施工導流

施工導流是指，在修築水利水電工程時。為了使水工建築物能保持在乾地上施工，用圍堰來維護基坑，並將水流引向預定的泄水建築物泄向下游，稱為施工導流。施工導流方法分為全段圍堰法和分段圍堰法。

基本介紹

• 中文名：施工導流
• 外文名：construction diversion
• 簡述：為創造乾地施工條件
• 設計內容：選定導流時段設計標準導流流量
• 導流方式：河床外導流和河床內導流兩類

導流作用

在水域（大多數指活水河道）內修建水利工程的過程中，為創造乾地施工條件，前期用圍堰圍護基坑，將河道水流通過預定方式繞過施工場地導向下游的工程措施。施工導流是水利工程施工，特別是修建閘壩工程所特有的一項十分重要的工程措施。導流方案的選定，關係到整個工程施工的工期、質量、造價和安全渡汛，事先要做出周密的設計。

設計內容

主要包括：

1、掌握並分析河流的水文特性和工程地點的氣象、地形、地質等基本資料；

2、選定導流時段、設計標準、導流流量、導流方式及導流建築物類型；

3、擬定導流建築物的修建順序、拆除圍堰及封堵導流建築物的施工方法；

4、制定攔洪渡汛和基坑排水措施；

5、確定施工期通航、過水、供水等綜合利用措施。施工導流措施受多方面因素的制約，一個完整的方案，需要通過技術經濟比較，必要時要做模型實驗，反覆論證，然後定案。

導流方式

1、按河床位置分為：河床外導流、河床內導流兩類。

河床外導流：用圍堰一次攔斷整個河床，讓河水通過河床外的導流泄水建築物導向下游；

河床內導流：用圍堰先後分段圍護部分河床，河水通過被束窄的另一部分河床導走，即分期導流。

2、按泄水建築物類型分為：明渠導流、隧洞導流，以及涵洞、壩體底孔、梳齒和缺口過流、涵管導流等導流方式。

涵洞導流一般用於中小型水閘、土石壩等工程。

底孔導流用於混凝土壩施工，水流全部或部分通過壩體內設定的臨時或永久泄水孔導向下游。

梳齒導流則是在混凝土壩施工時預留梳齒狀缺口過水，隨壩體升高，分級輪換封堵缺口。

涵管導流是一種利用涵管進行導流的施工方法，適用於導流量較小的河流或只用來擔負枯水期的的導流。一般在修築土壩、堆石壩等工程中採用。由於涵管過多對壩身不利，且使大壩施工受到干擾，故此壩下埋管不宜過多，單管尺寸不宜過大，涵管在乾地施工，易布置在河灘上，灘地高程在枯水位以上。

導流方式的選擇，一般須考慮：

①水文條件。河流流量大小、過程線特徵、洪水和枯水情況、水位變幅、流冰等均直接影響方案選擇。如水位變幅大的河流，有時宜採用過水圍堰，圍堰擋水高度及導流泄水建築物只考慮枯水期流量。

②地形條件。如河床寬闊，施工期有通航要求，可採用分期導流；如河道較窄，宜根據地形地質條件採用明渠或隧洞導流。

③有條件時，要儘量利用永久水工建築物的泄水建築物，結合進行施工導流。如導流洞可與泄洪洞結合，圍堰可與土石壩壩體結合。

④滿足施工期間的通航、過木、給水、灌溉等綜合利用要求。

設計標準

根據工程施工進度及各個時期的泄水條件，施工導流可分為三個階段：①初期導流，即圍堰擋水階段，從河床截流開始到壩體修建到圍堰高程以上的時段。②中期導流，即壩體擋水階段。此時導流泄水建築物尚未封堵，汛期由壩體擋水。隨著壩體升高，庫容加大，防洪能力也逐步增大。③後期導流，即從導流泄水建築物封堵到大壩全面修到設計高程的時段，永久泄水建築物已投入運行。

施工導流設計中,要選定導流時段,即在擋水圍堰工作延續時間內，是枯水期擋水還是全年擋水。應根據河流水文特性、主體工程施工特點及進度，合理劃分與選擇導流時段。導流設計應採用導流時段內設計頻率的最大流量和洪量。小型工程應爭取在一個枯水期建成，以簡化導流設施；大中型工程一般難以在一個枯水期建成，可考慮全年導流，導流設計流量則以全年一定頻率的洪水流量為準。當地材料壩壩體一般不允許過水，當壩體施工難以在汛期達到攔洪高程時，要按全年導流標準考慮圍堰高程和導流建築物規模。混凝土壩通常允許過水，可按全年導流標準考慮，也可按枯水期導流考慮。當採用分月設計頻率的流量安排施工進度時，對河流水文特性需有充分論證，慎重對待。

導流設計標準即是對導流設計中所採用的設計流量頻率的規定。對不同的導流階段和不同的建築物，規定的頻率也不相同。總的要求是；初期導流階段的洪水標準可低一些，中期和後期導流階段的洪水標準逐步提高。當要求工程提前發揮作用(如提前發電)時，相應的導流階段的防洪標準應高一些。對混凝土、漿砌石建築，洪水標準低一些，對土石壩則要求的洪水標準較高。另一方面，導流設計標準也隨永久建築物的級別不同而有所不同。

全段圍堰法

定義

全段圍堰法，又稱一次攔斷法或河床外導流。主河道被全段圍堰一次攔斷，水流被導向旁側的泄水建築物。

全段圍堰法

適用

多用於河床狹窄，基坑工作面不大，水深流急、覆蓋層較厚難於修建縱向圍堰，難於實現分期導流的工程。

類型

隧洞導流

適用於兩岸陡峻、山岩堅硬、風化層薄、河谷狹窄的山區河流或有永久性隧洞可供利用。

明渠導流

明渠導流適用於岸坡平緩或有寬闊灘地的平原河道。在山區河道上如河槽形狀明顯不對稱。

涵管導流

涵管導流多用於中小型土石壩工程，導流流量不超過1000/s。

渡槽導流

渡槽導流一般適用於小型工程的枯水期導流，導流流量不超過20～30/s，個別達100/s。

分段圍堰

定義

分段圍堰法，又稱分期圍堰法 或河床內導流，分期就是將河床圍成若干個乾地施工基坑，分段進行施工。分期就是從時間上將導流過程劃分成階段。分期是就時間而言，分段是就空間而言。工程實踐中，兩段兩期導流採用最多。

適用：

河床較寬，流量大，工程工期較長的情況，易滿足通航、過木、排冰等要求。

類型

①束窄河床導流

②底孔導流

③缺口導流

④梳齒導流

⑤廠房導流

導流設計

在分析與施工導流相聯繫的主客觀條件的基礎上，劃分導流時段，選定導流標準和導流設計流量，設計導流、截流方案，確定導流建築物型式、構造、尺寸及布置，擬定導流建築物修建、拆除、封堵的順序及施工方法，制定攔洪度汛和基坑排水方案、施工期河道綜合利用措施，以及擬定施工控制性進度計畫等。

導流時段

又稱擋水時段，是指水利工程施工整個過程中，依靠圍堰擋水進行導流的延續時間。河流按水文特性分為枯水期、中水期及洪水期。有X小型水利工程的圍堰，只需擋一個枯水期流量，所以圍堰低，工程量較小；大中型水利樞紐工程通常難以在一個枯水期修築到攔洪高程，特別是土石壩不允許壩面溢流，導流時段就要按全年考慮。圍堰要擋洪水期流量，所以圍堰較高，工程量也較大。混凝土壩可以壩體溢流，洪水時允許淹沒基坑，可以採用過水圍堰。選定導流時段要仔細研究河道的水文特性，根據主體工程的特點和施工進度的要求，進行技術經濟比較。一般不宜把導流時段劃分過細，分月設計頻率的流量，只作為安排施工進度計畫時的參考，不宜作為導流設計的依據。

導流標準

確定導流設計流量所依據的洪水標準。導流設計流量是選擇導流方案、確定導流建築物規模的主要依據。施工過程中河道流量經常變化，為使設計的導流流量儘可能符合施工期的實際流量，各國根據河流特性，建築物特點，建設經驗和安全、經濟等因素，制定選擇導流標準。不同國家的導流標準，有的相差很大。不少國家從經濟與安全方面統一考慮，制定不同重要性導流建築物應承擔不同的風險度（即某一非期望事件所發生的機率），供確定導流設計流量時參考。

導流方案的選擇

一個完整的導流方案受多方面因素的制約，要進行技術經濟比較，反覆論證後確定。這些因素主要有：

①水文條件。河流流量大小，流量過程線特徵，水位變化幅度，洪水及枯水延續時問長短，冬季流冰及冰凍情況等，均是直接影響導流方案選擇的重要因素。例如，水位變幅很大的河流，有時需採用過水圍堰，允許基坑短期淹沒導流，冬季有流凍的河流，需充分考慮流冰宣洩問題。

②地形條件。施工地區的河床及兩岸地形，對導流方案有重大影響。例如，河道寬闊、施工期有通航要求，宜選用分期導流；河床狹窄、岸壁陡峻、河谷較深，宜選用隧洞導流。

③工程地質及水文地質條件。選擇施工導流方案時，對隧洞或明渠導流的經濟合理性，河床的可能束窄程度，圍堰的構造及修建方法，以及基坑排水的措施等，都要考慮工程地質和水文地質的條件。例如，深厚覆蓋層、透水性大的河床，要妥善解決圍堰地基的抗沖、防滲等問題，在滿足通航條件下，岩基河床分期導流時的束窄度允許大一些。

④水利樞紐布置及建築物型式。施工導流需與樞紐布置結合考慮，並充分利用建築物構造的特點。例如，泄洪、發電、放空孔等與臨時導流孔洞的結合，圍堰與度汛的結合。就壩體結構形式，混凝土壩採用分期導流的可能性較大。

⑤河流綜合利用。施工期間，為滿足通航、過木、給水、排水、灌溉等要求，使施工導流問題複雜化。例如，分期導流時，被束窄的河道要滿足通航的流速、坡降（縱坡、橫坡、局部坡降）、流態和水流銜接等的要求，有時還需設定臨時船閘；當封孔蓄水時，要注意下游通航水位以及灌溉、給水、水電站等正常用水的需要；為了漁業生產，要考慮過魚設施等。

⑥施工進度、施工方法及場地布置。選擇導流方案時，要全面考慮社會影響、施工設備及建築材料供應和施工經驗等因素，在保證安全的前提下，力求簡化施工導流工程，降低費用，縮短工期。重要的施工導流工程，要進行必要的模型試驗或計算機模擬計算，並作充分的比較論證。