第二章 施工导流和基坑排水.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,章 施工,导流,与基坑排水,2.1,导流,2.2,围堰,2.3,基坑排水,在河道上修建拦河大坝及枢纽等永久建筑物时，通常在河道上先修筑围堰形成基坑，围护建筑物在干地进行施工，并将河水通过预定的泄水通道引向下游宣泄。,2.1,导 流,在水运工程中，为创造干地施工条件，采取措施在建筑区域外将原河水引向下游，使工程施工与河水宣泄互不干扰，叫做施工导流。,导流建筑物包括临时性挡水建筑物（围堰）和泄水建筑物。,2.1.1,施工导流,（一）全段围堰法,（二）,分段围堰导流,2.1.2,导流方式,2.1,导 流,1】,明渠导流,在河岸或河滩上开挖渠道，适用于河流两岸地势平坦或有可利用滩地的河道，以便开挖明渠。,（一）全段围堰法,2.1,导 流,若河道有弯道，可以裁弯取直，将原河流用作导流。,【2】,隧洞导流,一般用于山区河道，在河道凸岸山坡内开凿隧洞。,适用于,河谷狭窄,、,岸坡陡峻,，,岩石坚固,并有适合于布置隧洞的地形和地质条件的河道。,由于泄流能力有限，费用大，通常将隧洞与永久性建筑物结合考虑，一般不会为了导流而设专用隧洞。,2.1,导 流,【3】,渡槽导流,在围堰上架设渡槽，适用于流量较小的山区河流，河床并不太窄，对,施工有一定干扰，渡槽要防漏水,。,多用于工程初期，待主体工程输水建筑物完工后，拆除渡槽，利用输水建筑物宣泄河水。渡槽一般采用钢筋砼装配结构，也有木渡槽。,2.1,导 流,2.1,导 流,（二）分段围堰导流,三峡一期导流,三,峡,二,期,导,流,三峡三期导流,三峡水利枢纽,适用于,河床较宽、水深较浅,的河流。或有,分汊河道的河段,。,一期工程先作输水建筑物：如冲沙闸，泄水闸，船闸，涵洞，泄流底孔。,缺点：河床被纵向围堰缩窄，流速加大，围堰临水面易被水流冲刷，上游水位壅高，相应加大围堰高程。,（二）分段围堰导流,2.1,导 流,选择导流方式，应按照工程所在地的,地形,、,地质,、,水文条件,以及建筑物,布置结构,形式，,施工力量,、,材料供应,等因素，综合考虑。,2.2围堰工程,2.2.1,围堰的特点,2.2.2,围堰的分类,2.2.2,围堰的设计,2.2,围堰工程,1,、一个枯水期内完成，当年汛期挡水。,2,、水下施工。,3,、常需拆除。,2.2.1,围堰的特点,要求有足够的稳定性、防渗性、抗冲性、和一定强度、不发生严重的局部冲刷。,按位置分：横向围堰和纵向围堰，上游围堰和下游围堰。,按导流期间基坑过水与否：分为过水围堰和不过水围堰。,按构造和使用材料分类：土围堰、土石围堰、草土围堰、土工织物围堰、板桩围堰、钢筋砼围堰。,2.2,围堰工程,2.2.2,围堰的分类,2.2,围堰工程,（,1,）土围堰,土围堰是常用的,不能过水的围堰,，构造简单，就地取材，施工方便，造价低，适用于各种地基，,设计时应优先选择,。,要求流速,0.7m,s,水头小于,3m.,缺点：抗冲能力差，挡水大时断面大。迎水面常用草袋防护（防冲刷）,背面常用草袋或堆石填筑排水棱体（防滑坡、管涌）,也可采用装土麻袋或草袋填筑围堰（边坡可适当放陡，,1,：,0.5,1,：,1.5,）,为防渗流，有的土围堰有心墙（砼或木板）或钢板桩防渗墙。,2.2,围堰工程,（,1,）土围堰,比土围堰抗冲能力强，能在水流速较大的河流中进行水下填筑，可做过水围堰（此时围堰目的不是干地施工，而是蓄水（等）。,缺点：修筑和拆除都较困难。,适用于：工地有大量,清基石渣,（地基清理产生）可以利用，而围堰又无需拆除的情况。,2.2,围堰工程,（,2,）土石围堰,三峡下游围堰,三峡导流明渠,土工织物：强度高，挡水性能好。,土工织物作土堤,2.2,围堰工程,（,3,）土工织物的围堰,（,4,）板桩围堰,材料：,木板桩（木桩），钢板桩。,结构形式：,单排桩、双排 桩、格形钢板桩等。,优点：,抗冲、抗渗能力大，断面小，修建和拆除方便，钢板桩可重复使用，可作过水围堰。,2.2,围堰工程,钢板桩截面形状,格式钢板桩,2.2,围堰工程,（,4,）板桩围堰,旅顺羊头洼码头钢板桩围堰,（,5,）砼与钢筋砼围堰,优点：,抗冲能力大，挡水高度大。,缺点：,难以拆除，适于在岩基上建造，常与永久形建筑物结合，不拆除，当有施工水位以下砼施工时，需另建临时围堰。,2.2,围堰工程,2.2,围堰工程,（,5,）砼与钢筋砼围堰,（,6,）草土围堰,优点：,施工简单，就地取材，速度快，造价低，体积小，适用于软土地基，有一定抗冲和抗渗能力，拆除方便。可在水深,6m,，流速,1.5,3.0m/s,下填筑,1,戗台；,2,土料；,3,草捆,2.2,围堰工程,缺点：,柴草易腐烂，只用于,1,2,年短期施工。,类似有竹笼围堰，木笼围堰,(1),围堰总体布置,(2),围堰的高程,(3),围堰型式的选择与结构设计,(4),围堰的防护,(5),围堰的拆除方法,2.2,围堰工程,2.2.3,围堰的设计,保证施工场地的干地施工条件。,避免严重冲刷,。,同时面积不能太大，以减少基坑排水量，尽可能利用地形条件减少工程量。,2.2,围堰工程,(1),围堰的总体布置,分不过水围堰和过水围堰：,过水围堰枯水期不过水，洪水期围堰过水时结构不破坏为原则。,不过水围堰一般以设计洪水的静水位波浪高度作为设计挡水位，另加,安全超高,过水围堰不另加安全超高。,(2),围堰的高程,根据,SDT338,89,水利水电工程施工组织设计规范,将导流建筑物（包括挡水和泄水）分为,、,、,三级,级别,保护对象,失事后果,使用年限（年）,堰高（,m,）,库容（,10,8,m,3,）（亿方）,级永久建筑物（有特殊要求的）（,严格控制,）,重要城镇、工矿企业（重大）,3,50,1.0,级永久建筑物,一般城镇、企业（较大）,1.5,3,15,50,0.1,1.0,永久建筑物,港河基坑，对总工期影响不大（较小）,1.5,15,0.1,2.2,围堰工程,导流建筑物洪水标准,导流建筑物级别,洪水重现期（年）,土石坝,砼坝,50,20,20,10,20,10,10,5,10,5,5,3,围堰,形式,围堰级别,土石围堰,0.7m,0.5m,砼围堰,0.4m,0.3m,不过水围堰堰顶安全超高下限值,2.2,围堰工程,2.2,围堰工程,（,3,）围堰的型式选择与结构设计,根据挡水高度，地基条件，材料供应，施工条件等进行技术、经济比较，并进行结构受力和稳定计算。（,包括渗流压力计算、抗滑、沉降,）,（,4,）围堰的防护计,防冲刷（抛石、砌石护坡护底，坡脚流速,5,m/s,）渗流、倒滤层和稳定。（,44m,连锁块）,机械挖、炸药炸开一个缺口，利用水流。,（,5,）围堰的拆除,三峡工程下游围堰,10,秒爆破拆除,2.3,基坑排水,2.3.1,初期排水,在围堰合龙或过水围堰过水之后，必须在一定时间内将残留在基坑内的积水一次排出，即初期排水。,2.3.2,经常性排水,在基坑中的施工过程中，从围堰及地基渗透入基坑的渗流、降雨和施工废水等，必须不断排出。,为保持施工场地干燥，有的工程必须为降低地下水位进行长期的抽水工作。,2.3,基坑排水,2.3.1,初期排水,（,1,）初期排水量计算,（,2,）基坑水位降落速度及排水时间,（,3,）,排水量计算步骤,（,4,）试抽法,（,5,）,排水方法,基坑积水,（积水的计算水位，根据截流程序不同而异。应包括围堰堰体水下部分及覆盖地基的含水）,围堰堰体渗水,（砼围堰可视为不透水）,地基渗水,（渗水量与围堰结构型式、地基地质条件、防渗措施及初期排水时间长短有关）,围堰接头漏水,降雨汇水,（可采用初期排水时段当月多年平均降雨量，换算为日均降雨量）,2.3,基坑排水,（,1,）初期排水量计算,水位下降不宜过快，防止渗透压力过大，造成边坡失稳，产生坍坡事故。,对土质围堰，开始排水时,0.5,0.8m/d,，接近排干时可允许达到,1.0,1.5m/d,。,排水时间，应考虑工期、水位允许下降速度、各期抽水设备及相应电负荷均匀性等因素，一般大型基坑,5,7d,，中型基坑,3,5d,。,（,2,）基坑水位降落速度及排水时间,2.3,基坑排水,1,、绘基坑,（单位时间）,渗流量与水位关系曲线,a,2,、根据基坑允许下降速度，考虑不同高程的基坑面积后，,求出积水排出强度曲线,b,3,、,a,、,b,迭加（沿水平轴方向迭加），便可求得初期排水过程中的抽水强度曲线,c,（需排出的水量渗流量原有积水量）,4,、根据基坑允许下降速度，确定初期排水时间。,以不同基坑水位的抽水强度乘以相应的区间排水时间之总和，便得到初期排水总量。,在初步设计中，经常采用经验估算法，一般采用,3,6,倍的基坑积水计算。,（,3,）排水量计算步骤,2.3,基坑排水,在实际施工中，制定措施计划时，常用试抽法来确定设备容量。采用试抽法，可能出现以下三种情况：,1,、水位下降很快，表明原选用设备容量大，应关闭部分设备。,2,、水位不下降，可能是基坑有较大漏水通道或抽水容量过小，应查明漏水部位并及时堵漏，或加大抽水容量再试。,3,、水位下降至某一深度后不再下降。此时表明排水量与渗水量相等，需增大抽水容量并检查渗漏情况。,（,4,）试抽法,2.3,基坑排水,（,5,）排水方法,方法：固定（吸水高度,6m,）的水泵站抽水，结合排水系统,水泵站的抽水能力：,q,抽水能力或排水强度（,m,3,/s,）,V,排水总体积。,T,排水时间，限制在,0.5m/d 1.0m/d,以内。,2.3,基坑排水,二、经常性排水,1,、排水量组成：,基坑渗水：,包括围堰堰体和地基渗水两部 分，计算较复杂,降雨汇水：,一般时段：,多年年平均降雨量换算为日平均降雨量。,暴雨时段：,多年最大日降雨量。,施工弃水：,砼养护用水，冲洗用水，冷却用水,(,施工弃水量和降水量不重复计算,),2,、排水方式：,经常性排水有,明沟排水,和,人工降低地下水位法,两种。,明沟排水法,（有水渗流则排出）,人工降低地下水位,（尽量减少渗流）,管井法：（在基坑周围布置抽水井）,井点法：（井管和水泵吸水管合二为一）,明沟排水,适用于地基为岩基或粒径较粗，渗透系数较大的砂卵石覆盖层，在国内已建的水利水电工程中应用最多。,组成：排水沟渠泵站集水井水泵抽出井外,分两种情况：,基坑开挖期；,（基坑开挖完成后）修建主体建筑物时期。,保持干沟深,1,1.5m,，支沟,0.3,0.5m,。集水井在建筑物轮廓线外侧也可采用层层拦截，分级抽水。,基坑开挖期：,排水沟在建筑物轮廓线外侧，距坑边坡脚不小于,0.3,0.5m,，一般沟底宽,0.3m,沟深,1m,，底坡,2,。,集水井底高程低于沟底,1,2m,，平面尺寸,1.5,2m2,容积保证停泵,10,15min,不漫溢，深度通常,2,3m,井壁和沟壁防渗破坏。,修建主体建筑物时期：,(a),坚实土层中的排水沟,(b),板桩加固的排水沟,排水沟与集水井剖面图,(c),框架支撑的集水井,(d),板桩加固的集水井,排水沟与集水井剖面图,管井法（人工降低地下水位）,井点法（井管和吸水管合二为一）,由于措施不力或其他原因，造成地下水穿过薄弱土层形成泉眼，会影响施工。根据泉眼位置不同，采用不同的方法处置。,泉眼位于建筑物底部,则在泉眼处挖一小坑，铺填砂石滤层，（防止泉水把土粒带走，扩大泉眼），预埋灌浆管和排水管，用抽水泵不断抽水，先浇筑好混凝土，再向灌浆管内压注水泥砂浆，堵塞泉眼。,其他部位,采用引流方法，使泉眼不致影响施工即可。通常是在泉眼上抛一 层粗砂作为滤层，再在其上铺一层小石子，并将泉水引至排水沟即可。,