水利工程施工-doc资料.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,*,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,*,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,*,水利工程施工,绪论,水利工程施工,一门专业课,有些院校的一个专业，设计院的一个专业，专门的施工单位,一个学科,施工技术（方法、步骤、材料、机械），施工组织和管理,施工的定义,在特定的空间，组织、使用资源，按照规定的方法和步骤，形成符合要求的建筑物,一、水利工程施工的任务和特点,水利工程施工的主要任务,(1)编制施工组织设计,(2)组织有序的施工,(3)开展观测、试验和研究,针对新问题找出新的解决办法,水利工程施工的特点,最突出的是水流控制,投资规模大、关系国计民生,质量责任重大,涉及面广，影响部门多,偏远的野外作业,施工组织难度大,安全、环保的压力大,二、我国水利工程施工的成就与展望,成就,（1）施工水流控制,（2）土石方工程,（3）基础处理工程,（4）土石坝工程,(5)混凝土工程,关于成就,空白多，欠帐多,国情，实际需要,得益于材料、机械科学的发展,展望,中国的水电开发利用程度比较低,水电施工在我国有巨大的发展空间,需要解决的问题非常多,情况非常复杂,难度非常大,跨流域调水是将来的重点,第一章,施工水流控制,在江河上修建水工建筑物必须,解决,的问题,怎样才能进入河道进行施工,如何避免洪水对施工的威胁,如何减少施工对其他部门的影响,如何让工程尽快发挥效益,解决这些问题需要对江河水流进行控制,施工水流控制,水利水电工程整个施工过程中的水流控制简称为施工水流控制，又称施工导流,可以概括为：采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施，来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物施工的不利影响，把水流全部或部分导向下游或拦蓄起来，以保证水工建筑物的干地施工和在施工期内不影响或尽可能少影响水资源的综合利用,施工水流控制,措施：,“,导、截、拦、蓄、泄”等,目的：,干地施工,减少影响,时间,整个施工过程,常用称谓：,施工导流、导流,第一节,施工导流方式与泄水建筑物,导流一般需要修筑围堰,围堰在导流中具有重要作用,围护基坑,把水流导向预定的泄水通道下泄,导流和围堰是往往是分不开的，可以根据围堰的修筑和使用方式对导流进行分类,导流方式分类,导流方式分类,根据围堰的修筑和使用方式，导流分为三类,分段围堰法导流,全段围堰法导流,淹没基坑法导流,基坑和围堰,1、基坑,一般工程,基础开挖后形成的从建基面到原地面的施工工作空间,水电工程,除了开挖形成的基坑外，把围堰围护范围内的施工工作空间也称作基坑,2、围堰,围堰就是围护基坑的临时构筑物,一、分段围堰法导流,分段围堰法导流：,用围堰把水工建筑物分段，分期围护起来进行施工的方法,也称分期围堰法,分段和分期,分段：在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段,分期：在时间上将导流分为若干时期,常见的导流分期、围堰分段方法,段数和期数可以不同,安排不同的段在不同的期内施工,两段两期,三段两期,三段三期,三段三期,分段围堰法导流的关键问题,前期围堰束窄了原河床,前期水流通过束窄河床下泄,关键问题,纵向围堰位置的确定,河床的束窄程度的选择,纵向围堰位置及河床束窄程度的选择,充分利用河心洲、河心岛,考虑利用永久建筑物的导墙、隔墙,考虑允许流速限制,通航筏运安全,围堰河床抗冲安全,各段工程量、施工强度均衡,便于布置后期导流泄水建筑物,避免后期围堰过高或截流落差过大,分段围堰法导流的适用情况,河床宽、流量大、工期长的工程,一般是混凝土重力坝工程,通航的河流,冰凌严重的河流,分段围堰法后期泄水通道,导流底孔,底孔导流,坝体缺口,缺口导流,导流明渠,明渠导流,1.底孔导流,事先在混凝土坝体内修建临时或永久底孔,让全部或部分流量通过底孔宣泄到下游,坝上工程继续施工,临时底孔使用完毕需要封堵,混凝土坝分段分期导流的最普遍方式,2.坝体缺口导流,混凝土坝汛期部分坝段过流，其他坝段继续施工,汛期过后，缺口坝段再恢复施工,3.明渠导流,在第一期围堰围护下先修建导流明渠,河水由束窄河床下泄,导流明渠河床侧的边墙用作第二期的纵向围堰,第二期水流经由导流明渠下泄,明渠导流,分期围堰法后期导流方式的特点,三种方式均为河床内过流方式,最适合用于混凝土重力坝,土石坝、拱坝采用分段围堰法，后期导流应采用河床外过流方式,导流隧洞、河床外的导流明渠,二、全段围堰法导流,用围堰一次拦断河床,把河床部位全部围护起来同时施工,水流经,河床以外,的泄水建筑物下泄,永久,临时,使用完毕封堵,全段围堰法导流泄水建筑物类型,导流隧洞,隧洞导流,导流明渠,明渠导流,导流涵管,涵管导流,1.隧洞导流,在河岸山体中开挖隧洞,在基坑上下游修筑围堰,水流由隧洞下泄,隧洞导流的适用条件及特点,适用条件,狭谷地形，河道狭窄，两岸山体陡峻，山体厚实，具备成洞条件,土石坝、拱坝应用较多,特点,造价昂贵,泄水能力有限,汛期洪水淹没基坑或与其他导流建筑物联合泄流,尽量与泄洪洞、引水洞、尾水洞、放空洞等永久隧洞相结合,三、淹没基坑法导流,采用过水围堰、允许基坑淹没的导流方法,洪水来临，围堰过水，基坑被淹没，河床部分停工,洪水退落，围堰挡水时再继续施工,淹没基坑法导流的适用条件及特点,适用条件,山区河流，洪水期流量大、历时短，枯水期流量则很小，水位暴涨暴落、变幅很大,坝身允许过水,混凝土坝或经过防护处理的堆石坝,采用过水围堰,围堰可以反复过水而不被冲毁，水退后可正常挡水,特点,在全段围堰法和分段围堰法中均可使用,多种导流方式的灵活运用,多种导流方式在不同的阶段灵活应用，才能合理解决一个工程在整个施工期间的导流问题,第二节,围堰工程,围堰的分类,按筑堰材料分,土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、钢板桩格形围堰,按与水流方向的相对位置分,纵向围堰,横向围堰,上游围堰、下游围堰,按基坑过流情况分,过水围堰、不过水围堰,围堰的基本要求,满足挡水防渗的基本功能要求,安全,强度、稳定性、抗冲刷、联结处防集中渗漏,廉价,就地取材，构造简单，修建、拆除容易,一、围堰的基本型式及构造,重点介绍三种常用型式：,不过水土石围堰.,过水土石围堰,混凝土围堰,1.不过水土石围堰,特点,应用最广泛,充分利用当地材料或开挖弃渣，构造简单,施工方便，适应多种地基条件,可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建,工程量大，堰身沉陷变形较大,不允许堰顶过水，所以汛期应有防护措施,结构型式选择,斜墙式围堰,心墙式围堰,斜墙式围堰,基岩河床或覆盖层厚度不大,当地有足够的渗透系数小于10,-4,cm/s的防渗土料,防渗土料为砂壤土或风化砂可直接水下抛填，粘土不适于水下抛填,斜墙围堰上游坡比1：3左右，下游坡比1：1.5左右,心墙式围堰,覆盖层较厚的情况,覆盖层防渗,混凝土防渗墙,高喷墙,自凝灰浆墙,惟幕灌浆,心墙材料,与覆盖层相同,渗透系数小于,10,-4,cm/s的防渗土料,复合土工膜,2.过水土石围堰,围堰堰体允许过水,防渗处理与不过水土石围堰相同,采取可靠的加固保护措施,保护的重点：,下游堰面,下游堰脚,主要防护措施,混凝土板护面,加筋护面,钢筋石笼护面,(1)混凝土板护面过水土石围堰,(2)加筋过水土石围堰,下游坡面铺设钢筋网，防止坡面块石被冲走,下游侧堰体内埋设水平向主锚筋，防止下游坡连同堰顶一起滑动,造价低于混凝土板护面过水土石围堰,3.混凝土围堰,应用比较广泛,常见应用方式,拱围堰作横向围堰,重力式围堰作纵向围堰,二、围堰的平面布置及堰顶高程,1.围堰的平面布置,主要考虑两个方面的问题：,基坑的大小要合适,围堰距主体建筑物的距离,河道水流平顺,围堰相对水流的方向,上下游围堰距主体建筑物的距离,基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离，不应小于20,30m,便于布置排水设施、交通运输道路及堆放材料和模板等。,纵向围堰距主体建筑的距离,根据具体条件、需要来定,上下游围堰相对水流的方向,分段围堰法，上、下游围堰呈梯形布置,保证水流顺畅,便于运输道路的布置和衔接,全段围堰法，上、下游围堰与主河道垂直,减少工程量,2.堰顶高程,取决于导流设计流量及围堰的工作条件,上下游围堰,水位+波浪爬高+安全超高,参考教科书、有关规范、手册,围堰具备蓄水能力时，水位通过调洪计算来确定,纵向围堰,根据束窄河段水面曲线确定,可按阶梯或斜线布置,三、围堰的接头和防冲,1.围堰的接头处理,混凝土（岩石岸坡）和土石围堰接头,防止防渗体部位出现集中的接触渗漏,接头处理的措施,连接部位采用混凝土刺墙连接,加大连接部位土石围堰防渗体的宽度,2围堰的防冲,防冲刷的重点部位：,堰脚及基础,围堰的防冲措施,设置导流墙,尽量使水流平顺进出束窄河段,局部保护，提高抗冲刷能力,护底、护坡和裹头,材料,大粒径材料：大块石、铅丝笼,耐冲材料：柴排,作为临时结构的围堰，需要拆除,土石围堰直接机械挖除,混凝土围堰爆破拆除,需对爆破震动进行控制,四、围堰的拆除,第三节 导流设计流量,导流设计流量,选择导流方案、设计导流建筑物的主要依据,需结合,导流标准,和,导流时段,的分析来决定,一、导流标准,进行导流设计、选择,导流设计流量,的标准,以洪水重现期表征的施工导流,安全防护标准,蓄水标准采用来水保证率,根据导流阶段和导流工作内容的不同，选择不同的导流标准,包含一系列的标准,导流的三个阶段,初（前）期导流,建筑物最低部位超出围堰以前,中期导流,从建筑物最低部位超出围堰到导流泄水建筑物封堵,后期导流,从导流泄水建筑物封堵到工程完建,不同阶段的导流标准,初期导流标准,导流建筑物洪水标准,截流标准,围堰修筑期防护标准,中期导流标准,坝体施工期临时渡汛洪水标准,后期导流标准,导流泄水建筑物封堵标准,下闸设计流量标准,封堵施工导流标准,水库蓄水标准,导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准,教材本节介绍的导流标准,其他标准在相应部分提及,导流建筑物洪水标准的确定,导流建筑物,挡水建筑物：围堰,泄水建筑物：导流洞、导流底孔等,首先确定导流建筑物的级别,根据级别和类型在规范规定的幅度内选择,导流建筑物的级别,导流建筑物级别划分,项目,级别,保护对象,失事后果,使用年限（年）,围堰工程规模,堰高（m),库容（亿m,3,),有特殊要求的级永久建筑物,淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失,3,50,1.0,、级永久建筑物,淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失,1.5,3,15,50,0.1,1.0,、级永久建筑物,淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小,1.5,15,0.1,导流建筑物洪水标准的选择,根据导流建筑物的级别和类型在下表规定的范围内选择,实际是以围堰为主来选择,导流建筑物类型,导流建筑物级别,洪水重现期（年）,土石,5020,2010,105,混凝土,2010,105,53,导流建筑物洪水标准划分,导流标准风险度分析,规范给出了导流建筑物洪水标准的选择范围,必须从中确定具体的标准,标准太低,不能保证工程安全,标准太高,导流费用增加,具体标准可以通过导流风险度分析确定,综合考虑风险(损失)、投资(费用)与工期三者之间的关系，进行多目标决策分析,选择导流标准需要特别关注的问题,拦洪库容大的不过水高土石围堰,失事后果一般比较严重,导流标准不宜太低,考虑超标准洪水的应急措施,教材上龙羊峡工程的例子,二、导流时段,导流时段导流工作的阶段及所处的时间段,导流时段划分,导流工作的阶段划分,导流工作的整个过程可以根据不同的界定标准划分为依次相连的若干导流时段,采用不同的界定标准，可以作出不同的导流时段划分，因此导流时段具有多种划分方法,导流工作贯穿于整个施工过程，因此施工过程可以根据导流时段进行阶段划分,事实上水电工程的施工进度就是以某种导流时段划分为主线来描述的,导流时段与河道流量变化过程的关系,为什么选定了洪水标准，要研究导流时段？,因为不同的时段来水不同,！,各导流时段导流设计流量的确定,导流标准对应的本时段最大来流量,导流标准,选定的洪水重现期,导流时段处于枯水期,选定洪水重现期对应的枯水期最大流量,导流时段跨汛期,选定洪水重现期对应的全年（汛期）最大流量,导流时段处于某月、旬、周,选定洪水重现期对应的某月、旬、周最大流量,三、导流设计流量,1.不过水围堰,围堰挡水时段跨汛期（挡全年洪水）,围堰,选定导流标准的,年（汛期）,最大流量,泄水建筑物,与围堰相同,围堰挡水时段为枯水期（只挡枯水期来水）,围堰,选定导流标准的,枯水期,最大来流量,泄水建筑物,由中期导流的拦洪渡汛标准决定,泄水建筑物的工作时段比围堰长，需要跨汛期，在拦洪渡汛时与坝体共同工作,2.过水围堰导流设计流量,过水围堰在汛期过水，非汛期挡水,挡水设计流量,结合水文特点、施工工期及挡水时段，通过经济技术比较选定,主要用于,确定堰顶高程泄水建筑物的规模,过水设计流量,选定导流标准的,年（汛期）,最大流量,主要用于,过水工况下加固保护措施的结构设计和稳定分析,校核导流泄水道的过水能力,过水围堰挡水设计流量的确定,挡水标准过高,围堰、泄水建筑规模大，费用高,有效施工时间长，施工所受影响小,挡水标准过低,围堰、泄水建筑物规模小，费用低,有效施工时间短，施工所受影响大,确定方法,参考类似工程经验,根据工程具体情况,通过全面的风险分析确定,第四节,导流方案,导流方案,导流方案,在整个施工过程中，各个导流时段所采取的导流方式,导流方案的描述,一般按照某种导流时段划分的顺序进行描述,划分为那几个导流时段,每个导流时段处于什么时间,每个导流时段的流量标准和设计流量,每个导流时段的工作内容：,运用那些导流建筑物如何控制水流,教材的导流方案示例,工程,名称,坝型,基本导流方式,导流时段及导流方法,观音阁,（辽宁）,碾压混您土重力坝,分段围堰法,第一期围左岸，束窄河床泄流,第二期围右岸，底孔导流,底孔完建,漫湾,（云南）,混凝土重力坝,全段围堰法,原河床泄流,左岸隧洞导流,左岸隧洞完建,水口,（福建）,混凝土重力坝,分段围堰法,第一期围右岸，束窄河床泄流,第二期围左岸，右岸明槽导流,坝体预留缺口和导流底孔泄流,底孔和溢流坝面泄流,底孔完建,三峡,（湖北）,混凝土重力坝,分段围堰法,第一期围右岸，束窄河床泄流,第二期围左岸，导流明渠泄流,第三期封堵导流明渠，导流底孔和泄洪坝段深孔泄流,二滩,（四川）,混凝土双曲拱坝,全段围堰法,原河床泄流,左右岸导流隧洞泄流,导流底孔泄流,底孔封堵,江垭,（湖南）,碾压混凝土重力坝,全段围堰法,枯水期导流隧洞单独泄流,第一、第二个汛期围堰和左岸导流隧洞联合泄流,第三个汛期导流洞和大坝缺口联合泄流,第四个汛期导流洞和中孔联合泄流,底孔封堵，中孔泄流,全段围堰法典型导流方案安排,分段围堰法典型导流方案安排,云南省澜沧江糯扎渡水电站导流方案,糯扎渡水电站导流方案,右泄+未完建溢洪道,5,#,导流洞堵头施工（闸门挡水水位808.695）,25100,0.2,2014年5月2014年9月,右泄,5,导流洞下闸（下闸水位704.272）,961,10(旬平均),2014年4月下旬,5,#,导流洞+右泄,1,#,、2,#,、3,#,、4,#,导流洞堵头施工（闸门挡水水位732.232）,2960,5(12月4月),2013年11月2014年4月,5,#,导流洞,4,#,导流洞下闸（下闸水位672.624）,1580,10(旬平均),2013年12月上旬,4,#,导流洞,1,#,、2,#,、3,#,导流洞下闸（最高下闸水位623.960）,2610,10(旬平均),2013年11月中旬,永久泄洪建筑物正常运行,821.5.00(坝),2014年11月以后,右泄+未完建溢洪道,810.175812.00(坝),26219,27500,0.1（校核）,右泄+未完建溢洪道,808.695,812.00(坝),23877,25100,0.2,2014年6月2014年10月,1,#,+2,#,+3,#,+4,#,+5,#,导流洞,672.686,675(坝),21114.74,22000,0.5,2011年6月2013年10月,1,#,+2,#,+3,#,+4,#,导流洞,653.661,656(围堰),16828.37,17400,2,2009年6月2011年5月,1,#,+2,#,导流洞,623.201,624(围堰),4280,10(11月中旬5月),2008年11月2009年5月,1,#,+2,#,导流洞,612.381,614(戗堤),1442,10(旬平均控泄流量),2008年11月中旬,泄水建筑物,水库水位,（m）,堰（坝）顶高程（m）,下泄流量,（m,3,/s）,设计流量,（m,3,/s）,设计洪水标准,（,P=%,）,导流时段,导流是设计的一项重要内容,导流设计是由设计院作出的,一般由施工处负责,施工导流设计的主要任务：,编制导流方案,施工导流设计的成果,详细的导流方案,包含在可行性研究报告或初步设计报告的施工组织设计一篇中,编制导流方案的主要工作,选定导流标准,划分导流时段,确定导流设计流量,选择导流建筑物的型式,确定导流建筑物的布置,设计导流建筑物的结构尺寸,拟定各项施工措施或计划,截流措施,基坑排水措施,导流建筑物修建措施,拦洪度汛措施,下闸封堵措施,蓄水发电计划,导流建筑物拆除措施,以上各项内容的组合构成详细的导流方案,导流方案的选择,仔细研究规范要求,完全依据本工程实际情况,借鉴其他工程的经验,拟定几个可能的方案进行技术经济比较,进行合理的风险分析,导流方案不存在唯一解,导流方案的选择是一个复杂、循环往复的设计论证过程,与枢纽设计密切相关,选择导流方案应考虑的主要因素,教材列举了以下因素，自行看书了解,1.水文条件,2.地形条件,3.地质及水文地质条件,4.水工建筑物的形式及其布置,5.施工期间河流的综合利用,6.施工进度、施工方法及施工场地布置,导流程序中的关键控制工期,导流建筑物完工时间,截流时间,达到拦洪高程的时间,下闸蓄水时间,蓄水位达到第一台机组发电的时间,第五节,截流工程,截 流,截断原河床水流，把河水引向导流建筑物下泄的施工,截流的过程,进占,合龙,闭气,进 占,从河床一侧或两侧向河床中填筑截流戗堤,戗堤：截流过程中填筑的堤坝叫戗堤,戗堤将河床束窄到,一定,程,度,，形成流速较大的龙口,合龙,封堵龙口的工作叫合龙,合龙前防冲刷措施,龙口河床护底、戗堤端部裹头,闭气,在戗堤全线设置防渗体的工作叫闭气,截流后，对戗堤加高培厚，最终形成围堰,与戗堤结合的土石围堰，截流是围堰修筑工作的一部分,截流对水电工程的意义,截流是大型水电工程建设中的关键环节,截流在施工导流中占有重要地位,截流日期是施工总进度的重要里程碑,不能按时截流，会延误河床部分建筑物的开工日期,总是在关键路线上,截流在技术上、施工组织上是比较艰巨和复杂的,一、截流的基本方法,两种基本方法：,立堵法,平堵法,其他方法,立平堵法,平立堵法,下闸截流,定向爆破,1.立堵法,从龙口一端向另一端，或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断,自卸汽车戗堤端部直接卸料入水，或推土机推入水中,2.平堵法,在龙口上架设浮桥或栈桥，用自卸汽车沿龙口全线在桥上均匀、逐层抛填截流材料，直至断流,二、截流日期及截流流量,截流日期,年份,根据总进度的安排确定,时段,多选在枯水期初,流量已有明显下降，截流风险小,不一定选在流量最小的时刻,为后续基坑工作和主体建筑物施工留充足的时间,具体日期,根据当时的实际水情及预报确定,截流流量,截流时段重现期5,10年的月或旬平均流量,资料不足，通过短期观测或参照类似工程确定,截流时根据实际流量和水文气象预报进行修正,三、龙口的位置和宽度,龙口的位置和宽度综合考虑多种因素确定,河床地形地质条件,航运的具体要求,料场的位置等,最主要是为了解决龙口的抗冲问题,可以采取保护措施提高龙口的抗冲能力,护底、裹头大粒径材料或组合抗冲材料,保护措施增加了龙口位置、宽度选择的灵活性,四、截流水力计算,目的,求解龙口水力参数的变化过程单宽流量q,落差z,流速V,用龙口水力参数选择截流材料参数,尺寸（单重）,形状,数量,截流水力计算原理,水量平衡,Q,0,截流设计流量，m,3,/s,Q,1,泄水建筑物泄流量，m,3,/s,Q,2,龙口泄流量，可按宽顶堰计算，m,3,/s,截流水力计算图解法,龙口水力参数变化规律,v,z,q,龙口宽B,q、,z,、,v,q单宽流量,z落差,V流速,五、截流材料和备料量,1.截流材料尺寸,用龙口流速查下表确定单重和尺寸,或采用经验公式计算,大中型工程进行模型试验,参照类似的工程,截流材料,适用流速（m/s),截流材料,适用流速（m/s),土料,0.5,0.7,3t重大块石或钢筋石笼,3.5,20,30kg重石块,0.8,1.0,4.5t重混凝土六面体,4.5,50,70kg重石块,1.2,1.3,5t重大块石，大石串或钢筋石笼,4.5,5.5,麻袋装土,（0.7m0.4m0.2m),1.5,0.52m装石竹笼,2.0,12,15t重混凝土四面体,7.2,0.64m装石竹笼,2.5,3.0,20t重混凝土四面体,7.5,0.86m装石竹笼,3.5,4.0,1.015m柴石枕,约7,8,截流材料的适用流速,2.截流材料类型,基本材料是块石,水力条件较差使用人工块体,各种物料一般比例,大石占20%，,中石占60%,小石、石渣占15%,混凝土块体或大石串占5%,3.备料量,戗堤体积再加一定裕度,裕度：,堆存、运输中的损失,水流冲失,戗堤沉陷,可能的不利水力条件预留备用量等,不可能估计准确,人工块体的数量需要严格控制,我国截流工程实践,最大截流流量：11600m,3,/s三峡；,最大水深：60米（平抛后27米）三峡；,最大落差：5.3米李家峡；,第六节,拦洪渡汛,中后期导流,坝体已经超出围堰,汛期需要坝体拦蓄洪水渡汛,坝体并不是在施工完毕才挡水,施工过程中就需要参与防汛挡水,拦洪渡汛,一、坝体拦洪标准,泄水建筑物封堵前的标准,泄水建筑物封堵后的标准,泄水建筑物封堵前的标准,实际是中期导流的洪水标准,规范上的叫法：,1.0,20,10,50,20,50,混凝土坝,50,20,10050,100,土石坝,洪水重现期（年）,拦洪库容(亿立方米),坝型,坝体施工期临时渡汛洪水标准,泄水建筑物封堵后的标准,实际是后期导流的洪水标准,规范上的叫法：,200100,500200,1000500,校核,10050,200100,500200,设计,土石,10050,200100,500200,校核,5020,10050,200100,设计,混凝土,洪水重现期（年）,大坝级别,大坝类型,导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准,中后期导流的洪水标准比初期有很大提高,因为：,坝高了，拦蓄能力有了很大提高,一方面工程具备了更大的防护能力,还不能达到设计的标准,另一方面工程失事也会造成更大的后果,毕竟工程尚未完工,汛期坝体高程和上游洪水水位,根据选定的洪水标准,由调洪演算确定,二、渡汛措施,1.混凝土坝的渡汛措施,2.土坝、堆石坝的渡汛措施,1.混凝土坝的渡汛措施,预留缺口渡汛（缺口导流）,临时断面挡水,临时断面挡水,重力坝设纵缝的情况,需要进行验算和论证，采取必要的措施,保证临时断面的稳定，避免产生超标拉应力,2.土坝、堆石坝的渡汛措施,降低溢洪道高程、设置临时溢洪道,临时断面挡水,临时坝面保护措施过水,土坝、堆石坝临时断面挡水,临时断面挡水,局部填高，超过上游最大洪水水位,必须经过专门设计,抗滑稳定,防护措施,土坝、堆石坝临时坝面保护措施过水,采取保护措施，汛期坝面过水,保护措施主要是采用加筋护面,加筋的布置，参阅加筋过水土石围堰部分,澳大利亚有较多,堆石坝,的成功实例,第七节,封堵蓄水,封堵蓄水要具备的主要条件,封堵蓄水,封堵,封堵临时泄水建筑物,一般称为“下闸蓄水”,具备的条件,坝体达到预定高程,帷幕灌浆、纵缝灌浆到达预定高程,完成库区清理和库岸处理,永久底孔、中孔、隧洞的闸门安好,一、蓄水计划,制订蓄水计划的目的,确定下闸封堵日期,确定水库达到最低发电水位的日期（发电日期）,实际应为“工程具备正式发挥效益条件”的日期,工程具备正式发挥效益条件，一般指：,达到最低发电水位,达到航运最低水位,达到灌溉最低水位等,不包括具备防洪条件,蓄水计划的制定,(1)推求可能的蓄水过程,发电最低水位可以看作是确定的技术指标,选定保证率为7585的月平均流量过程线,确定蓄水期间下游的供水要求,进行多个方案的从封堵日期到发电日期的调洪演算,最终确定：,合适的封堵日期,工程进展刚好具备封堵条件,处于枯水期,合适的发电日期,发电机组刚好安装调试完毕,来水保证过程线,选定保证率的月平均流量过程对应的水库蓄水高程与历时关系曲线,发电日期,封堵日期,历时,水库蓄水高程,发电水位,来水保证过程线,(2)大坝施工的安全性校核,用5（20年一遇）的月平均流量过程线、蓄水期间要求泄流过程线,从确定的封堵日期开始调洪演算,推求蓄水期间的洪水控制过程线,5月平均流量过程对应的水库洪水高程与历时关系曲线,与大坝施工的计划进度过程线比较,浇筑高程过程线,灌浆高程过程线等,如果计划进度过程线不能包络洪水控制过程线,调整施工进度计划,修正蓄水计划,最终确定可行的蓄水计划,发电日期,历时,水库蓄水高程,发电水位,蓄水计划,洪水控制过程线,坝体施工计划进度过程线,封堵日期,二、导流泄水建筑物的封堵,封堵的标准,下闸标准,下闸时段5,10年重现期的月或旬平均流量,封堵施工标准,封堵施工时段5,20年重现期的最大流量,下闸封堵的过程,下闸：断流,封堵：堵头混凝土浇筑,堵头混凝土,导流底孔堵头,坝体混凝土一部分，必须全部封堵,导流隧洞堵头,封堵一定长度，不必全部封堵,导流隧洞堵头砼,封堵的最小长度可采用极限平衡公式计算,参考教材或手册,大体积混凝土，存在温控问题,需要重视下闸后渗水的封堵,第八节,基坑排水,基坑排水分类,初期排水,截流后基坑开挖前的首次排水,经常性排水（开挖、浇筑过程中）,围堰、基坑渗水,降水,施工清洗及养护用水,一、初期排水,初期排水一定占用总工期的时间,总是在网络图的关键路线上,初期排水的开始时间,一般在戗堤闭气后,初期排水时间,大型基坑5,7d，中型基坑不超过3,5d,排水方法,大型水泵,管道虹吸,二、经常性排水,集水井、排水沟、水泵构成排水系统,三、人工降低地下水位,管井法,井点法,第二章,爆破工程,爆 破,利用炸药爆炸的能量,破坏介质的原有形态,达到预定的工程目的,爆破技术的应用,广泛应用于各种开挖施工,岩石基础开挖,地下洞室开挖,石料场开采,建筑物拆除,第一节,爆破器材与起爆方法,爆破器材,炸药,起爆器材,雷管、导火索是其中的两种,一、炸药和起爆器材,(一)炸药,1.炸药的性能指标,(1)威力,(2)敏感度,(3)氧平衡,(4)安定性,(5)殉爆距离,(6)最佳密度,课后阅读教材了解,(5)殉爆距离,药包的爆炸引起相邻药包起爆的最大距离,2.常用的工业炸药,(1)TNT(三硝基甲苯),(2)胶质炸药(硝化甘油炸药),(3)铵梯炸药,(4)铵油炸药,(5)浆状炸药,(6)乳化炸药,课后阅读教材了解,水电工程中最常用的炸药,2号岩石铵梯炸药,我国药量计算的标准炸药,爆力为320ml,猛度为12mm,殉爆距离5cm,临界直径18-20mm,直径为32-35mm,最佳密度时的药卷爆速约3600m/s,贮存有效期6个月,(二)起爆器材,1.火雷管,2.导火索,3.电雷管,4.导爆索,5.导爆管,6.导爆雷管,作用：,引爆炸药,引爆器材间互相引爆,传递爆轰波,1.火雷管,用什么引爆：,导火索,作用：,引爆炸药,引爆导爆管,引爆导爆索,起爆方式,即发,2.导火索,用什么引燃（起爆）：,火花,作用：,引爆火雷管,3.电雷管,用什么引爆,电流,作用,引爆炸药,起爆方式,即发起爆,秒延迟,毫秒延迟,4.导爆索,用什么引爆,各种雷管,作用,引爆炸药-软雷管传递爆轰波,组成非电起爆网络,爆速大于6500m/s,起爆方式,即发起爆,5.导爆管,用什么引爆：,各种雷管、导爆枪、导爆索,作用：,引爆导爆雷管,传递爆轰波,组成非电起爆网络,爆速大于16002000m/s,6.导爆雷管,用什么引爆,导爆管,作用,引爆炸药,起爆方式,即发起爆,毫秒延迟,二、起爆方法和起爆网路,1.起爆方法,电力起爆,电雷管,炸药,非电起爆,火花起爆,导火索火雷管炸药,导爆管起爆,导爆管导爆雷管炸药,导爆索起爆,各种雷管导爆索炸药,齐发起爆,2.起爆网路,爆破时把起爆器材联结在一起，形成的网路,例外：火花起爆不成网路,为什么需要起爆网路,与节日放鞭炮类似,工程爆破的药包在空间上分散布置,相互之间超过殉爆距离,不允许多次点火起爆，只能一次点火全部起爆,起爆顺序和间隔时间有严格要求,起爆网路的作用,一次点火起爆所有药包,控制药包的起爆顺序和间隔时间,达到预定的爆破效果，控制爆破震动,起爆网路分类,电力起爆网路,齐发起爆网路,延迟起爆网路,非电起爆网路,导爆索起爆网路,导爆管起爆网路,混合起爆网路,齐发起爆网路,延迟起爆网路,其他起爆网路,双复式交叉起爆网路,孔间微差顺序起爆网路,（1）电力起爆网路,准爆性可以检查,用于准爆性要求高的场合,没有起爆后网路,超前破坏,电流同时到达所有雷管,没有爆轰波传递过程，,非接力,起爆,可进行齐爆或延迟起爆（采用延迟雷管）,容易受外电场的干扰,需要起爆设备和布置起爆电力线路,网路设计需要复杂的电路计算,消耗有色金属，成本高,电力起爆网路的基本形式,串连法,并联法,串并联法,并串连法,并串并联法,延迟起爆网路的主要组网方法,(2)导爆管起爆网路,从起爆网路连接和爆轰波传递路线来分,1.簇并联网路,2.并并联网路,3.串并联网路,4.分段并串联网路,爆轰波依次向前传递，到达所有药包,接力起爆,不受外电场干扰，比较安全,准爆性无法检查,灵活多样，组网方便,价格适中,水电施工中最主要的起爆网路,导爆管起爆网路特点,(3)导爆索起爆网路,雷管用量少，安全性高,网路成本高,准爆性无法检查,传爆速度快，网路,齐爆性,好,主要用于光面爆破和预裂爆破等,齐爆性,要求高的部位,一般和导爆管网路结合组成混合网路,混合网路,导爆管、导爆索混合使用,导爆索用于,光面,爆破孔或,预裂,爆破孔,非电起爆网路特点,准爆性不可以检查,起爆后可能产生网路,超前破坏,接力,起爆,起爆过程是爆轰波传递过程,网路,超前破坏,先爆炸的药包破坏爆轰波尚未传到的部分网路,可进行齐爆或延迟起爆,主要是进行延迟起爆,利用导爆雷管的延迟特性,分若干段，1段为即发，以后各段延迟不同的毫秒数,参考具体生产厂家的产品参数或手册,(4)延迟起爆网路,具备延迟起爆功能的导爆管网路或混合网路,基本型式,孔内延迟网路,孔外延迟网路,孔内外延迟网路,炮孔分组,同组用同段雷管,孔内延迟网路,孔外延迟网路,激发,孔内外延迟网路,延迟起爆网路特点,起爆方式：,炮孔分组起爆,同组齐发起爆,瞬间起爆药量,网路中同一时刻齐发起爆的所有药包药量总和,组间延迟起爆,延迟单位：毫秒,目的,按设计的分组、顺序、间隔时间起爆药包,增强爆破效果,控制震动强度,(5)其他起爆网路,导爆管毫秒雷管双复式交叉接力网路,目的在于达到极高的准保率,孔间微差顺序起爆网路,炮孔不分组，按排、列顺序微差起爆,深孔台阶爆破,控制破碎块度,控制震动损伤范围,基础保护层开挖,第二节,爆破的基本原理及药量计算,一、爆破机理,二、爆破漏斗,半无限体表面，有临空面,爆破形成爆破漏斗,爆破分类,n=1标准抛掷爆破,n1加强抛掷爆破,0.75n1减弱抛掷爆破,n0.75松动爆破,W,r,r,n=1,r,r,w,n1,r,r,w,0.75n,1,r,r,w,n,0.75,水电工程爆破多为松动爆破,三、药包种类和装药量计算的基本方法,药包种类,集中药包,延长药包,水电工程多为,钻孔爆破,，为延长药包,a,L,L/a4,延长药包,L/a,4,集中药包,L,a,钻孔爆破药量计算,QqV,V 爆落的方量，m,3,q 单位耗药量，kg/m,3,一般给出标准炸药值,非标准炸药需要进行换算,参考教材和相关手册,第三节,爆破的基本方法,一、钻孔爆破,二、洞室爆破,三、预裂爆破和光面爆破,浅孔爆破,孔径小于75mm，孔深小于5m中小型规模的开挖,深孔爆破,孔径大于75mm，孔深超过5m,大规模、高强度开挖,一、钻孔爆破,钻孔爆破的工作面布置,形成台阶式开挖作业面,又称：阶梯式爆破,或称：梯段爆破,阶梯工作面+延迟网络分段爆破,钻孔机具,小型潜孔钻,手风钻,钻孔机具多以压缩空气（压风）为动力（风动）,为什么,需要设固定式、移动式空压机供风,（一）浅孔爆破,1.炮孔布置参数,长度方向分段,宽度方向布34排炮孔,炮孔一般采用梅花型布置,需要确定的参数：,炮孔参数的确定,(1)最小抵抗线WK,w,d,K,w,为岩质系数，一般取1530，坚硬岩石取小值，松软岩石取大值,(2)台阶高度H(1.2,2.0)W,(3)炮孔深度L(0.85,1.15)H,(4)孔距和排距a=(1.0,2.0)W,b=(0.8,1.0)W,(5)堵塞长度L,1,0.5L,2.装药量计算,单孔药量 QqaWH,q浅孔台阶爆破单耗，0.2,0.6kg/m3,a炮孔间距,W,最小抵抗线,H,台阶高度,aWH实际为单孔爆落岩石体积,3.起爆网路,一般采用导爆管起爆网路，进行微差延迟起爆,梯段爆破,常用的微差延迟起爆方法,排间微差,V形起爆,炮孔数量很少，可采用火花起爆,火花起爆是相同孔径中爆破振动最小的起爆方式,振动大小完全由炮孔直径决定,钻孔机具,大型自行式潜孔钻,多为风动，或以柴油为动力,(二)深孔爆破,钻孔方式,垂直孔,倾斜孔,倾斜孔优点大于缺点，常用,1.炮孔布置参数,(1)台阶高度H 6,16m,(2)钻孔直径d,主爆孔150mm,轮廓孔110mm,(3)底盘抵抗线W,d,=HDd/150,D岩石硬度影响系数，0.460.56,台阶高度影响系数，查表2-1确定,(4)超钻深度H(0.150.35)W,d,(5)孔长L（H+H）/sin,为钻孔倾斜角,(6）孔距a和排距ba=(1.0,2.0)W,d,b=(0.81.0)W,d,(7)堵塞长度L,1,L,1,0.75W,d,L,1,(2030)d,L,1,(0.20.4)L,2.装药量计算,前排炮孔的单孔药量,QqaW,d,H,后排炮孔的单孔药量,QqabH,q 深孔台阶爆破单耗,软岩0.15,0.3kg/m,3,中硬岩0.3,0.45kg/m,3,硬岩0.45,0.6kg/m,3,对爆破效果的基本要求,岩块均匀，大块率低,台阶面平整，不留残埂,较高的钻孔延米爆落量,较低的炸药单耗,3.改善深孔爆破效果的技术措施,(1)合理利用或创造人工自由面,(2)改善装药结构,分段装药,混合装药,空气间隔装药,(3)优化起爆网路,(4)采用微差挤压爆破,爆破工作面前留有渣堆的微差爆破,(5)保证堵塞长度和堵塞质量,二、洞室爆破,自行看书了解,三、预裂爆破和光面爆破,预裂爆破,轮廓孔先爆,形成预裂面,再爆主炮孔,光面爆破,先爆主炮孔,后爆轮廓孔,形成光爆面,预裂爆破和光面爆破齐爆性要求高,所有预裂孔或光爆孔同一瞬时起爆,一般采用导爆索网络起爆,应用部位,广泛应用于,坝基边坡开挖,地下洞室开挖,(一)成缝机理,(二)质量控制标准,(1)开挖壁面岩石的完整性,半孔率（炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率）,节理裂隙极发育的岩体10%50%,节理裂隙中等发育50%80%,节理裂隙不发育者80%以上,围岩壁面不应有明显的爆生裂隙,(2)围岩壁面不平整度（起伏差）,允许值为15cm,(3)在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm,质量控制的重点,爆破参数,钻孔精度,(三)参数设计,1预裂爆破参数,(1)孔径d,明挖70,1,05mm,隧洞开挖40,90mm,大型地下厂房50,110