二級(jí)造價(jià)工程師水利工程必備知識(shí)—導(dǎo)流建筑物
二級(jí)造價(jià)工程師不管是在考試還是日常工作中會(huì)經(jīng)常遇到一些關(guān)于導(dǎo)流建筑物的相關(guān)問題,那么導(dǎo)流建筑物是什么呢?導(dǎo)流建筑物是指在施工期間,用來暫時(shí)改變水體流向或控制水流以便施工進(jìn)行的一系列構(gòu)筑物。它們對(duì)于確保施工現(xiàn)場的干燥和安全至關(guān)重要,尤其是在涉及河流、湖泊、水庫和潮汐水域等的水利和水電工程中。導(dǎo)流擋水建筑物主要是圍堰。導(dǎo)流泄水建筑物包括導(dǎo)流明渠、導(dǎo)流隧洞、導(dǎo)流涵管、導(dǎo)流底孔等臨時(shí)建筑物和部分利用的永久泄水建筑物。
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(一)圍堰
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1、圍堰的類型
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圍堰可分為土石圍堰、混凝土圍堰、鋼板樁圍堰等。
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(1)土石圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?,?duì)地基適應(yīng)性強(qiáng),施工工藝簡單,應(yīng)優(yōu)先采用。
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(2)混凝土圍堰宜優(yōu)先選用重力式碾壓混凝土結(jié)構(gòu)。河谷狹窄且地質(zhì)條件良好的堰址可采用混凝土拱圍堰。
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(3)裝配式鋼板樁格形圍堰適用于在巖石地基或混凝土基座上建造,其最大擋水水頭不宜大于30m;打入式鋼板樁圍堰適用于細(xì)砂礫石層地基,其最大擋水水頭不宜大于20m。
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2、圍堰的作用
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(1)滿足圍護(hù)建筑物的施工要求,使其能在干地上施工。
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(2)保證已建完的主體建筑物通電調(diào)試且共同擋水,并使未完施工安全進(jìn)行。
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(3)與永久建筑物相結(jié)合,成為永久建筑物的一部分。(混凝土圍堰)
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3、圍堰的基本形式及構(gòu)造
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(1)土石圍堰
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土石圍堰的防滲結(jié)構(gòu)形式有斜墻式、斜墻帶水平鋪蓋式、垂直防滲墻式及灌漿帷幕式。
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(2)混凝土圍堰
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混凝土圍堰采用常態(tài)混凝土或碾壓混凝土建筑而成,宜建在巖石地基上。用混凝土澆筑的縱向圍堰可以兩面擋水,可與永久建筑物相結(jié)合作為壩體或閘室體的一部分。
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(3)草木圍堰
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草土圍堰特點(diǎn)是可就地取材,結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,防滲性能好,適應(yīng)能力強(qiáng),便于拆除,造價(jià)低。但草土圍堰不能承受較大的水頭。
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(4)木籠圍堰
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木籠圍堰是由圓木或方木疊成的多層框架、填充石料組成的擋水建筑物。
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(5)竹籠圍堰
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竹籠圍堰是用內(nèi)填塊石的竹籠堆疊而成的擋水建筑物,在迎水面一般用木板、混凝土面板或填黏土阻水。
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(6)鋼板樁格型圍堰
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鋼板樁格形圍堰是由一系列彼此相連的格體形成外殼,然后在內(nèi)填以土料或砂料構(gòu)成。擋水高度小于15~18m,可作過水圍堰用。
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4、圍堰堰頂高程的確定
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(1)橫向圍堰
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上游圍堰堰頂高程=上游水位高程+波浪爬高+安全超高=下游水位高程+上下游水位差+波浪爬高+安全超高。
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安全超高:不過水圍堰按規(guī)定選擇,過水圍堰不予考慮。
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(2)縱向圍堰
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通常做成階梯狀或傾斜狀,其上游部分與上游圍堰同高,其下游部分與下游圍堰同高。
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5、圍堰施工
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(1)土石圍堰的施工
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圍堰的施工有水上、水下兩部分。水上部分的施工采用分層填筑,碾壓施工,并適時(shí)安排防滲墻施工;水下部分的施工,土料、石渣、堆石體的填筑可采用進(jìn)占法,也可采用各種駁船拋填水下材料。土石圍堰與岸坡的接頭,主要通過擴(kuò)大接觸面和嵌入岸坡的方法,以延長塑性防滲體的接觸范圍,防止集中繞滲破壞。圍堰拆除一般是在使用期的最后一個(gè)汛期過后,隨上游水位的下降,逐層拆除圍堰背水坡和水上部分。
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(2)混凝土圍堰的施工
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混凝土圍堰多為重力式。狹窄河床的上游圍堰,在堰肩地質(zhì)條件允許的情況下,也可采用拱形結(jié)構(gòu)?;炷羾咭话阈柙诘屯潦瘒弑Wo(hù)下干地施工,但也可創(chuàng)造條件在水下澆筑混凝上或預(yù)填骨料灌漿。混凝土圍堰的拆除,一般只能用爆破法拆除,必須注意使主體建筑物或其他設(shè)施不受爆破危害。
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(3)鋼板樁格形圍堰施工
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鋼板樁格形圍堰的修建和拆除機(jī)械化程度高,鋼板樁回收可達(dá)70%。鋼板樁圍堰的拆除:工程完工后,基坑充水使圍堰的兩側(cè)水位平衡,圍堰內(nèi)的砂礫料分層挖除,拆除鋼拉桿和圍檁,用振動(dòng)錘拔除鋼板樁。
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(二)導(dǎo)流泄水建筑物
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1、導(dǎo)流隧洞
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導(dǎo)流隧洞彎曲半徑以大于5倍洞寬為宜;隧洞進(jìn)出口應(yīng)與上下游銜接,與主河道的交角以30°為宜;隧洞進(jìn)出口與上下游圍堰之間的距離以大于50m為宜。
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2、導(dǎo)流明渠(槽)
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導(dǎo)流明渠轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于5倍渠底寬度;明渠進(jìn)出口應(yīng)與上下游銜接,與河道主流的交角以30°為宜;明渠進(jìn)出口與上下游圍堰之間的距離在50~100m為宜。
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3、導(dǎo)流涵管
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導(dǎo)流涵管是事先在河灘或河床上建造的穿過上下游堰而后埋在壩內(nèi)的涵管。一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
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4、導(dǎo)流底孔
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導(dǎo)流底孔宜布置在近河道主流位置,宜與永久泄水建筑物結(jié)合;壩內(nèi)導(dǎo)流底孔寬度不宜超過該壩段寬度的一半,宜騎縫布置;應(yīng)考慮下閘和封堵施工方便。
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5、壩體預(yù)留缺口
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混凝土重力壩、拱壩等實(shí)體結(jié)構(gòu)在施工過程中,為了防止河水暴漲暴落,可預(yù)留壩體缺口與其他導(dǎo)流設(shè)施共同泄流。
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(三)基坑排水
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基坑排水有初期排水和經(jīng)常性排水。
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1、初期排水
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圍堰合龍閉氣之后,為使主體工程能在干地施工,必須首先排除基坑積水、堰體和堰基的滲水、降雨匯水等,稱為初期排水。
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(1)初期排水量
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1)基坑積水
2)圍堰堰體滲水
3)地基滲水
4)圍堰接頭漏水
5)降雨匯總
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(2)水位下降速度及排水時(shí)間
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土質(zhì)圍堰或覆蓋層邊坡,開始排水降速以0.5~0.8m/d為宜,接近排干時(shí)可允許達(dá)1.0~1.5m/d。排水時(shí)間,一般大型基坑為5~7d,中型基坑為3~5d。
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2、經(jīng)常性排水
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經(jīng)常性排水應(yīng)分別計(jì)算圍堰和地基在設(shè)計(jì)水頭的滲流量、覆蓋層中的含水量、排水時(shí)降水量及施工棄水量。施工棄水量與降水量不應(yīng)疊加。
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二級(jí)造價(jià)工程師們要注意,導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)和建造需要考慮到多種因素,如施工期間的最大洪水流量、河床條件、環(huán)境保護(hù)和施工技術(shù)要求等。為確保施工安全和效率,這些構(gòu)筑物必須經(jīng)過精心設(shè)計(jì),并使用適當(dāng)?shù)牟牧虾褪┕し椒ńㄔ臁?dǎo)流建筑物在施工結(jié)束后通常會(huì)被拆除或改造,以恢復(fù)水體原有的流態(tài)和生態(tài)環(huán)境。