向河 床中填筑截流戗堤,逐步缩窄河床,称为进占。戗 堤进占到一定程度,河床束窄,形成流速较大的泄水 缺口叫龙口。为了保证龙口两侧堤端和底部的抗冲 稳定,通常采用工程防护措施,如抛投大块石、铅 丝笼等,这种防护堤端叫裹头。封堵龙口的工作叫 合龙。合龙以后,龙口段及戗堤本身仍然漏水,必 须在戗堤全线设置防渗措施,这一工作叫闭气。
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三、龙口位置和宽度 龙口位置的选择,对截流工作顺利与否有密切关
系。
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选择龙口位置时பைடு நூலகம்考虑下述一些技术要求。
1)一般说来,龙口应设置在河床主流部位,方 向力求与主流顺直。
2)龙口应选择在耐冲河床上,以免截流时因流 速增大,引起过分冲刷。
3)龙口附近应有较宽阔的场地,以便布置截流 运输线路和制作、堆放截流材料。
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立堵法截流
平堵法截流
(a)双向进占;(b)A-A剖面;(c)B-B剖面
(a)平面图;(b)A-A剖图;(c)B-B剖面
1—分流建筑物;2—截流戗堤;3—龙口;
1—截流俄堤;2—龙口;3—覆盖层;4—浮桥;
4—河岸; 5—回流区;6—进占方向
5—锚墩;6—钢缆;7—平堵截流抛石体
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立堵 是用自卸汽车或其他运输工具运来抛投料, 以端进法抛投(从龙口两端或一端下料)进占戗 堤,直至截断河床。立堵在截流过程中所发生的 最大流速,单宽流量都较大,加以所生成的楔形 水流和下游形成的立轴漩涡,对龙口及龙口下游 河床将产生严重冲刷,因此不适用于地质不好的 河道上截流,否则需要对河床作妥善防护。立堵 法无需架设浮桥或栈桥,简化了截流准备工作, 因而赢得了时间,节约了投资,在许多水利工程 (岩质河床)广泛应用。
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平堵 是先在龙口建造浮桥或栈桥,由自卸汽车 或其他运输工具运来抛投料,沿龙口前沿投抛。 先下小料,随着流速增加,逐渐抛投大块料,使 堆筑戗堤均匀地在水下上升,直至高出水面,截 断河床。一般说来,平堵比立堵法的单宽流量为 小,最大流速也小,水流条件较好,可以减小对 龙口基床的冲刷。所以特别适用于易冲刷的地基 上截流。由于平堵架设浮桥及栈桥,对机械化施 工有利,因而投抛强度大,容易截流施工;但在 深水高速的情况下,架设浮桥,建造栈桥比较困 难。
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原则上龙口宽度应尽可能窄些,这样可以减少合 龙工程量,缩短截流延续时间,但以不引起龙口及 其下游河床的冲刷为限。
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四、截流水力计算
截流水力计算的目的是确定龙口诸水力参数的变 化规律。它主要解决两个问题:
一是确定截流过程中龙口各水力参数,如单宽流量 q、落差z及流速v等的变化规律;
二是由此确定截流材料的尺寸或重量及相应的数量 等。
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二、截流日期及截流流量
截流年份应结合施工进度的安排来确定。
截流年份内截流时段的选择,既要把握截流时机, 选择在枯水流量、风险较小的时段进行;又要为后 续的基坑工作和主体建筑物施工留有余地,不致影 响整个工程的施工进度。
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在确定截流时段时,应考虑以下要求。
1)截流以后,需要继续加高围堰,完成排水、 清基、基础处理等大量基坑工作,并应把围堰或永 久建筑物在汛期前抢修到一定高程以上。为了保证 这些工作的完成,截流时段应尽量提前。
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这样,在截流前,可以有计划、有目的地准备各种 尺寸或重量的截流材料及其数量,规划截流现场的 场地布置,选择起重、运输设备;在截流时,能预 先估计不同龙口宽度的截流参数,何时何处应抛投 何种尺寸或重量的截流材料及其方量等。
截流时的水量平衡方程为:
Q0=Q1+Q2
式中 Q0 —截流设计流量,m3/s;