202415-第2章-2.2-导流建筑物及基坑排水.pdf

2 2.2 2.1 1围围堰堰的的类类型型2.1施工导流与截流2.1.1施工导流标准()2.1.2施工导流方式()2.1.3截流方法()2.2导流建筑物及基坑排水2.2.1围堰的类型()2.2.2围堰布置与设计()2.2.3基坑排水技术()2.2.4导流泄水建筑物()考情分析:单选题:2015(1),2016(1);多选题:无;案例题:2022(1)一二建教材重复程度:80%教材内容:1.围堰的作用及类型2.不同类型围堰的应用3.围堰的施工1.围堰的作用及类型作用围堰是导流工程中的临时性挡水建筑物,用来围护施工基坑,保证永久性建筑物能在在导流任务完成后,若围堰不能与主体工程结合成为永久工程的一部分,应予以拆除1.围堰的作用及类型类型按材料形式划分:土石围堰混凝土围堰钢板桩围堰草土围堰袋装土围堰等按围堰与水流方向的相对位置划分:横向围堰纵向围堰按导流期间基坑淹没条件划分:过水围堰不过水围堰过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外,还要满足堰顶过水要求注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播2.不同类型围堰的应用(1)土石围堰能充分利用材料,对地基适应性强,施工工艺,应采用(2)混凝土围堰宜优先选用碾压混凝土结构河谷狭窄且地质条件良好的堰址可采用混凝土拱围堰(3)在地质条件好能充分利用天然料和开挖石渣时可采用胶凝砂砾石围堰堆石混凝土围堰(4)钢板桩格形围堰适用于在岩石地基或混凝土基座上建造,其挡水水头30m;钢板桩围堰适用于细砂砾石层地基,其挡水水头20m(李想记忆:字多字少记忆)(2024 版,教材 P58+58,重复)(5)结合当地材料分布地区环境和施工特点,低水头围堰可采用浆砌石钢筋石笼等围堰类型(6)对于进/出水口或闸室前缘可采用混凝土叠梁其他特种钢围堰,以及起围堰作用的预留岩坎(岩塞)等特殊类型3.围堰的施工(1)土石围堰特点:土石围堰可与截流戗堤结合,可利用开挖弃渣,并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工,是我国应用最广泛的围堰类型(2016(1)考点)防渗结构形式:斜墙式斜墙带水平铺盖式垂直防渗墙式灌浆帷幕式如图 2.2-1 所示(2015(1)考点)（2022(1)案例）（2015(1)考点）图 2.2-1土石围堰(a)斜墙式；(b)斜墙带水平铺盖式；(c)垂直防渗墙式；(d)灌浆帷幕式1堆石体；2黏土斜墙、铺盖；3反滤层；4护面；5隔水层；6覆盖层；7垂直防渗墙；8灌浆帷幕；9黏土心墙例题 1:2015(1)-2.如图所示土围堰的防渗形式属于()A.斜墙式B.斜墙带水平铺盖式C.垂直防渗墙式D.灌浆帷幕式答案:C解析:见图图 2.2-1例题 2:2016(1)-2.下列能临时建筑物能组成临时建筑物一部分的是()A.土石围堰B.草土围堰C.竹笼围堰注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播D.木笼围堰答案:A解析:教材无对应内容,理解题目3.围堰的施工(2)混凝土围堰特点:挡水水头高,底宽小,抗冲能力大,堰顶可溢流多为纵向围堰,可以两面挡水,而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分混凝土围堰结构形式有重力式(图 2.2-2)拱形等形式3.围堰的施工(2)混凝土围堰3.围堰的施工(3)钢板桩格形围堰是由一系列彼此相连的格体形成外壳,然后在内填以土料或砂料构成格体是土或砂料和钢板桩的组合结构,由横向拉力强的钢板桩连锁围成一定几何形状的封闭系统钢板桩格形围堰按挡水高度不同,其平面形式有圆筒形格体扇形格体花瓣形格体(图 2.2-3),应用较多的是圆筒形格体装配式钢板桩格形围堰适用于在岩石地基或混凝土基座上建造,其最大挡水水头不宜大于 30m;打入式钢板桩围堰适用于细砂砾石层地基,其最大挡水水头不宜大于 20m(重复)3.围堰的施工(4)草土围堰注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播是指先铺一层草捆,然后再铺一层土的草与土的混合结构,断面一般为矩形或边坡较陡的梯形3.围堰的施工(5)袋装土围堰指用土工合成材料编织成一定规格的袋子,用泥浆泵充填砂性土,垒砌后经泌水密实成型的挡水结构在河堤的抢险围海工程中较常使用小结:一看尽长安花1.围堰的作用及类型【无】2.不同类型围堰的应用【无】3.围堰的施工【1516】【案例】【22】2 2.2 2.2 2围围堰堰布布置置与与设设计计2.1施工导流与截流2.1.1施工导流标准()2.1.2施工导流方式()2.1.3截流方法()2.2导流建筑物及基坑排水2.2.1围堰的类型()2.2.2围堰布置与设计()2.2.3基坑排水技术()2.2.4导流泄水建筑物()考情分析:单选题:2018(1)2021(1);多选题:无;案例题:2007(1),2009(1),2014(1),2019(1),2022(1)一二建教材重复程度:50%注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播教材内容:1.围堰的平面布置2.土石围堰填筑材料选择3.围堰的接头和防冲4.围堰防渗5.土石过水围堰的防护6.围堰稳定及堰顶高程导入:1.围堰的平面布置太大:围堰平面布置不当,可能产生围堰围护的基坑面积过大,增加排水设备的容量,造成不必要的;太小:围堰围护的基坑面积过小,会妨碍永久性建筑物的正常施工,影响工期,有可能造成泄水不畅,冲刷围堰及其基础,影响永久性建筑物施工不大不小的要求:围堰背水坡坡脚距永久性建筑物基坑开挖轮廓线不宜小于(大于等于)10m不大不小的要求:当纵向围堰不作为永久性建筑物的一部分时,基坑纵向坡坡趾距永久性建筑物轮廓距离一般只留 0.40.6m 的距离采用围堰法导流时,上下游横向围堰一般与河床中心线垂直采用围堰法导流时,围堰尽量与河床中心线2.土石围堰填筑材料选择按填筑材料可分为:均质土围堰土石混合围堰;按堰体防渗体可分为:斜墙围堰心墙围堰等注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播填筑材料应符合的要求:(1)均质土围堰填筑材料渗透系数不宜大于 110-4cm/s(2021(1)考点);防渗体土料渗透系数不宜大于 110-5cm/s(2022(1)案例)(2)心墙或斜墙土石围堰堰壳填筑料渗透系数(不)宜大于 110-3cm/s(2024 版教材,P60+31,重复)(3)围堰堆石体(不宜)采用软化系数值0.7 的石料(太累了,不就是“小于”吗!)(4)反滤料和过渡层料宜优先选用满足级配要求的天然砂砾石料例题:2021(1)-4.均质土围堰填筑材料渗透系数不宜大于()A.110-2(cm/s)B.110-3(cm/s)C.110-4(cm/s)D.110-5(cm/s)答案:C解析:(1)均质土围堰填筑材料渗透系数不宜大于 110-4cm/s;防渗体土料渗透系数不宜大于 110-5cm/s(2)心墙或斜墙土石围堰堰壳填筑料渗透系数不宜大于 110-3cm/s3.围堰的接头和防冲接头施工土石围堰与的接头:主要通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法,以延长塑性防渗体的接触范围,防止集中绕渗破坏土石围堰与的接头:通常采用刺墙形式插入土石围堰的塑性防渗体中,并将接头的防渗体断面扩大,以保证在任一高程处均能满足渗径长度要求,也可以利用土工膜进行横向围堰与纵向围堰防渗搭接注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播3.围堰的接头和防冲防冲处理围堰为什么要的防冲:围堰上下游转角处由于流态发生剧烈改变,从而会淘刷堰脚及基础围堰的防冲是指为防止局部淘刷导致围堰溃决等后果而采取的保护措施防冲具体措施:一般采用抛石护底铅丝笼护底柴排护底等措施在围堰转角处设置,也可以解决冲刷问题(都是“替死鬼”原理)4.围堰防渗覆盖层防渗处理(1)略./(2)略./(3)在满足渗透稳定的条件下,位于上的低水头围堰,可采用铺盖或悬挂式防渗形式(4)卵石和漂石含量多的地层,采用钢板桩4.围堰防渗防渗材料(1)在挡水水头不超过 35m 时宜优先选用土工膜(2)当地土料储量丰富,满足防渗要求,且开采条件较好时,可用做围堰防渗体材料(3)采用铺盖防渗时,堰基覆盖层渗透系数与铺盖土料渗透系数的宜大于 50,铺盖土料宜小于 110-4cm/s,铺盖厚度2m(比值要大系数要小厚度要大)(一个萝卜一个坑的选择题)5.土石过水围堰的防护内容略./6.围堰稳定及堰顶高程详见本书 8.2.1强制性标准“水利水电工程施工组织设计规范SL 3032017”相关条款8.2.1强制性标准(2024 版教材,P190)6.围堰稳定及堰顶高程围堰稳定土石围堰边坡稳定安全土石围堰边坡稳定安全系数应满足表的规定注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播(2018(2)2018(1)考点2019(1)2021(2B)案例)土石围堰边坡稳定安全系数围堰级别计算方法瑞典圆弧法筒化毕肖普法3 级1.201.304 级、5 级1.051.15例题:2018(1)-6.某 5 级均质土石围堰,采用简化毕肖普法验算其边坡稳定时,按 水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2017)规定,其边坡稳定安全系数应不小于()A.1.05B.1.15C.1.20D.1.30答案:B解析:6.围堰稳定及堰顶高程围堰稳定重力式混凝土围堰采用(抗剪断公式)计算时,安全系数 K应3.0,采用(抗剪断公式)计算时,排水失效时,安全系数 K应2.5;采用(抗剪强度公式)计算时,安全系数 K 应1.05例题:(模拟题)重力式混凝土围堰采用抗剪断公式,安全系数 K应()A.不小于 3.0B.不大于 3.0C.不小于 1.05D.不大于 1.05答案:A解析:采用(抗剪断公式)计算时,安全系数 K应3.0,排水失效时,安全系数 K应2.5;采用(抗剪强度公式)计算时,安全系数 K 应1.056.围堰稳定及堰顶高程围堰高程堰顶高程:(不过水围堰)堰顶高程不低于设计洪水的与及堰顶之和,其堰顶安全加高不低于表中的数值(2012(2)2017(2)考点)(2020(2)2021(2B)案例)(2014(1)2022(1)案例)注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播不过水围堰的安全超高下限值（m）围堰形式围堰级别34、5土石围堰0.70.5混凝土围堰、浆砌石围堰0.40.3例题 1:2017(2)-25.计算土围堰的堰顶高程,应考虑的因素包括()A.河道宽度B.施工期水位C.围堰结构型式D.波浪爬高E.安全超高答案:BDE解析:(不过水围堰)堰顶高程不低于设计洪水的静水位与波浪高度及堰顶安全加高值之和,其堰顶安全加高不低于表中的数值6.围堰稳定及堰顶高程围堰高程防渗体高程:土石围堰(防渗体顶部)在设计洪水静水位以上的加高值:斜墙式防渗体为 0.60.8m;心墙式防渗体为 0.30.6m(2014(2)考点2021(2B)案例)例题:2014(2)-9.不过水土石围堰防渗体顶部高程应不低于()A.设计洪水静水位B.设计洪水静水位与波浪高度之和C.设计洪水静水位与安全加高值之和D.设计洪水静水位与波浪高度及安全加高值之和答案:C解析:土石围堰(防渗体顶部)在设计洪水静水位以上的加高值:斜墙式防渗体为 0.60.8m;心墙式防渗体为0.30.6m小结:一看尽长安花(1/2)1.围堰的平面布置【无】2.土石围堰填筑材料选择【21】【案例】【22】3.围堰的接头和防冲【无】4.围堰防渗【无】5.土石过水围堰的防护【无】注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播小结:一看尽长安花(2/2)6.围堰稳定及堰顶高程(土稳定)【18模101118】【案例】【1921】6.围堰稳定及堰顶高程(砼稳定)【模】6.围堰稳定及堰顶高程(堰顶)【1217】【案例】【07091419222021】6.围堰稳定及堰顶高程(防渗体)【14模】【案例】【21】2 2.2 2.3 3基基坑坑排排水水技技术术2.1施工导流与截流2.1.1施工导流标准()2.1.2施工导流方式()2.1.3截流方法()2.2导流建筑物及基坑排水2.2.1围堰的类型()2.2.2围堰布置与设计()2.2.3基坑排水技术()2.2.4导流泄水建筑物()考情分析:单选题:2007(1);多选题:2016(1),2017(1);案例题:2020(1)一二建教材重复程度:0%教材内容:1.初期排水2.经常性排水注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播导入:1.初期排水1.初期排水1)排水量的组成及计算初排目的:排除“围堰水”,创造干地施工条件初排组成(定性):基坑积水堰体和堰基的渗水降雨汇水初排水量组成(定量):围堰闭气后的基坑积水量抽水过程中围堰及地基渗水量堰身及基坑覆盖层中的含水量,可能的降水量等(2017(1)考点)(2018(2)2020(1)案例)初期排水定性定量基坑积水基坑积水量堰体和堰基的渗水围堰及地基渗水量覆盖层中的含水量降雨汇水可能的降水量例题:2017(1)-23.围堰合龙闭气后,基坑初期排水总量包括()等A.基坑积水量B.施工弃水量C.可能的降水量D.堰身含水量E.围堰渗水量答案:ACDE注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播解析:初期排水总量(定量):围堰闭气后的基坑积水量抽水过程中围堰及地基渗水量堰身及基坑覆盖层中的含水量,以及可能的降水量等1.初期排水1)排水量的组成及计算根据地质情况工程等级工期长短及施工条件,参考下式计算:Q=V/T式中:Q初期排水流量(m3/s);V基坑的积水体积(m3);T初期排水时间(s);经验系数,主要与围堰种类防渗措施地基情况排水时间等因素有关,一般取=36当覆盖层较厚渗透系数较大时取上限(工作效率=工作总量/工作时间)1.初期排水2)水位降落速度及排水时间排水速度的危害:渗透压力大,造成边坡失稳产生塌坡事故为了避免基坑边坡因渗透压力过大,造成边坡失稳产生塌坡事故,在确定基坑初期抽水强度时,应根据不同围堰形式对渗透稳定的要求确定基坑水位下降速度(2014(1)2014(2)2018(2)2020(1)案例)水位降落:开始排水降速以 0.50.8m/d 为宜,接近排干时可允许达 1.0-1.5m/d排水:一般情况下,大型基坑可采用 57d(75d),中型基坑可采用 35d(53d)(中 5 大 7,24 版教材,P62+404)2.经常性排水“经排”主要是排“基坑水”,不是“围堰水”了经常性排水的水怎么来的:基坑积水排干后,围堰内外的水位差增大,此时相应增大基坑已开始施工,在施工过程中还有不少积蓄在基坑内,需要不停地排除在施工期内,还会遇到,当降雨量较大且历时较长时,其水量也是不可低估的经常性排水量计算:计算围堰和地基在设计水头的渗流量覆盖层中的含水量排水时降水量施工弃水量(2016(1)考点)有你没我:降水量按抽水时段最大日降水量在当天抽干计算;施工弃水量与降水量叠加注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播例题:2016(1)-23.围堰基坑经常性排水包括()A.堰身渗水B.覆盖层含水C.施工弃水D.基坑积水E.排水期间降水答案:ABCE解析:经常性排水量计算:计算围堰和地基在设计水头的渗流量覆盖层中的含水量排水时降水量施工弃水量小结:一看尽长安花1.初期排水【17】【案例】【142018】2.经常性排水【16】2 2.2 2.4 4导导流流泄泄水水建建筑筑物物2.1施工导流与截流2.1.1施工导流标准()2.1.2施工导流方式()2.1.3截流方法()2.2导流建筑物及基坑排水2.2.1围堰的类型()2.2.2围堰布置与设计()2.2.3基坑排水技术()2.2.4导流泄水建筑物()考情分析:单选题:无;多选题:无;案例题:无一二建教材重复程度:100%教材内容:0.前言1.导流明渠2.导流隧洞3.导流底孔4.坝体预留缺口注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播导入:0.前言导流泄水建筑物包括:导流明渠导流隧洞导流涵管导流底孔坝体预留缺口临时建筑物和部分利用的永久泄水建筑物1.导流明渠导流明渠布置应符合下列规定:(1)泄量大,工程量小,宜优先考虑与永久建筑物结合(2)弯道少,宜避开滑坡崩塌体及高边坡开挖区(3)应便于布置进入基坑交通道路(4)进出口与围堰接头应满足堰基防冲要求(5)弯道半径3 倍明渠底宽,进出口轴线与河道主流方向的夹角30,避免泄洪时对上下游沿岸及施工设施产生冲刷注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播2.导流隧洞导流隧洞弯曲半径5 倍洞径(或洞宽),转角60,且应在弯段首尾设置直线段,其长度不宜小于 5 倍洞径(或洞宽)高流速有压隧洞弯曲半径和转角宜通过试验确定3.导流底孔(略.)导流底孔布置应遵循下列原则:(1)宜布置在近河道主流位置(2)宜与永久泄水建筑物结合布置(3)坝内导流底孔宽度不宜超过该坝段宽度的一半,并宜骑缝布置(4)应考虑下闸和封堵施工方便导流底孔设置数量尺寸和高程应满足导截流坝体度汛下闸蓄水下游供水生态流量和排冰等要求导流底孔与永久建筑物结合布置时,应同时满足永久和施工期运行要求4.坝体预留缺口坝体泄洪缺口宜设在河床部位,避免下泄水流冲刷岸坡高坝设置缺口泄洪时应妥善解决缺口形态水流流态下游防冲及过流振动过流面混凝土防裂等问题,并通过水工模型试验验证利用未形成溢流面的坝段泄流,可经水工模型试验确定空蚀指数当空蚀指数0.3 时,应采取掺气措施坝面负压值注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播例题:(模拟题)关于导流泄水建筑物,下列说法正确的是()A.导流明渠的弯道半径不宜大于 3 倍明渠底宽B.导流明渠的进出口轴线与河道主流方向的夹角宜小于 30C.导流隧洞的弯曲半径不宜小于 3 倍洞径D.导流隧洞的转角宜大于 60答案:BA(),模拟题,导流明渠的弯道半径(不宜小于 3 倍)明渠底宽;B(),模拟题;C(),模拟题,导流隧洞的弯曲半径(不宜小于 5 倍)洞径;D(),模拟题,导流隧洞的转角(不宜大于 60)小结:一看尽长安花1.导流明渠【无】2.导流隧洞【无】3.导流底孔【无】4.坝体预留缺口【无】注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播