束窄河床导流方法

专利名称：束窄河床导流方法
技术领域：
本发明涉及一种水利工程河川整治导流，尤其是分期导流施工程序初期没有建成泄水建筑物以前，建造使用包含有永久建筑物或其局部，作为“兼职围堰”部分在内的导流围堰的束窄河床导流方法。
公知，一般在河川上兴建水利工程务必控制水流即导流，广泛使用分期导流方式。上述施工程序初期，指没有建成泄水建筑物以前的束窄河床导流阶段，称为“一期”或还包括“二期”、“三期”等之类不规范的名称，其相应的挡水时段可以跨枯水期和洪水期。在束窄河床导流阶段，通常规范建造使用“专用”或“专职的”辅助临时性的导流围堰挡水围护基坑施工，让被导流围堰所束窄的河床泄水。
一般先有技术传统使用的束窄河床导流方法设计建造导流建筑物利用率低，导致工程造价不必要增高，影响工程效益发挥。主要原因在于建造使用“专用”或“专职”的本质属于仅“一次性”使用且造价又高的临时性坝工导流围堰，带来很大的局限性(对比文件1，第15至18和98至107页；对比文件2，第2至4、10至14、40至44、48至52和55至59页；对比文件3)特别表现如下1.施工程序初期束窄河床导流阶段使用枯水期挡水时段传统常用的低水头围堰方法时，虽然相对其导流工程量较小，相应导流费用有限，难度不大而易于建筑围堰，但是开工后第一个汛期到来前夕，往往基坑施工主要建筑物高程进度尚在汛期水位以下，对于不能在第一个枯水期将主体工程抢出水面的导流建筑物，易于导致过水淹没基坑而无法保证汛期或全年连续施工甚至完全停工，使工期延长，工程造价增高和受益推迟。
2.施工程序初期束窄河床导流阶段使用汛期挡水时段或全年挡水时段传统常用的高水头围堰方法时，虽然有利施工基坑汛期或全年连续施工，加快工程进度，但是导流工程量大，相应导流费用高昂，难度大而不易建造围堰，不易保证质量和安全。
本发明的目的是，针对先有技术存在上述问题，提出一种改进的束窄河床导流方法，既能显著降低施工程序初期没有建成泄水建筑物前的束窄河床导流阶段，特别是汛期或全年挡水时段导流费用，又能按汛期或全年挡水时段比较经济和安全可靠地建筑使用高水头围堰，有利施工基坑汛期或全年连续施工，加快工程进度，缩短工期，提前工程受益。
本发明是这样实现的一种束窄河床导流方法，可以参考普通规范(如参考文件1，第9至10页；参考文件3，第98至101页)，按分期导流设计施工河床分段和施工程序分期分阶段，按施工程序初期束窄河床导流阶段或汛期挡水时段或全年挡水阶段，确定施工基坑位置，布置和建造相应的导流围堰，包括纵向围堰和上、下游围堰，在没有建成泄水建筑物以前，所建导流围堰至少部分包含有被作为“兼职围堰”部分的以下一种或者几种永久建筑物或其局部导墙或导流墙或导水墙或导流墩或中墩或挑流墩、边墙或边墩或挡土墙、导沙坎或拦沙坎、砼坝体或其部分、土石坝体或其部分、浆砌条石或块石建筑物。
(注意上述所列词语可能还有很多同义词没有尽所列出)。
在相应施工的水利枢纽主要建筑物布置图中或在其施工总布置图中或在施工场地中，布置导流围堰，使其定位轴线至少部分经过或相连接于待建而属于被作为“兼职围堰”部分的永久建筑物或其局部所在部位。
布置纵向围堰或其定位轴线后的河床束窄系数，应与施工强度平衡要求一致。考虑到本发明中采用包含有“兼职围堰”部分的相关永久建筑物或其局部的导流围堰，有可能或多或少增加该阶段的施工强度，河床束窄系数必要时(例如用于汛期或洪水期连续施工的基坑挡水导流工程时)，可以低于普通规范取较小值，例如小于40％。
由于适合分期导流施工的河川水利工程河床区域特征表现河床(河槽)宽，流量大，根据规范设计汛期或全年挡水时段的导流流量及相应的河面宽度，分别是枯水时段同地河段实际流量及相应河面实际宽度的许多倍，枯水时段施工场地岸滩干地开阔，这就使得实施本发明束窄河床导流方法，即使建造汛期或全年挡水导流围堰时，仍不担心施工强度因“兼职围堰”部分同建而有限上升及施工组织难度有所增加。且因为相对按汛期挡水时段取较小河床束窄系数，在枯水季节实施本发明建造含有“兼职围堰”部分在内的导流围堰的部位或施工基坑，实际往往座落在岸滩干地上，即使最差情况也就仅仅可能有限部分座落在浅水区，建造围堰方便，基本上对枯水期河面没有实际或没有明显束窄。实施本发明条件充分，完全可以争取第一个枯水期将本发明在此所述的导流围堰抢出水面。
本发明采用的导流围堰的建造办法是，在水利工程施工分期导流的施工程序初期开工后之第一个枯水期内且没有建成泄水建筑物以前，把导流围堰布置定位轴线所经过或相连的待建而属于被作为“兼职围堰”部分的永久建筑物或其局部，调动提前投入分期导流施工程序初期束窄河床导流阶段，按其原设计依据的永久建筑物级别标准，早于不作本阶段“兼职围堰”部分的其它永久建筑物，而被首先建成参与本阶段导流工程，使包含“兼职围堰”部分在内的导流围堰各部分高程，按给定档水时段或汛期挡水时段或全年挡水时段，汛前上升到相应所需要的挡水高程。此挡水时段如定在汛期或全年时段，则此时的导流围堰总体各部分高程，汛前必须上升到相应所需的挡洪高程。此时采用的导流围堰就是包含“兼职围堰”部分在内的高水头围堰，用以束窄河床导流，能够维护施工基坑汛期成全年连续施工。
如果建造上述导流围堰所包含的“兼职围堰”部分之永久建筑物或其局部，其原始设计结构达不到上述导流围堰汛前所需要的相应高程，则应按工程具体条件情况，采取一些辅助性变通措施，如沙袋、土袋和木笼等，将其加高到所需要的高程。
本发明的有益效果是，克服了传统的如此技术偏见——认为分期导流施工程序初期，在没有建成泄水建筑物前，没有现存永久建筑物或其局部可供束窄河床导流阶段特别是汛期挡水或全年挡水，仅能建造相应“专用”或“专职”的导流围堰挡水。本发明把部分原设计的待建的合适的永久建筑物或其局部，作为“兼职围堰”部分及早首先建成投入本阶段导流工程，组合建造汛期或全年挡水导流围堰，此“兼职围堰”部分并不算计导流费用，而且其所依据的原设计永久建筑物级别标准结构质量等级远高于传统常用的“专用”或”专职”的“一次性”的导流围堰辅助临时性坝工级别标准结构质量等级，所以本发明不仅简化导流工程，节省导流费用，而且本发明适合在该束窄河床导流阶段比较经济和安全地建造和使用高水头围堰，有利汛期或全年挡水连续施工，加快工程进度。本发明取得意料不到的有益效果。


图1是本发明实施例及相关水利枢纽主要建筑物布置示意图。
图中1.厂房 2.尾水渠 3.拦河闸出口右边墙(从左自右第九号闸孔边墙) 4.冲沙闸5.左非溢流坝 6.左岸公路 7.拦河闸 8.导沙坎(拦沙坎或厂房渐变段) 9.取水导墙(导流墩) 10.右非溢流坝 11.右岸被图中箭头表示河道水流方向；箭头两侧邻近的细波浪线表示枯水季节天然河道过流江面轮廓；单点划线及结合邻近字母KLMHIJ表示原初设分期导流施工程序初期束窄河床阶段的导流围堰及其布置定位轴线，KL段和MHIJ段分别表示上、下游土石围堰，LM表示浆砌条石纵向围堰；双点划线及结合邻近字母GC和FH表示本发明采用之部分导流围堰及其定位轴线，GC段表示实施例二之上游围堰及其定位轴线；字母ABCDEF分别表示与此字母相邻近的永久建筑物部位或实施例一“兼职围堰”部分。
本发明广泛适用于分期导流水利工程施工，实现本发明最好的方式，是在河床式水利工程分期导流施工程序初期没有建成泄水建筑物前，特别是导流建筑物不能在第一个枯水期将主体工程抢出水面时，首先建造使用含有合适的永久建筑物或其局部作为“兼职围堰”部分的全年挡水高水头围堰，进行束窄河床导流，保证施工基坑全年连续施工、工程效益最大。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一初设一项河床式水利工程，其水利枢纽主要建筑物平面布置如图1示意。初设施工组织方案采用分期导流施工，施工导流标准采用十年一遇，导流时段为11月至翌年5月，导流设计流量为Q＝2180m3/s，施工河床分两段，施工程序分三期，第一、二期为施工程序初期束窄河床导流阶段，还没有建成泄水建筑物可供导流使用，因此初设建造“专用”或“专职”的导流围堰，其定位轴线走向如图1中单点划线KLMHIJ所示意，围护右岸施工基坑，包容右非溢流坝10、取水导墙9、厂房1和拦河闸7右六孔等，纵向围堰轴线在此初设实为冬季导流时段分切河床处，束窄河床系数33％，上游土石围堰KL段高程508.63米，下游土石围堰MHIJ段高程507.22米，浆砌条石纵向围堰LM之上游L端高程508.63米，下游M端高程507.22米。
由上可见，初设施工组织设计方案导流围堰，是仅能在枯水期挡水且不能在第一个枯水期将主体工程抢出水面的低水围堰。
由于基坑内施工主要建筑物的高程进度，到6月汛前实际还在汛期水位以下，因此受限于基坑过水淹没而使工程汛期中断停工，直到下个枯水季节来临，自然工期损失大，恢复施工而又面临已建围堰被冲毁报废，必须再度重建，基坑清淤和设备搬迁住返等。此传统常用的束窄河床导流方法损失代价高昂。
对此，为降低导流费用和保证汛期拦洪围护基坑可靠全年连续施工，本发明对上述初设施工组织设计方案改进如下把导流围堰布置定位轴线经过被字母ABCDEF所示意的近邻的待建的永久建筑物拦河闸出口右边墙3、导沙坎8、取水导墙9和右非溢流坝10或其临时断面坝体部分，作为“兼职围堰”部分，在分期导流施工程序初期开工后之第一个枯水期内且没有建成泄水建筑物以前，调动提前投入分期导流施工程序初期束窄河床导流阶段，按其原设计依据的永久建筑物级别标准，早于不作本阶段“兼职围堰”部分的其它永久建筑物而在汛前被首先建成参与本阶段或汛期挡水时段或全年挡水时段导流工程，使包含有“兼职围堰”部分在内的导流围堰(用字母组合ABCDEFHIJ示意)各部分高程，按全年挡水时段十年一遇的导流流量标准Q＝10000m3/s，6月汛前上升到相应所需要的挡水高程， 即作为“兼职围堰”部分的(字母组合ABCDE所示意近邻)永久建筑物应达到(或被加高达到)515.50米，兼职纵向围堰EF下半段及下游围堰FHIJ段应达到513.7米。此改进方案河床束窄系数，在汛期导流时段约为20％，这样实际枯水期施工部位或基坑，在岸滩干地或在有限的低水头围堰围护的浅水区，没有或不明显束窄河流，完全有把握第一个枯水期将包含有作为“兼职围堰”部分的永久建筑物或其局部在内的用于本阶段或汛期或全年挡水的高水头围堰抢出水面，以利汛期或全年围护右岸基坑常年连续施工，加快工程进度，极大简化导流工程，大量节省建造比较安全可靠的高质量的高水头围堰费用。
实施例二比较实施例一，仅将其中作为“兼职围堰”部分的.字母AB段示意近邻的右非溢流坝10或其临时断面坝体，用图1中上游围堰GC取代之，其他构成及要求同实施例一，建造本阶段全年挡水围堰围护右岸基坑施工，主要效果同实施例一，仅在施工程序初期可以利用右非溢流坝10上游前面区域用作辅助临时性施工用地。
注释本发明并不限于上述两个实施例，其权利要求和公开技术对所有符合所述条件的分期导流水利工程施工均适用。
对比文件1，参考文件1《水利水电施工组织管理与系统分析》，武汉水利电力学院左兼金 主编，水利电力出版社1986年6月第1版。
对比文件2，参考文件2 水利水电工程施工导流图集》成都科技大学《水利水电施工导流图集》编写组 水利电力出版社1982年6月第1版。
参考文件3《水利水电施工技术规范汇编》续编上卷，水利部建设司编，主编 刘松深水利电力出版社1995年1月第1版。
对比文件3漕渔滩电站工程文件 施工总进度表，通号54，90.3.27；第一段、二期导流平面布置图，通号55，90.3.10；第二段三期导流平面布置图，通号56，90.3.10.
四川省水利水电勘测设计院乐山市水利电力建筑勘测设计院
权利要求
1.一种束窄河床导流方法，按分期导流设计施工河床分段和施工程序分期分阶段，按施工程序初期束窄河床导流阶段或汛期挡水时段或全年挡水时段，确定施工基坑位置，布置和建造相应的导流围堰，包括纵向围堰和上、下游围堰，其特征是在没有建成泄水建筑物以前，所建导流围堰至少部分包含有被作为“兼职围堰”部分的以下一种或者几种永久建筑物或其局部导墙或导流墙或导水墙或导流墩或中墩或挑流墩、边墙或边墩或档土墙、导沙坎或拦沙坎、砼坝体或其部分、土石坝体或其部分、浆砌条石或块石建筑物。
2.根据权利要求1所述的束窄河床导流方法，其特征是在相关施工的水利枢纽主要建筑物布置图中或在其施工总布置图中或在施工场地中，布置导流围堰，使其定位轴线至少部分经过或相连接于待建而属于被作为“兼职围堰”部分的永久建筑物或其局部所在部位。
3.根据权利要求2所述的束窄河床导流方法，其特征是布置纵向围堰或其定位轴线后的河床束窄系数小于40％。
4.根据权利要求3所述的束窄河床导流方法，其特征是布置导流围堰使其定位轴线走向所围护的施工基坑至少包含有待建水利枢纽厂房所在部位。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的束窄河床导流方法，其特征是在水利工程施工分期导流之施工程序初期开工后之第一个枯水期内且没有建成泄水建筑物以前，把导流围堰布置定位轴线所经过或相连接的待建而属于被作为“兼职围堰”部分的永久建筑物或其局部，调动提前投入分期导流施工程序初期束窄河床导流阶段，按其原设计依据的永久建筑物级别标准，早于不作本阶段“兼职围堰”部分的其它永久建筑物，而被首先建成参与本阶段导流工程，使包含“兼职围堰”部分在内的导流围堰各部分高程，按给定挡水时段或汛期挡水时段或全年挡水时段，汛前上升到相应所需要的挡水高程。
全文摘要
本发明提供一种水利工程河川整治导流领域中分期导流方式之束窄河床导流方法，解决降低导流工程费用，保证施工基坑汛期或全年能够安全持续施工问题；主要技术特征是在分期导流施工程序初期束窄河床导流阶段，没有建成泄水建筑物前，选择组织水利枢纽某些待建的合适的永久建筑物或其局部，作为“兼职围堰”部分，尽早提前建成，直接参与本阶段导流工程；主要用途分期导流水利工程或水利水电工程施工和施工组织设计。
文档编号E02B5/00GK1148121SQ9610882
公开日1997年4月23日 申请日期1996年6月29日 优先权日1996年6月29日
发明者赵维华 申请人:赵维华