2017年一級建造師《水利水電》知識點:掌握截流方法
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1F412031 掌握截流方法
在施工導流中,截斷原河牀水流,最終把河水引向導流泄水建築物下泄,在河牀中全面開展主體建築物的施工,就是截流。截流是在河牀中修築橫向圍堰工作的一部分。
截流方式可歸納為戧堤法截流和無戧堤法截流兩種。戧堤法截流主要有平堵、立堵及混合堵截流;無戧堤法截流主要有建閘截流、水力衝填法、定向爆破截流、浮運結構截流等。在工程實際中應根據當地水文氣象、地形地質、施工條件以及材料等條件選擇截流方法。
一、戧堤法截流
(一)平堵
平堵(如圖1F412031-1所示)是先在龍口建造浮橋或棧橋,由自卸汽車或其他運輸工具運來拋投料,沿龍口前沿投拋。先下小料,隨着流速增加,逐漸拋投大塊料,使堆築戧堤均勻地在水下上升,直至高出水面,截斷河牀。一般説來,平堵比立堵法的單寬流量為小,最大流速也小,水流條件較好,可以減小對龍口基牀的沖刷。所以特別適用於易沖刷的地基上截流。由於平堵架設浮橋及棧橋,對機械化施工有利,因而投拋強度大,容易截流施工;但在深水高速的情況下,架設浮橋,建造棧橋比較困難。
(二)立堵
立堵(如圖lF41⒛31-2所示)是用自卸汽車或其他運輸工具運來拋投料,以端進法拋投(從龍口兩端或一端下料)進佔戧堤,直至截斷河牀。立堵在截流過程中所發生的.最大流速,單寬流量都較大,加以所生成的楔形水流和下游形成的立軸漩渦,對龍口及龍口下游河牀將產生嚴重沖刷,因此不適用於地質不好的河道上截流,否則需要對河牀作妥善防護。立堵法無需架設浮橋或棧橋,簡化了截流準備工作,因而贏得了時間,節約了投資,在許多水利工程(巖質河牀)廣泛應用。
(三)混合堵
混合堵是採用立堵與平堵相結合的方法,有立平堵和平立堵兩種。
1.立平堵。為了充分發揮平堵水力條件較好的優點,降低架橋的費用,工程中可採用先立
堵、後架橋平堵的方式。前蘇聯布拉茨克水電站,在截流流量3600m3/s、最大落差3.5m的條件下,採用先立堵進佔,縮窄龍口至100m,然後利用管柱棧橋全面平堵合龍。
2.平立堵。對於軟基河牀,單純立堵易造成河牀沖刷,往往採用先平拋護底,再立堵合龍的方案。此時,平拋多利用駁船進行。青銅峽、丹江口、大化及葛洲壩等工程均採用此方式。
二、無戧堤法截流
(一)建閘截流
建閘就是在泄水道中預先修建閘墩,並建截流閘分流,降低戧堤水頭,待拋石截流後,再下閘截流。該方法在三門峽和烏江渡工程中曾成功採用,該法可克服7~8m以上的截流落差,雖然建閘截流可以減小戧堤進佔時的落差,待進佔合龍後再下閘截流。但這種方法需具備建造截流閘的地形地質條件。
(二)水力衝填
河流在某種流量下有一定的挾砂能力,當水流含砂量遠大於該挾砂能力時,粗顆粒泥砂將沉澱河底進行衝填。基於這一原理,衝填開始時,大顆粒泥沙首先沉澱,而小顆粒則衝至其下游逐漸沉落。隨着衝填的進展,上游水位逐步壅高,部分流量通過泄水通道下泄。隨着河牀過水斷面的縮窄,某些顆粒逐漸達到抗衝極限值,一部分土體仍向下遊移動,結果使戧堤下游坡繼續向下遊擴展,一直到衝填體表面摩阻造成上游水位更大的壅高,而迫使更多流量流向泄水通道,圍堰坡腳才不再擴展,而在高度方向急劇增長,直至露出水面。
(三)定向爆破
在壩址處於峽谷地區、巖石堅硬、岸坡陡峻、交通不便或缺乏運輸設備時,可採用定向爆破截流。利用定向爆破,將大量巖石拋入河道預定地點,瞬時截斷水流。在合龍時,為了瞬間拋入龍口大量材料封閉龍口,除了用定向爆破巖石外,還可在河牀上預先澆築巨大的混凝土塊體,將其支撐體用爆破法炸斷,使塊體落入水中,將龍口封閉。
1971年3月,碧口水電站在流量105m'/s情況下,將龍口縮窄到⒛m寬,利用左岸陡峻岸坡,設計佈置了三個藥包,一次定向爆破堆築了6800m',平均堆積高度為10m,成功地截斷了水流。
(四)浮運結構截流
浮運結構截流就是將各種浮運結構拖至龍口,在埽捆、柴排護底下,裝載置砂料,充水使其沉沒水中,一次截斷水流。其後進一步發展浮運結構成為封閉式鋼筋混凝土浮箱,在浮箱之間留出缺口形成“梳齒孔”過流,由於縮窄龍口水流不大,浮箱容易沉放,最後,將缺口閘閥放下,即可達到截斷水流的目的。截流用浮運結構包括舊駁船、鋼筋混凝土等箱型結構。木籠也是一種浮運結構,我國新安江水電站曾採用這種方式截流。
浮運結構截流的優點是成戧斷面較小,用料較少;缺點是製作需大型設備,耗用鋼材(鋼纜和金屬閘門)多,造價高,護底標準高,基牀面要求平整,施工也受氣候、水文等條件影響。
減少截流難度的技術措施
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