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1、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）
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在江河上修建水工建筑物必须解决解决的问题的问题 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
3、、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
4、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
5、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2.2.坝体
6、缺口导流坝体缺口导流 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3.3.明渠导流明渠导流 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
7、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
8、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
9、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10-4cm/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10-4cm/s的防渗土料复
10、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
11、的距离基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离，不应小于2030m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p 分段围堰法，上、下游围堰呈梯形布置p 保证水流顺畅p 便于运输道路的布置和衔接p 全段围堰法，上、下游围堰与主河道垂直p 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
12、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 需结合导流标准导流标准和导流时段导流时段的分析来决定一、导流标准 进行导流设计、选择导流设计流量导流设计流量的标准以洪水重现期表征的施
13、工导流安全防护标准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
14、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m3)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3501.0、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1.5315500.11.0、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1.5150.1导流建筑物洪水标准的选择 根据导流建筑物
15、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50202010105混凝土201010553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
16、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
17、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）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）年（
18、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
19、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
20、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右泄+ +未完建溢洪道未完建溢洪道5 5# #导流洞堵头施工（闸门挡水水位导流洞堵头施工（闸门挡水水位808.695808.695） 25100251000.20.220142014年年5 5月月20142014年年9 9月月右泄右泄5 5# #导流洞下闸（下闸水位导流洞下闸（下闸水位704.272704.272）96196110
21、(10(旬平均旬平均) )20142014年年4 4月下旬月下旬5 5# #导流洞导流洞+ +右泄右泄1 1# #、2 2# #、3 3# #、4 4# #导流洞堵头施工（闸门挡水水位导流洞堵头施工（闸门挡水水位732.232732.232）296029605(125(12月月4 4月月) )20132013年年1111月月20142014年年4 4月月5 5# #导流洞导流洞4 4# #导流洞下闸（下闸水位导流洞下闸（下闸水位672.624672.624）1580158010(10(旬平均旬平均) )20132013年年1212月上旬月上旬4 4# #导流洞导流洞1 1# #、2 2# #、
22、3 3# #导流洞下闸（最高下闸水位导流洞下闸（最高下闸水位623.960623.960）2610261010(10(旬平均旬平均) )20132013年年1111月中旬月中旬永久泄洪建筑物正永久泄洪建筑物正常运行常运行821.5.00 (821.5.00 (坝坝) )20142014年年1111月以后月以后右泄右泄+ +未完建溢洪道未完建溢洪道810.175810.175812.00 (812.00 (坝坝) )262192621927500275000.10.1（校核）（校核）右泄右泄+ +未完建溢洪道未完建溢洪道808.695808.695812.00 (812.00 (坝坝) )238
23、772387725100251000.20.220142014年年6 6月月20142014年年1010月月1 1# #+2+2# #+3+3# #+4+4# #+5+5# #导流导流洞洞672.686672.686675(675(坝坝) )21114.7421114.7422000220000.50.520112011年年6 6月月20132013年年1010月月1 1# #+2+2# #+3+3# #+4+4# #导流洞导流洞653.661653.661656(656(围堰围堰) )16828.3716828.3717400174002 220092009年年6 6月月20112011年年
24、5 5月月1 1# #+2+2# #导流洞导流洞623.201623.201624(624(围堰围堰) )4280428010(1110(11月中旬月中旬5 5月月) )20082008年年1111月月20092009年年5 5月月1 1# #+2+2# #导流洞导流洞612.381612.381614(614(戗堤戗堤) )1442144210(10(旬平均控泄流量旬平均控泄流量) )20082008年年1111月中旬月中旬泄水建筑物泄水建筑物水库水位水库水位（m m）堰（坝）顶高程（堰（坝）顶高程（m m）下泄流量下泄流量（m m3 3/s/s）设计流量设计流量（m m3 3/s/s）设计
25、洪水标准设计洪水标准（P=%P=%）导流时段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
26、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
27、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
28、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510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
29、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 Q0截流设计流量，m3/sQ1泄水建筑物泄流量，m3/sQ2龙口泄流量，可按宽顶堰计算，m3/s012QQQ截流水力计算图解法龙口水力参数变化规律vzq龙口宽龙口宽Bq、z、vq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
30、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0.50.73t重大块石或钢筋石笼3.52030kg重石块0.81.04.5t重混凝土六面体4.55070kg重石块1.21.35t重大块石，大石串或钢筋石笼4.55.5麻袋装土（0.7m0.4m0.2m)1.50.52m装石竹笼2.01215t重混凝土四面体7.2 0.64m装石竹笼2.53.020t重混凝土四面体7.5 0.86m装石竹笼3.54.0 1.015m柴石枕约78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
31、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：11600m3/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 中后期导流中后期导流 坝体已经超出围堰坝体已经超出围堰 汛期需要坝体拦蓄洪水渡汛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施工过程中就需要参与防汛挡水拦洪渡汛拦
32、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：0.11.01.020201010505020205050混凝土坝混凝土坝505020201001005050100100土石坝土石坝洪水重现期（年）洪水重现期（年）拦洪库容拦洪库容( (亿立方米亿立方米) )坝型坝型坝体施工期临时渡汛洪水标准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：2001005002001000500校核校核10050200100500200设计设计土石土石10050200100500200校核校核502
33、010050200100设计设计混凝土混凝土洪水重现期（年）洪水重现期（年）大坝级别大坝级别大坝类型大坝类型导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准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
34、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
35、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
36、线发电日期发电日期封堵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510年重现期的月或旬平均流量封堵施工标准 封堵施
37、工时段520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57d，中型基坑不超过35d排水方法 大型水泵 管道
38、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爆 破破 利用炸药爆炸的能量利用炸药爆炸的能量 破坏介质的原有形态破坏介质的原有形态 达到预定的工程目的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
39、 (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）
40、：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/s6.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
41、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，
42、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
43、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
44、外延迟网路激发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
45、n0.75松动爆破 Wrrn=1rrwn1rrw0.75n1rrwn 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aLL/a4延长药包L/a4集中药包La钻孔爆破药量计算 Q QqVqVV 爆落的方量，m3q 单位耗药量，kg/m3 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
46、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WKwdKw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 (1.22.0)W (3)炮孔深度L(0.851.15)H (4)孔距和排距a=(1.02.0)W b=(0.81.0)W (5)堵塞长度L10.5L2.装药量计算 单孔药量 QqaW
47、Hq浅孔台阶爆破单耗，0.20.6kg/m3a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 616m(2)钻孔直径d 主爆孔150mm,轮廓孔110mm (3)底盘抵抗线Wd =HDd/150D岩石硬度影响系数，0.460.56台阶高度影响系
48、数，查表2-1确定(4)超钻深度H (0.150.35)Wd(5)孔长L（H+ H）/sin 为钻孔倾斜角(6）孔距a和排距ba=(1.02.0)Wdb=(0.81.0)Wd(7)堵塞长度L1 L10.75Wd L1(2030)d L1(0.20.4)L2.装药量计算 前排炮孔的单孔药量QqaWdH 后排炮孔的单孔药量QqabH q 深孔台阶爆破单耗软岩0.150.3kg/m3中硬岩0.30.45kg/m3硬岩0.450.6kg/m3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
49、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)(1)开挖壁面岩石的完整性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）半孔率（炮孔痕迹总长与炮孔总长的百分比率） 节
50、理裂隙极发育的岩体节理裂隙极发育的岩体10%10%50%50% 节理裂隙中等发育节理裂隙中等发育50%50%80%80% 节理裂隙不发育者节理裂隙不发育者80%80%以上以上围岩壁面不应有明显的爆生裂隙围岩壁面不应有明显的爆生裂隙 (2)(2)围岩壁面不平整度（起伏差）围岩壁面不平整度（起伏差）允许值为允许值为15cm15cm (3)(3)在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于在临空面上，预裂缝宽度一般不宜小于1cm1cm 质量控制的重点质量控制的重点爆破参数爆破参数钻孔精度钻孔精度(三)参数设计 1预裂爆破参数(1)孔径d明挖70105mm隧洞开挖4090mm大型地下厂房50110mm(2)孔距