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1、DL/T 51142000前 言根据原能源部、水利部能源技198812号文关于水利水电勘测设计技术标准体系的批复原能源部。水利部水利水电规划设计总院于1990年委托原能源部、水利部东北勘测设计研究院负责本导则的编制工作。施工导流设计是关系水利水电工程施工全过程的挡、泄水问题,因而施工导流设计是施工组织设计的重要组成部分。制定本导则是为了在设计中给予高度重视,通过各种方案比较,选出最优设计,使水利水电工程达到既安全、快速施工又节约投资的目的。水电水利工程施工导流设计导则是在1990年颁布的原能源部、水利部水利水电工程施工组织设计规范(SDJ 338一1989)的基础上进行编制的,并将编写初稿广泛
2、征求全系统各水利水电设计院及施工组织设计专家的意见,又进行汇总、补充和完善,提出送审稿,最后由原能源部、水利部水利水电规划设计总院主持审查并定稿。本导则的施工导流标准,根据近年来水利水电系统在设计与施工中应用水利水电工程施工组织设计规范(SDJ 338一1989)中的规定较为可行,故本导则仍沿用该规范的规定。本导则由原能源部、水利部水利水电规划设计总院提出。本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院归口。本导则起草单位:水利部东北勘测设计研究院。本导则主要起草人:吴承章、林淀翔。本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释。DL/T 511420001 范 围本标准给出了水电水利工程施工导流
3、的设计导则,适用于大中型水电水利工程的预可行性研究、可行性研究(等同原初步设计)及招标阶段的施工导流设计工作。12 引 用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。DLH 50871999水电水利工程围堰设计导则SD 3381989(试行)水利水电工程施工组织设计规范23 总 则301 施工导流设计是水电水利工程施工组织设计中的重要组成部分,它直接影响坝址、坝型选择、枢纽布置及工程施工的总进度,为做好施工导流设计,特制定水电水利工程施工导流设计导则(以下简称“本导则”
4、)。302 本导则中“施工导流标准”部分为强制性规定,其余均为推荐性标准。303 施工导流设计的主要内容为:l 导流标准及导流方式;2 导流挡水及泄水建筑物设计;3 截流设计;4 各期度汛设计;5 基坑排水设计;6 施工期通航、排冰及蓄水期对下游供水设计。304 由于另有专项设计导则,故本导则中的“围堰”部分仅从简列出。34 施工导流标准4401 导流建筑物系指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水和泄水建筑物。根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模划分为一V级,具体按表401确定。402 当导流建筑物根据表401指标分属不同级别时,应以其中最高级别为准。当列为皿级导流建筑物时,至少有两项指标
5、符合要求。403 规模巨大且在国民经济中占有特殊地位的水电水利工程,其导流建筑物的级别和设计洪水标准,经充分论证后报上级批准。404 不同级别的导流建筑物,或同级导流建筑物的结构型式不同时,应分别确定洪水标准、堰顶超高值和结构设计安全系数。405 应根据不同的导流阶段(分期)按表401划分导流建筑物级别;同一导流阶段(分期)中的各导流建筑物的级别,应根据其不同作用划分;各导流建筑物的洪水标准必须相同,一般以主要挡水建筑物的洪水标准为准日406 同一导流建筑物各部位所起作用不同时,其级别应根据其作用划分。407 一个枯水期将主体工程抢出水面的导流建筑物,其级别仍按表40。1确定,导流设计流量应按
6、该枯水时段内与级别相适应的重现期标准选用。408 利用围堰挡水发电时,经过技术经济论证,围堰级别可以提高。409 当导流建筑物与永久建筑物结合时,结合部分结构设计应采用永久建筑物级别设计标准,但导流设计级别和洪水标准按表40.8和表409规定执行,挡水建筑物与坝体结合时,应进行论证。4010 当IVV级导流建筑物地基地质条件非常复杂,或工程具有特殊要求必须采用新型结构,或失事后淹没重要厂矿、城镇时,其结构设计级别可以提高一级,但设计洪水标准不相应提高。540.11 导流建筑物设计洪水标准应根据建筑物的类型和级别,结合风险度综合分析,在表409规定的幅度内选择,使所选标准经济合理。4012 当枢
7、纽所在河段上游建有水库时,导流设计采用的洪水标准应考虑上游梯级水库的影响及调蓄作用。4013 围堰修筑期间各月的堆筑最低高程应以安全拦挡下月设计流量为准,计算各月设计流量的重现期标准可用围堰正常运用时的标准,经过论证也可适当降低。4014 过水围堰的挡水标准应结合水文特点、施工工期、挡水时段,经技术经济比较后,土石围堰在(520)年、混凝土围堰在(310)年范围内选定。当水文系列大于30年时,也可根据实测流量资料分析选用。4015 按表4016 根据过水围堰的级别和表409选定围堰过水时的设计洪水标准。当水文资料大于30年时,也可按实测典型年资料分析并通过水力学计算或水工模型试验选用。4017
8、 截流时段应根据河流水文特征、气候条件、围堰施工及通航等因素综合分析选定,宜安排在汛后枯水时段退水期,严寒地区尽量避开河道流冰和封冻期。4018 截流标准可采用截流时段重现期(510)年的月或旬平均流量,也可用其他方法分析确定。4019 当坝体筑高到不需围堰保护时,其临时度汛洪水标准674020 导流泄水建筑物封堵后,如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力,坝体初期度汛洪水标准应在分析坝体施工和运行要求后按表4.0.20规定执行,汛前坝体上升高度应满足拦洪要求,帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。4021 导流泄水建筑物的封堵时间应在满足水库拦洪蓄水要求前提下,根据施工总进度确定。封堵下闸的
9、设计流量可用封堵时段(510)年重现期的月或旬平均流量,或按实测水文统计资料分析确定。封堵工程施工阶段的导流设计标准,可根据工程重要性、失事后果等因素在该时段(520)年重现期范围内选定。4022 水库初期蓄水保证率根据发电、灌溉、通航、供水等要求和大坝安全超高等因素分析确定,保证率可为7585。5 施工导流方式501 施工导流方式,应根据地形、地质条件、水文特性、流冰、枢纽布置以及航运等要求综合比较选定。502 断流围堰导流方式。当采用隧洞导流时,应考虑与永久泄洪、引水、尾水洞结合的可能性;当采用明渠导流时,明渠通过混凝土坝的底孔或明渠通过土石坝的泄水孔,宜在施工初期与明渠一并建成;以免后期
10、重建。503 分期围堰导流方式。宜减少分期数,井根据束窄河槽的地形、地质、枢纽布置及争取提前发电等综合条件确定纵向围堰位置。504 分期围堰导流方式的各分期布置,需考虑柬窄河槽的地形、地质条件、枢纽布置及导流期间综合利用要求等各因素确定,有条件时,可将发电站布置在第一期围堰围护范围内,以使二期围堰形成后,即可提前发电受益。50.5 土石坝型的围堰工程,除混凝土面板堆石坝外,上游围堰尽可能与坝体相结合,采取以坝体拦挡第一个汛期洪水的导流方式。506 一般情况下,不宜采取土石坝体过水度汛的导流方式。只在洪水流量过大、历时又较短,且对导流泄水建筑物和围堰规模要求很大时,才采取围堰和上石坝体经过保护过
11、水度汛的导流方式。50.7 混凝土面板堆石坝可提前拦洪度汛。当未浇筑混凝土面板之前,对上游坝坡采取碾压砂浆或喷混凝土、水泥砂浆等固极措施后即可临时挡水度汛;对坝体预留部位及坝坡采取防护措施后,可用坝体过流度汛,此时可降低导流设施规模。508 混凝土坝型中的导流方式,无论断流围堰或分期围堰,均可考虑利用坝体临时断面或预留底孔、梳齿、缺口等与其他导流泄水建筑物组合8导流。509 导流标准选定后,对围堰与泄水建筑物规模通过施工工期、度汛影响及建设投资的比较,选其最优组合方案。9 6 围 堰61 围堰型式选择611 围堰型式应按下述原则选择:1 安全可靠,能满足稳定、防渗、抗冲的要求;2 构造简单,施
12、工方便,在预定工期内可修筑到需要的断面和高程;3 堰基处理切实可行,堰体便于与岸坡或已有建筑物连接;4 堰体可充分利用当地材料及开挖渣料,并便于维护和拆除;5 具有良好的技术经济指标。612 土石围堰是使用较广泛的围堰型式,如当地有合适的土石材料,宜优选用土石围堰,但作为纵向围堰时,注意堰体的防冲保护。613 混凝土围堰宜建于岩基,有条件时宜优先选用碾压混凝土围堰。614 根据工程具体情况,还可选用草土、钢板桩、框架填石、竹笼等围堰型式。62 围 堰 布 置621 围堰布置应满足所围护的永久建筑物所需的基坑开挖,施工机械设备布置,基坑排水及施工道路布置等场地的要求。622 围堰轴线布置应考虑堰
13、基的地形、地质条件简单、覆盖层浅,两岸较缓,并易与两岸道路相连。623 分期导流时,一期围堰对河床的束窄度宜小于60,纵横围堰轴线宜布置成梯形。624 采用一次断流围堰导流时,应注意防止堰脚冲刷。上游横向围堰轴线与导流泄水建筑物进口轴线交角宜为4560,且围堰上游坡10脚距泄水建筑物进口距离不小于20m。下游围堰同导流泄水建筑物出口轴线交角大于60,堰脚至出口距离不宜小于30m。625 围堰背水坡坡脚距永久建筑物开挖外轮廓线不宜小于10m。117 导流泄水建筑物71 导 流 隧 洞711 导流隧洞轴线宜选在地质构造简单,岩性坚硬完整、断层较少、裂隙不发育的地层,尽量避免通过较大的不良地质构造。
14、洞轴方向与岩层走向夹角大于30为宜。712 充分利用地形条件,尽量使洞线顺直。当坝址位于河湾地段时,宜将隧洞布置在凸岸,呈直线形布置。如无河湾,在地质条件允许时,可利用冲沟布置进口以使洞线顺直。713 两岸洞线比较中,除考虑工程量大小之外,尚需考虑坝区施工布置、对施工交通的干扰、进出口水流对两岸的冲刷和折冲影响、后期封堵的条件。714 洞线按下述原则布置:l 当布置为曲线时,其弯曲半径应大于5倍洞径,转角宜小于60,曲线两端以不小于5倍们宽的直线相连。当流速超过15ms时,应通过水工模型试验验证。2 为使水流顺畅,出口段洞轴线与河道主流方向的交角一般以不大于30为宜,进口段交角视具体情况可适当
15、放宽,以防止出口水流冲刷及进出口水流对上、下游围堰的影响。715 进出口位置宜选在洞顶岩层厚度在1倍洞径以上,并距上、下游围堰有一定的安全距离的地方。716 隧洞进出口高程选择,除应满足导、截流要求外,尚需考虑通航、排冰、泥沙淤积以及封堵条件等综合要求。717 隧洞断面设计应通过水力计算进行选定。为满足截流增大底部泄流量,以及排冰时增大底部宽度等要求,可采取圆拱直墙大断面。71.8 导流隧洞衬砌型式应根据水流、围岩条件分段进行喷混凝土衬砌(或喷锚衬砌)与混凝土(或钢筋混凝土)衬砌的技术经济比较后选定。只有当喷锚不能满足运行及围岩安全时,方可采用钢筋混凝土衬砌,如导流洞与永久水工隧洞结合时,应按
16、永久工程要求衬砌。719 导流结束后,不与永久水工隧洞结合的导流隧洞,应尽早进行封堵;与永久水工隧洞结合的导流隧洞,在结合段上游侧进行封堵。封堵段混凝上宜采用低热微膨胀水泥或外掺氧化镁水泥浇筑补偿收缩混凝土,以加快工期。127110 隧洞泄水能力、进出口流态、排冰不同块度的变塞程度等均需经水工模型试验验证。7111 导流隧洞的封堵段宜在隧洞过水前形成封堵设计要求的开挖断面型式,并加以喷锚保护。72 导 流 明 渠721 导流明渠轴线应按下述原则布置:l 应避开严重的滑坡、崩坍体及较大断层构造带等不利地质条件;2 宜充分利用缓坡、台地、观口以减少开挖工程量;3 当在凸岸布置导流明渠时,为使水流顺
17、畅,不致引起对下游沿岸的不利冲刷,进口轴线与主流交角以不大于30为宜,轴线转弯半径以不小于3倍明渠宽度为宜。7.22 导流明渠进出口位置,应距上、下游围堰堰脚适当距离,避免因进出口回流淘剧围堰坡脚。渠内水流应平稳顺畅,避免回流、涡流等对建筑物的危害,力求不冲不淤。723 明渠进出口底板高程和渠道纵坡根据水力学计算确定,并考虑截流时水流的分流条件。在有航运的河道,尚应根据其运行期内流速、落差、水深、转弯半径等特殊要求进行设计。明渠底宽应按施工导流及航运、排冰等各项要求进行综合选定。724 渠道衬砌需先研究不衬砌的可能性,如必须衬砌时应进行喷锚衬砌与混凝士衬砌的比较、优选。当采用混凝土衬砌时,需根
18、据渠内水深、脉动压力、扬压力及钢筋锚固力等进行计算。12725 明渠尾端为防止水流淘刷,应设混凝土齿墙等直达淘剧深度以下,以保护明渠运行安全。726 明渠断面,底坡的选择应考虑不同底坡的流态、渠内水流与下游水面衔接时对河道冲刷的影响、渠道开挖宽度,以及尾端防淘、下游防护工程设置等因素并进行综合技术经济比较后确定,必要时,需经水工模型试验进行验证。73 导流底扎731 当采用导流底孔泄流时,宜与永久泄水建筑物结合。732底孔应按下述原则布置:1 在单设导流底孔的布置中,底孔宜布置在近河道主流位置,以利于泄流顺畅;2 当底孔与明渠组合导流,且底孔布置在明渠坝段内,条件允许时,宜先期形成梳齿或底孔;
19、3 混凝上支墩坝在选用底孔导流时,宜将底孔布置在支墩的空腔内。733 底孔尺寸应满足截流、导流泄水、航运、排冰等各项要求;并根据坝体应力及闸门制造能力进行综合比较选定。底孔宽度以小于坝段党的50为宜。7、34 底孔位置,在条件允许时,宜采取跨坝缝布置。735 底孔进口型式应通过水工模型试验验证选定。为使进口水流顺畅,进口上缘宜选用椭圆曲线。736 当底孔上部同时有坝体过水等双层泄水情况时,应通过水工模型试验验证,采取避免对底孔空蚀破坏的措施。737 底孔导流后,应采用与坝体同标号的混凝土对底孔进行封堵,并须采取措施保证封堵混凝土与坝体的良好结合。738 为防止导流底孔门槽、门槛运行期冲刷受损,
20、及保证后期封堵时顺利下闸,其进口门槽、门槛的金属结构须按永久工程进行设计。1474 未完成建筑物过水741 混凝土重力坝、拱坝等实体结构,在未完建过程中,可预留部分坝段形成缺口或梳齿导流;支墩坝、坝内厂房等非实体结构,在未封腔之前坝体不宜过水,如必须过水时,应增设临时溢流面板、或在腔内充水等措施,以保证坝体安全。742 在未完建坝面泄水,应经水工模型试验验证必要时可采取掺气减蚀措施。水流对坝后基础的影响,需经水工模型试验提出防止冲刷破坏的保护措施。743 土石坝施工期洪水流量过大,增设导流泄水建筑物的技术、经济条件均不适宜时,可考虑坝体过水方案,过水前坝面需采取防冲保护措施,并经水工模型试验验
21、证。744 利用未完建厂房泄水,多在低水头河床式厂房中采用,因厂房过水断面复杂,应经水工模型试验验证;选定泄水方式。泄水能力并提出防护措施。158 河 道 截 流81 截流方案的选定811 选择截流方案时应充分分析水文、气候条件、流域特性、河床地形地质特点等综合因素,进行技术、经济比较后选定。812 截流多采用俄堤法,其中常用立堵或立。平堵结合的方法,在特定条件下,经技术经济论证后亦可采用平塔法、定向爆破法、建闸法或浮运结构法。813 当截流最大落差不超过30m时,宜优先选择单战立堵的截流方式。当落差大于30m,龙口水流能量较大时,可采用宽战、双战或多优立堵截流方案。814 在河床覆盖层较厚、
22、水较深的条件下,可采用先平堵护底,后立堵合龙的平立堵结合方案。在具有架立浮桥或栈桥条件时,可用平堵截流方案。82 截流戗堤布置8、21 截流戗堤的布置应在综合分析地形、地质、截流方案、围堰型式、龙口位置及交通条件等因素后确定,并考虑河床护底、俄堤闭气、基础处理、围堰加高等要求。822 采用栈桥或浮桥平堵截流时,截流戗堤的布置及桥头两侧应满足施工场地和运料的要求。83 截流时段与龙口位置选择831 截流时段选择应全面分析工程所在河流的水文、气象条件;河道天然径流量的变化规律,严寒地区还应考虑气温变化及冰凌规律,通航河道应考虑减少对航运、下游用水及施工的影响。16832 在截流设计中应考虑实际截流
23、提前或报后时对截流各项控制指标如流速、落差、抛投料粒径等的影响,并应留有一定的余地。833 龙口位置的选择应结合截流战堤轴线的选择统一考虑,由地形、河床覆盖层、交通和水力条件等因素综合确定。834 龙口两侧的地形应满足料物抛填及回车场地的要求。835 应力求选择在河床较高,水深较浅。覆盖层较薄或基岩裸露的部位。84 截流对工程施工形象面貌的要求841工程形象进度应满足设计要求的截流条件。842 导流泄水建筑物应具备设计要求的分流能力,引渠进出口水流通畅。843 截流设计应按截流龙口分区的要求确定各种物料的尺寸,并分类合理安排堆贮场地和运输道路。844 对有通航、灌溉等要求的河道,在截流期或截流
24、后应具备为解决通航及灌溉要求而设置的永久或临时建筑物能如期投人运用的条件。85 截流、合龙水力计算851 截流水力计算应确定:l 截流过程中龙口段的单宽流量、落差、流速等水力参数及其变化规律;2 截流材料的尺寸和重量。852 截流设计流量通常只考虑经由龙口和分流建筑物下泄流量,俄堤渗流量和水库拦蓄量可不计。8.5.3 计算截流合龙过程中各水力参数时,可用战堤轴线作为计算断面。854 截流设计中,应计算出各种规格物料的数量,特别应估算出较大的特殊物料的数量,如混凝土四面体等,并应考虑足够的余量。18855 重要截流工程的截流设计应通过水工模型试验验证。86 截流辅助措施861 减少龙口单宽流量可
25、采取以下措施:l 有条件时加大泄水建筑物的分流量;2 增大龊堤的渗透流量,采用抛投稳定性好,透水性强的抛投体,使战堤尽早露出水面,以减少龙口流量;3 采用大型运载工具,提高抛投强度,利用蓄水作用来减少龙口的过流量;4 借助上游已建工程的控制作用,在工程截流合龙阶段减小下泄流量。862 降低龙口落差可采取以下措施:1高龙口下游水位;2 影响泄水建筑物过水的进、出口围堰应彻底拆除;3 龙口前抛石分散龙口前落差;4 降低泄水道进口高程。863 软基河床宜对龙口段进行护底加糙,以增加河床段和抛投体的稳定性。864 在龙口下游可增设拦石栅和拦石坎。8。65 在龙口抛投时,可用石串、块体串或栓锚大块石抛投
26、进占。866 合龙进占时,可采用上游挑角法或上、下挑角法抛投进占,以减少抛投料的流失。抛投方向一搬应与俄堤轴线偏上游呈一定夹角,大型工程须根据试验确定。199 基 坑 排 水9.1 初 期 排 水911 初期排水量计算应包括围堰合龙闭气后基坑内的积水、排水期的渗水。912 初期排水流量可根据地质、围堰堰体和基础防惨结构型式及覆盖层的渗透系数大小等因素按下式计算:92 经常性排水92.1 排水量计算应按两种组合考虑,以排水量大者选择设备,两种组合为:1 渗水加降雨;2 渗水加施工废水。922 渗水应按围堰渗水和基础渗水两部分构成计算。923 经常性排水的降水量可按抽水时段日最大降雨量在当天抽于计
27、算。924 施工废水主要考虑混凝土养护用水,设计中可按施工总进度确定的混凝土施工强度,结合当地的气候条件确定。1993 过水围堰基坑充、排水931 过水围堰基坑淹没后恢复基坑时的排水主要由基坑蓄水和渗水构成,基坑蓄水量可由基坑体积确定,渗水量可按经常性EI7k时渗流量确定,排水强度则由基坑内允许水位下降速度控制。932 围堰中宜设置基坑充、排水设施。94 基坑排水布置941 初期排水可采用固定式或浮动式水泵站,当吸水高度小于6m时,宜采用固定式泵站,泵站可设在围堰上;当吸水高度大于 6m时,可设置浮动式泵站。942 基坑开挖过程中的排水系统布置,应考虑排水效果,以不妨碍基坑开挖和出渣运输为原则
28、,抽水站布置不宜过于分散。943 建筑物施工时的排水系统,直布置在基坑四周,排水沟宜布置在建筑物轮廓线外侧,且留有一定的距离。944 排水沟距基坑边坡坡脚宜大于03m,沟底宽不宜小于03m,沟深不宜大于10m,纵坡不小于四0002。945 集水井布置在建筑物轮廓线以外较低的地方,距建筑物外缘的距离宜大于井的深度,并的容积应能保证更换备用水泵时井水不致漫溢,井底高程应低于排水沟底10m。946 基础渗透系数小于103Ctus时,可采用管井法或井点法降低地下水位。95 排水设备选择951 排水设备宜优先选用离心式水泵。过水围堰的设备选择时,应配备一定数量的排砂泵。952 排水设备应选择容量不同的水
29、泵,确定各种规格水泵台数时,其中关键设备应考虑有必要的备用量。2010 施工期蓄水、通航、排冰101 施工期蓄水1011 初期蓄水前应按各年蓄水淹没高程完成水库内库底清理、库区移民、文化遗物迁移等各项库内工程。1012 水库初期蓄水计划应在枢纽各建筑物形象面貌均能满足蓄水水位上升速度要求的情况下进行。1013 对库容较大的枢纽工程,其蓄水历时较长,应满足:1 75一85保证率的蓄水量;2 与其建筑物级别相应标准的后期导流度汛要求。1014 下闸蓄水前的阶段验收应对导流泄水建筑物门槽、门槛等进行水下检查,处理验收合格后,再行下闸。1015 导流泄水建筑物下闸封堵时段,宜选在汛后枯水期。寒冷地区宜
30、避开流冰期。1016 水库蓄水过程应考虑下游工农业、航运以及居民生活用水要求。10.2 施工期通航1021 在制定施工期通航措施前,应收集工程所在河道的实际通航情况、保证率及助航措施等资料,井进行分析整理,制定施工期通航措施。1022 施工期通航过坝运量可取近期统计年份最大运量作为设计运量,当维持此运量困难时,可采用分流措施。1023 施工期通航方案应结合施工导流方案统一考虑,并经技术经济比较后选用下列方式:l 利用束窄河床通航;2 利用导流明渠、隧洞、缺口、底孔或间孔通航;3 利用永久过坝设施通航;4 利用临时通航设施。2110.24 利用柬窄河床通航时。应尽量推迟改变原主航道。当必须改变原
31、主航道时,河床的束窄率应尽量满足施工期通航流速与水深要求。1025 当明渠的宽度、水深、流速。比降、弯道及进出口水流衔接条件满足施工期通航要求时,可利用明渠通航。1026 当枢纽中设有通航船闸或升船机时,其设计、布置及施工程序等尽可能考虑施工期通航的要求及特点,使其可利用为施工期通航设施。1027 当经技术经济比较后必须采用临时船闸通航时,宜与永久工程结合考虑。103 施工期排冰1031 在制定排冰措施之前,应调查本河段的开江方式、流冰时段、流冰数量及最大冰块尺寸等冰情资料。1032 当导流建筑物孔口尺寸难以满足流冰冰块尺寸需要时,应根据泄水流态选用下列排冰措施:l 泄水建筑物内为明流时,宜采
32、用破冰措施;2 泄水建筑物内为满流时,宜采用抬高水位的蓄冰措施。2224253 总 则301 施工导流设计不仅对工程施工安全度汛、保证施工总进度实施起着关键作用,而且在坝址选择、枢纽布置等各设计阶段均需导流设计与其同步进行。如葛洲坝、三峡等各工程既在各设计阶段中体现了导流设计成果,又促进工程施工中提前发电受益。302 施工导流标准是引自现行的 SDJ 338中的规定。303 施工导流设计需解决工程施工全过程的挡、泄水问题,尤其要重视后期导流问题,因施工后期随坝体升高相应库容增大,要求导流标准更高,故导流设计必须统筹规划、全面安排,做出施工全过程安全可靠的导流方案。4 施工导流标准401 导流标
33、准规范化,这在我国尚属第一次。1964年制定的大型水利水电枢纽工程施工组织设计工作简则、1978年颁布执行的SD 121978 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和 1983年颁布的 SD 2131983 碾压式上石坝施工技术规范等准则都对施工导流标准作了一些零星规定,但都不够全面系统,缺乏完整性。从施工导流角度衡量,有的规定尚待研究。如水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(以下简称SD 12一1978),确定临时建筑物的级别时,只考虑被围护的永久建筑物的级别这唯一因素,未能全面反映导流工程的复杂性。上述三个法定文件,第一个颁发时间较早,对施工导流仅作了一些原则性的规定,缺乏数据,不够具体;第二
34、个主要是针对永久建筑物制定的,对临时建筑物的特点欠考虑;第三个仅涉及与土石坝有关的某些施工导流专门性问题,如过水围堰、截流、封孔、水库蓄水等,未能系统地解决施工导流设计的全部问题。本导则从施工导流本身具有的特点出发,在现行有关规范、标准的基础上,参考国内外施工导流实践经验,对已有的零星规定作进一步的综合、修改、补充、完善,形成水电水利工程导流设计的一套完整导则。导则编制中,应该把国内外特别是我国30多年导流标准资料全部收集起来,加以系统总结,从中找出规律,作为拟定条文的依据,但实际上无法作到这点。我国建国以来,至1981年止,已建大型水库里1座,加上副坝26座,共347座;中型水库2293座,
35、加上国外已建工程就更多,欲收集到所有已建工程的导流资料,既不可能,也无必要。因此,编制本导则时,按照宜粗不宜细的原则,所定标准有一个范围,以便适应多种情况;条文尽可能精简,力求具体明确,避免模棱两可;拟定了挡水和泄水、不过水围堰和过水围堰、坝体临时挡水和封堵蓄水等相应的导流标准;但未考虑不同导流方式对导流标准的影响。实际上,导流方案与导流标准是互相影响的,使2+用本规定时必须注意这一点。按一般设计程序是先定方案、后定标准,反过来,不同标准在经济效益上的差别衡量方案的优劣,从而决定导流方案的取舍。如潘家口工程将二期导流方案由全年挡水改为枯水时段挡水,设计流量由 11700m3s,降到 1400m
36、3s,节省投资 580万元,并加快了施工进度;石泉工程将明渠导流方案改为分期导流方案,降低了导流标准,缩短工期一年半时间。由此可见,导流方案与导流标准的紧密关系。本导则划分导流标准的特点主要有:1 划级未划等。SD 121978根据枢纽工程的库容、防洪、灌溉和发电固定指标将枢纽工程划分五等。施工导流在施工全过程中往往复杂多变,不同的施工阶段可能采用不同的导流方式和不同的标准,因而不应也不能对整个导流工程固定划等。本导则仅划导流建筑物的级别而不划等,并将导流建筑物划分为三级,与SDJ 121978规定比较,取消了H级导流建筑物。2 按施工阶段划级。工程施工全过程中,由于不同时期采用导流方式可能不
37、同,从而分为若干个施工阶段。各施工阶段导流建筑物的级别应视其服务对象的重要性不同而有区别,如巴基斯坦的塔贝拉工程分为原河床导流、明渠导流、隧洞导流和隧洞完建四个施工阶段。各阶段采用不同的导流标准。3 严格控制最高级别出现。导流建筑物属短期的临时性工程。为了节约投资,在拟定划级所依据各种指标时,指导思想是将绝大部分导流工程划为w级或V级,对划为皿级导流建筑物的指标控制较严。影响导流建筑级别划分因素很多,本导则表401归纳为保护对象、失事后果、使用年限、导流工程规模四项指标,将导流建筑物型式这一影响因素放在洪水标准中考虑;将水文、地质、地形、施工条件等影响因素放在研究导流方案时考虑。27表4.0.
38、1所列的保护对象、失事后果属于客观条件,在决定导流方案之前大致就可判断,导流建筑物使用年限和工程规模必须在拟定导流方案之后才能确定。表40.1中四项指标说明:1 保护对象是永久建筑物,其级别作为划分导流建筑物级别的依据之一,这和SD 121978规定一致,各级永久建筑物相应的临时建筑物级别一般应划w一V级;只有在施工期有特殊要求的1级永久建筑物,其导流建筑物级别才有条件研究提高到m级的可能性。2 失事后果一栏很难用定量指标体现。SD 121978把防洪保护城镇、工矿企业按特别重要、重要、中等和一般,共划分四级。美国土木工程学会大坝分级标准,将失事后果按人口死亡和灾害划分三级。英国土木工程学会按
39、人口死亡和财产损失划分为四级。前苏联 CH 435ed2新规范中提出施工期按成本分类划分等级,但目前没有掌握具体资料。本导则将围堰失事后带来的经济损失按其程度划分为重大、较大和较小三级。失事后果的定量分析方法如经济流量法,把设计流量、洪水重现期、导流建筑物的使用年限、风险率和工程费用等综合起来加以研究的方法,国内未采用过,暂不列人本导则。3 使用年限系指各施工阶段导流建筑物的运用年限,年限的概念,即经济的概念,施工导流期间,围堰挡水期越长,遭遇洪水破坏的可能性越大,承担的风险也就越大,近年来国外对风险度理论研究很广泛,我国对此项理论研究还不够深人,目前尚无条件列人本导则。国内外大型水电工程主体
40、工程施工期(从基坑开挖到发电)大约为57年,一般工程大约3年左右。根据全国大型水库资料统计分析表明,施工总工期(从开工到竣工):土石坝(1一3)年约占 60,门一5)年约占 70,大于或等于 7年约占20左右;混凝土坝门一引年约占30,门5)年约占50,大于或等于7年约占40。上述工程中有的由于种种原28因拖延了工期,并非正常施工情况,由于导流建筑物使用年限是按施工阶段计算的,其值远远小于总工期,故将级导流建筑物使用年限定在3年以上,IV级一V级导流建筑物的使用年限框在3年以内。4 导流工程的规模用围堰高度和堰前库容来衡量,SD121978划分大坝级别用水库总库容衡量,大于1亿 m3为大型水库
41、,小于1亿m3为中小型工程。美国土木工程学会提出按坝高和库容两项指标分级。我国几个大型工程的围堰高度和库容见表1。本导则规定工程规模的上限为围堰高度大于50m,库容大于1亿m3,两项指标要同时满足。按此标准划分,龙羊峡和三峡导流建筑物可划为级,丹江口和升钟的导流建筑物只能定为IV级。围堰高和库容两者同时控制,不仅考虑了溃坝水头与水量的影响,而且也考虑到平原地区与高山峡谷地区的区别,一般情况下,平原地区库容较大,围堰较低;高山峡谷地区围堰较高,但库容较小。例如大伙房工程处于丘陵区,堰高37m,库容达10.39亿m3;石头河工程位于高山峡谷地区,堰高51.2m,库容仅0255亿m3。按表401“围
42、堰工程规模”一栏规定,大伙房堰前库容大于 1亿 m3,相应导流建筑物级别应划为级,但堰高37m,只能划为级,由于两者需同时满足,其导流建筑物级别只能定为级。规定同时满足堰高与库容两个指标,实质上是由较低指标控制,高山峡谷区河流则多受库容控制。29402 本条规定了表40.1的使用方法。如采用将4项指标综合分析确定导流建筑物级别的方法,由于可能有若干组合方案,具体确定时将会产生困难,故未用此办法,而是根据4项独立指标分别划级,按其中最高级确定导流建筑物级别。4。03 SD 121978规定,临时建筑物最多划出4种级别,最高为11级,实践证明国内并无11级导流建筑物的现状,本导则规定为3种级别,但
43、允许个别特殊工程经上级批准后可另行规定。404 本条规定不同级别的导流建筑物应在洪水标准、超高等方面有不同的技术要求,建筑物同一级别但型式不同,其技术要求也各异。405 有三方面含意。第一,在不同施工阶段,导流建筑物可能有不同级别;第二,同一施工阶段的导流建筑物,可能因作用和型式不同,其级别也不一,如上游围堰、下游围堰、纵向围堰就可能采用不同级别;第三,同一施工阶段必须采用相同的洪水标准,采用同一洪水标准以统一各导流建筑物的设计高程。本条建议按主要挡水建筑物统一确定洪水标准是通常采用的方法,但并不排除个别导流建筑物的洪水标准可以稍有不同。406 同一导流建筑物的不同部位因作用不同应有差别,如混
44、凝土纵向围堰的上段、中段和下段,中段如与坝体结合,可能需要分别拟定不同的级别。407 本条是研究挡枯水期流量导流建筑物的导流标准,这种采用低水围堰、枯水期导流的方式,或者又叫“抢主体代临时”、“抢坝不抢堰”的方式,在我国长期广泛使用,如潘家口、大伙房、桓仁、白山、云峰。映秀湾、石泉、枫树坝等工程,都获得成功,取得一定的经济效益,利用低水围堰修建高水围堰亦属此种类型。采用这种导流方式的最大优点就是围堰低,一个枯水期主体工程抢出水面。本条规定导流建筑物的级别仍按表40j考虑。408 利用围堰挡水发电应具备一定的条件,不仅要有利的施工条件,而且还要有利的水工枢纽布置方案。葛洲坝工程是我国30水电工程
45、围堰发电的一个例子,其经验可供参考。409 同期导流建筑物中如其中一部分系利用永久建筑物,利用部分的结构设计标准应按永久建筑物采用,但其作为担负导流任务而言,与其他临时导流建筑物组合成一个整体,其导流设计级别应与其他临时导流建筑物级别相同,即仍应按表401规定划分,亦即导流设计洪水标准不因其系永久建筑物而提高。40.10 规定提高导流建筑物结构设计级别应具备的条件。40.2按以下几个问题阐述:1 洪水标准分级。我国曾采用一级、二级、三级3种方法,即一级不分设计核核,只有一个标准;二级分设计、校核,我国过去常用;三级即设计校核之外,再加保坝标准,个别工程曾采用。SD 121978规定临时建筑物的洪水标准不分设计校核,本条采用这一规定,使用起来简便。2 导流建筑物类型的影响。洪水标准是否考虑导流建筑物类型,对此有不同看法。本条考虑了导流建筑物类型的影响。一般概念,土石类型漫水失事的可能性比混凝土类型建筑物要大一些。根据1981年全国水库垮坝登记手册资料统计,绝大多数垮坝坝型为土石坝型,混凝土坝型只有四川的3座小坝,均为小(2)型,且均属坝身漏水导致垮坝。垮坝总数中由于过水漫顶失事的占51.5,仅有2座大型