分段围堰法也称分期围堰法或河床内导流，就是用围堰将建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。图17-4 是一种常见的分段围堰法导流示意图。分段围堰法导流一般适用于河床宽阔、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。至于土石坝或非重力式混凝土坝，应采用分段围堰法导流，常与隧洞导流、明渠导流等河床外导流方式相结合。......
2023-06-29
全段围堰法导流的设计与施工优化
【摘要】：（一） 明渠导流上下游围堰一次拦断河床形成基坑，保护主体建筑物干地施工，天然河道水流经河岸或滩地上开挖的导流明渠泄向下游。导流明渠应布置在较宽台地、垭口或古河道一岸；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离要满足防冲要求，一般为50 ～100m；明渠进出口应与上下游水流相衔接，与河道主流的交角以小于30°为宜；为保证水流畅通，明渠转弯半径应大于5 倍渠底宽；明渠轴线布置应尽可能缩短明渠长度和避免深挖方。
全段围堰法导流是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使上游来水通过预先修筑的临时或永久泄水建筑物（如明渠、隧洞等）泄向下游，主体建筑物在排干的基坑中进行施工，主体工程建成或接近建成时再进行临时泄水道封堵。这种方法的特点是：工作场面大，河床内的建筑物在一次性围堰的围护下建造。
全段围堰法按泄水建筑物的类型不同可分为明渠导流、隧洞导流和涵管导流等。
（一） 明渠导流
上下游围堰一次拦断河床形成基坑，保护主体建筑物干地施工，天然河道水流经河岸或滩地上开挖的导流明渠泄向下游。
1.明渠导流的适用条件
坝址河床较窄或河床覆盖层很深，分期导流困难，且具备下列条件之一者，可考虑采用明渠导流。
（1）河床一岸有较宽的台地、垭口或古河道。
（3）施工期有通航、排冰、过木要求。
（4）总工期紧，不具备洞挖经验和设备。
国内外工程实践证明，在导流方案比较过程中，如明渠导流和隧洞导流均可采用时，一般是倾向于明渠导流。这是因为明渠开挖可采用大型设备，加快施工进度，对主体工程提前开工有利。对于施工期间河道有通航、过木和排冰要求时，明渠导流明显更有利。
2.导流明渠布置
导流明渠布置分为在岸坡上和在滩地上两种布置形式，见图17-1。
图17-1 明渠导流示意图
（a）在岸坡上开挖的明渠；（b）在滩地上开挖并设有导墙的明渠
1—导流明渠；2—上游围堰；3—下游围堰；4—坝轴线；5—明渠外导墙
（1）导流明渠轴线的布置。导流明渠应布置在较宽台地、垭口或古河道一岸；渠身轴线要伸出上下游围堰外坡脚，水平距离要满足防冲要求，一般为50 ～100m；明渠进出口应与上下游水流相衔接，与河道主流的交角以小于30°为宜；为保证水流畅通，明渠转弯半径应大于5 倍渠底宽；明渠轴线布置应尽可能缩短明渠长度和避免深挖方。
（2）明渠进出口位置和高程的确定。明渠进出口力求不冲、不淤和不产生回流，可通过调整进出口形状和位置，以达到这一目的；进口高程按截流设计选择，出口高程一般由下游消能控制；进出口高程和渠道水流流态应满足施工期通航、过木和排冰要求；在满足上述条件下，尽可能抬高进出口高程，以减小水下开挖量。
3.导流明渠断面设计
（1）明渠断面尺寸的确定。明渠断面尺寸由设计导流流量控制，并受地形地质和允许抗冲流速影响，应按不同的明渠断面尺寸与围堰的组合，通过综合分析确定。
（2）明渠断面形式的选择。明渠断面一般设计成梯形，渠底为坚硬基岩时，可设计成矩形。有时为满足截流和通航的不同目的，也可设计成复式梯形断面。
（3）明渠糙率的确定。明渠糙率大小直接影响到明渠的泄水能力，而影响糙率大小的因素有衬砌的材料、开挖的方法、渠底的平整度等，可根据具体情况查阅有关手册确定。
4.明渠封堵
导游明渠结构布置应考虑后期封堵要求。当施工期有通航、过木和排冰任务，明渠较宽时，可在明渠内预设闸墩，以利于后期封堵；施工期无通航、过木和排冰任务时，应于明渠通水前，将明渠坝段施工到适当高程，并设置导流底孔和坝面缺口使两者联合泄流。
（二） 隧洞导流
上下游围堰一次拦断河床形成基坑，保护主体建筑物干地施工，天然河道水流全部由导流隧洞宣泄的导流方式称为隧洞导流。
1.隧洞导流的适用条件
隧洞导流流量不大，坝址河床狭窄，两岸地形陡峻，如一岸或两岸地形、地质条件良好，可考虑采用隧洞导流。
2.导流隧洞的布置
导流隧洞的布置见图17-2，一般应满足以下要求：
（1）隧洞轴线沿线地质条件良好，足以保证隧洞施工和运行的安全。
（2）隧洞轴线宜按直线布置，如有转弯时，转弯半径不小于5 倍洞径 （或洞宽），转角不宜大于60°，弯道首尾应设直线段，长度不小于3 ～5 倍洞径 （或洞宽）；进出口引渠轴线与河流主流方向夹角宜小于30°。
（3）隧洞间净距、隧洞与永久建筑物的间距、洞脸与洞顶围岩的厚度均应满足结构和应力要求。
（4）隧洞进出口位置应保证水力条件良好，并伸出堰外坡脚一定距离，一般距离应大于50m，以满足围堰防冲要求。进口高程多由截流控制，出口高程由下游消能控制，洞底按需要设计成缓坡或急坡，避免成反坡。
3.导流隧洞断面设计
隧洞断面尺寸的大小取决于设计流量、地质和施工条件，洞径应控制在施工技术和结构安全允许范围内。目前，国内单洞断面尺寸多在200m2以下，单洞泄量不超过2000～2500m3/s。
隧洞断面形式取决于地质条件、隧洞工作状况（有压或无压）及施工条件。常用断面形式有圆形、马蹄形、方圆形。圆形多用于高水头处，马蹄形多用于地质条件不良处，方圆形有利于截流和施工。国内外导流隧洞多采用方圆形。
洞身设计中，糙率n 值的选择是十分重要的问题。糙率的大小直接影响到断面的大小，而衬砌与否、衬砌的材料和施工质量、开挖的方法和质量则是影响糙率大小的因素。一般混凝土衬砌糙率值为0.014～0.017；不衬砌隧洞的糙率变化较大，光面爆破时为0.025～0.032，一般炮眼爆破时为0.035～0.044。设计时根据具体条件，查阅有关手册，选取设计的糙率值。
图17-2 隧洞导流示意图
（a）土石坝枢纽；（b）混凝土坝枢纽
1—导流隧洞；2—上游围堰；3—下游围堰；4—主坝
导流隧洞设计应考虑后期封堵要求，布置封堵闸门门槽及启闭平台设施。有条件者，导流隧洞应与永久隧洞结合，以利节省投资。一般高水头枢纽，导流隧洞只可能与永久隧洞部分相结合，中低水头则有可能全部相结合。
（三） 涵管导流
涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工程中采用。
涵管通常布置在河岸岩滩上，其位置在枯水位以上，这样可在枯水期不修围堰或只修一小围堰而先将涵管筑好，然后再修上下游全段围堰，将河水引经涵管下泄，见图17-3。
涵管一般是钢筋混凝土结构。当有永久涵管可以利用或修建隧洞有困难时，采用涵管导流是合理的。在某些情况下，可在建筑物基岩中开挖沟槽，必要时予以衬砌，然后封上混凝土或钢筋混凝土顶盖，形成涵管。利用涵管导流往往可以获得经济可靠的效果。由于涵管的泄水能力较低，所以一般用于导流流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流任务。
图17-3 涵管导流示意图
1—导流涵管；2—上游围堰；3—下游围堰；4—土石坝
为了防止涵管外壁与坝身防渗体之间的渗流，通常在涵管外壁每隔一定距离设置一个截流环，以延长渗径，降低渗透坡降，减少渗流的破坏作用。此外，必须严格控制涵管外壁防渗体的压实质量。涵管管身的温度缝或沉陷缝中的止水必须认真施工。
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