河道截流及流水中筑壩技術(shù)

前言

　　在江河上修建攔河大壩、水力發(fā)電廠房、通航船閘等永久水工建筑物，通常先修圍堰以圍護永久水工建筑物在干地條件下正常施工。圍堰是在流水中修筑的擋水壩，一般為臨時建筑物。在流水中修筑圍堰，關(guān)鍵性第一道工序是截斷河道水流迫使其從已建好的導(dǎo)流建筑物宣泄。河道截流后，可在靜水中填筑圍堰出水面，然后繼續(xù)后續(xù)施工直至完建。由于堰體下部在水中填筑，一般又不預(yù)先對堰基作清挖、處理，因而修筑圍堰有著不同于修建永久水工建筑物的技術(shù)特點。在大江大河上截流并建成圍堰，往往會面臨較大的技術(shù)難度?！　⌒轮袊闪⒁詠?，我國水利建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展。隨著大中型水利水電工程的建設(shè)，河道截流和圍堰的工程經(jīng)驗不斷積累，技術(shù)水平不斷提高。20世紀(jì)80年代和90年代，我國水利水電建設(shè)者成功地完成了水工建設(shè)史上兩次歷史性壯舉：1981年1月葛洲壩工程大江截流，實際流量為4800-4400m3／s，最終落差為3.23 m，采用先護底加糙用立堵法成功截流，并在一個枯水期內(nèi)建成高達50m的兩道混凝土防滲墻土石圍堰，標(biāo)志著我國大江大河流水中截流與筑壩技術(shù)已躋身國際先進行列；1997年11月三峽工程大江截流，實際流量為11600-8480m3／s，最大水深為60m，采用先平拋墊底用立堵法成功截流，并在一個枯水期內(nèi)建成高達82.5m的兩道塑性混凝土防滲墻土石圍堰，使我國河道截流與筑壩技術(shù)總體上躍進到了國際領(lǐng)先水平。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)長江水利委員會在長江三峽、葛洲壩兩大水利樞紐工程大江截流及圍堰設(shè)計、施工、運行實踐中取得的成功經(jīng)驗，并結(jié)合國內(nèi)外已建水利水電工程截流圍堰以及在河道流水中直接修筑土石壩設(shè)計、施工中遇到的技術(shù)問題，全面介紹有關(guān)設(shè)計施工方案比選、設(shè)計計算、科學(xué)試驗、原型監(jiān)測及施工技術(shù)措施等內(nèi)容。
　　本書內(nèi)容全面系統(tǒng)、實例豐富、資料翔實，特別適合于從事大中型水利水電工程設(shè)計、施工、監(jiān)理及工程項目業(yè)主單位的技術(shù)人員參考使用，是科研單位、高等院校有關(guān)專業(yè)科研人員、教師及研究生的重要參考資料。

作者簡介

　　鄭守仁，男，1940年生，安徽潁上人。1963年畢業(yè)于華東水利學(xué)院，中國工程院院士，國家有突出貢獻的中青年專家及國務(wù)院特殊津貼專家。1974-1986年，任長江水利委員會副總工程師兼葛洲壩工程設(shè)計代表處處長；1987-1993年，兼任長江水利委員會隔河巖工程設(shè)計代表處處長；1994年至今，任長江水利委員會總工程師。
　　鄭守仁幾十年長駐施工現(xiàn)場，帶領(lǐng)設(shè)計科研等技術(shù)人員，力克技術(shù)難關(guān)，取得了一系列創(chuàng)新成果。他先后負責(zé)烏江渡、葛洲壩導(dǎo)流截流設(shè)計、隔河巖現(xiàn)場全程設(shè)計，1994年起全面主持三峽工程設(shè)計工作；葛洲壩、三峽大江截流工程設(shè)計均獲國家優(yōu)秀設(shè)計金獎。作為第一負責(zé)人完成的三峽工程大江截流、明渠導(dǎo)流及通航和船閘等關(guān)鍵技術(shù)成果分獲國家科技進步一等獎1項（1999年）、二等獎2項（2004年、2005年）；同時還榮獲湖北省科技進步特等獎1項，一等獎4項。2004年獲何梁何利科學(xué)與技術(shù)進步獎，2005年獲湖北省科學(xué)技術(shù)突出貢獻獎。
　　楊文俊，男，1966年生，湖北應(yīng)城人，教授級高級工程師，博士生導(dǎo)師，新世紀(jì)百千萬人才工程國家級人選、水利部“5151人才工程”首批部級人選，湖北省優(yōu)秀科技工作者。1992年獲武漢水利電力學(xué)院碩士學(xué)位，2005年獲清華大學(xué)水利工程博士學(xué)位，2005-2006年加拿大Regina大學(xué)高級訪問學(xué)者?，F(xiàn)任水利部江湖治理與防洪重點實驗室副主任、長江水利委員會長江科學(xué)院副總工程師。
　　研究領(lǐng)域涉及水利工程施工導(dǎo)流截流關(guān)鍵技術(shù)、樞紐工程環(huán)境泥沙和生態(tài)水工等；曾參加國家“七五”、“八五”科技支撐和自然科學(xué)基金課題，完成三峽、水布埡、皂市等樞紐工程水力學(xué)專題和河床演變及其防洪減災(zāi)技術(shù)課題60余項，現(xiàn)負責(zé)“十一五”科技支撐課題和“973”項目專題各1項；在施工導(dǎo)流截流理論及施工通航等方面有所創(chuàng)新，成果曾獲國家科技進步一等獎（1999年）、二等獎（2004年）各l項，國家級工程設(shè)計金質(zhì)獎1項及省、部級科技進步特等獎、一等獎共4項，發(fā)表論文60余篇。

書籍目錄

總序
前言
第1章　綜述
1.1　河道截流與流水中筑壩
1.2　河道截流技術(shù)的發(fā)展
1.3　流水中筑壩技術(shù)的發(fā)展
第2章　河道截流的分流設(shè)施
2.1　束窄河床分流
2.1.1　壩址河床束窄程度
2.1.2　束窄河床水力學(xué)計算
2.2　永久建筑物設(shè)置臨時泄水設(shè)施分流
2.2.1　在混凝土壩體預(yù)留臨時缺口過流
2.2.2　混凝士壩體設(shè)置導(dǎo)流底孔
2.3　利用永久建筑物泄水設(shè)施分流
2.4　導(dǎo)流明渠分流
2.4.1　導(dǎo)流明渠線路選擇及布置
2.4.2　導(dǎo)流明渠的斷面形式
2.4.3　明渠泄流水力計算
2.5　導(dǎo)流隧洞分流
2.5.1　導(dǎo)流隧洞洞線選擇及布置
2.5.2　隧洞斷面形式及尺寸選擇
2.5.3　隧洞泄流能力計算
2.6　葛洲壩工程大江截流時二江泄水建筑物分流
2.6.1　泄水閘布置
2.6.2　上游導(dǎo)流渠布置及斷面形式
2.6.3　下游導(dǎo)流渠布置及斷面形式
2.6.4　截流期分流能力
2.6.5　大江截流分流實況分析驗證
2.7　三峽工程大江截流時明渠分流
2.7.1　明渠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
2.7.2　明渠布置
2.7.3　明渠斷面形式及通航航線研究
2.7.4　明渠防護結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.7.5　明渠通航水流條件及提高通航流量級的研究
2.7.6　大江截流期明渠分流實況分析驗證
2.7.7　二期導(dǎo)流明渠運行實況分析驗證
第3章　河道截流設(shè)計
3.1　截流時段與截流流量
3.1.1　截流時段選擇
3.1.2　截流流量選擇
3.1.3　對選擇截流時段及截流流量的分析評價
3.2　截流戧堤及龍口
3.2.1　截流戧堤布置
3.2.2　截流戧堤斷面形式
3.2.3　龍口位置
3.2.4　龍口寬度
3.3　截流方案
3.3.1　葛洲壩工程大江截流方案研究
3.3.2　葛洲壩工程大江截流方案選擇
’3.3.3　三峽工程大江截流方案選擇
3.4　截流水力計算
3.4.1　分流建筑物泄水能力計算
3.4.2　立堵截流水力計算
3.4.3　平堵截流水力計算
3.5　截流戧堤進占程序及拋投料
3.5.1　截流戧堤非龍口段進占程序及拋投料
3.5.2　截流戧堤龍口段進占程序及拋投料
第4章　河道截流若干重要技術(shù)問題的研究
4.1　河道截流設(shè)計方案的試驗論證
4.1.1　大江截流分流條件試驗研究
4.1.2　截流方案的試驗研究
4.1.3　龍口護底加糙方案試驗研究
4.2　有關(guān)截流水力學(xué)的基礎(chǔ)試驗研究
4.2.1　模型試驗相似律
4.2.2　關(guān)于流水中拋石穩(wěn)定機制的研究
4.2.3　關(guān)于雙戧堤截流的適用條件研究
4.2.4　單戧立堵截流水力學(xué)計算方法研究
4.3　龍口護底加糙措施的研究
4.3.1　龍口護底的作用
4.3.2　護底結(jié)構(gòu)形式比較
4.3.3　攔石坎護底結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.3.4　攔石坎護底施工
4.4　深水截流戧堤坍塌機制探討及其防范措施
4.4.1　深水截流戧堤堤頭坍塌現(xiàn)象
4.4.2　截流戧堤坍塌機制的理論探討
4.4.3　截流戧堤坍塌計算模型
4.4.4　堤頭坍塌的防范措施
4.5　龍口河床平拋墊底措施的研究
4.5.1　龍口河床平拋墊底的結(jié)構(gòu)布置
4.5.2　平拋墊底石碴料的漂移特性研究
4.5.3　龍口河床平拋墊底砂礫石料漂移特性研究
4.5.4　龍口河床平拋墊底實施情況及度汛
第5章　河道截流施工
5.1　截流施工總體布置
5.1.1　截流施工總體布置主要內(nèi)容及布置原則
5.1.2　葛洲壩工程大江截流施工總布置
5.1.3　三峽工程大江截流施工總布置
5.1.4　對截流施工總體布置及截流備料的幾個問題的討論
5.2　截流施工機械設(shè)備
5.2.1　截流施工機械的配置
5.2.2　葛洲壩工程大江截流施工機械配置
5.2.3　三峽工程大江截流施工機械配置
5.2.4　關(guān)于截流施工機械選型問題的討論
5.3　截流戧堤進占施工
5.3.1　截流戧堤進占施工分段
5.3.2　葛洲壩工程大江截流戧堤進占施工
5.3.3　三峽工程大江截流戧堤進占施工
5.3.4　立堵截流戧堤進占施工中幾個問題的討論
5.4　截流施工組織管理
5.4.1　截流施工組織管理機構(gòu)
5.4.2　三峽工程大江截流施工組織管理
5.4.3　葛洲壩工程大江截流施工技術(shù)要求
5.4.4　三峽工程大江截流施工技術(shù)要求
5.5　截流施工期水文及水力學(xué)觀測
5.5.1　截流水文及水力學(xué)觀測內(nèi)容
5.5.2　葛洲壩工程大江截流水文及水力學(xué)觀測
5.5.3　三峽工程大江截流水文及水力學(xué)觀測
第6章　流水中修筑圍堰形式
6.1　概述
6.1.1　圍堰分類
6.1.2　圍堰的特點
6.1.3　圍堰設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
6.1.4　圍堰的基本要求
6.2　土質(zhì)防滲體土石圍堰
6.2.1　概述
6.2.2　土質(zhì)防滲體的土料
6.2.3　土質(zhì)斜墻土石圍堰
6.2.4　土質(zhì)心墻土石圍堰
6.3　剛性防滲體土石圍堰
6.3.1　概述
6.3.2　剛性防滲材料
6.3.3　剛性防滲體圍堰工程實例
6.4　柔性材料防滲體圍堰
第6章　流水中修筑圍堰形式
第7章　流水中修筑圍堰設(shè)計計算
第8章　流水中修建圍堰填筑技術(shù)
第9章　流水中修筑圍堰基礎(chǔ)及堰體防滲技術(shù)
第10章　流水中修筑圍堰監(jiān)測及監(jiān)測資料分析
第11章　河道截流及流水中筑壩的主要經(jīng)驗
參考文獻
后記

章節(jié)摘錄

　　2.6.1 泄水閘布置　　葛洲壩工程的泄水建筑物，包括二江的27孔泄水閘、大江的9孔和三江的6孔沖沙閘三個部分。分流建筑物由二江泄水閘和上、下游導(dǎo)流渠組成，全長1992m（圖2.9）。二江泄水閘前緣長度為498m，為開敞式平底閘，每孔凈寬12m，閘室長65m，采用一級消力池底流消能，護坦長200m，泄底高程為3lm。泄水閘位于二江的右側(cè)，閘址方向正對主流，上游主河槽位于大江、三江防淤堤之間，主槽布置研究比較了19孔、25孔和27孔的布置方案，對大江截流和二期導(dǎo)流的水力學(xué)指標(biāo)影響見表2.8。經(jīng)綜合考慮樞紐布置及永久運行期的消能防沖要求和大江截流及二期導(dǎo)流等條件，決定將葛洲壩全部挖除，泄水閘選用27孔，控制斷面在兩堤頭處寬830m，主槽左側(cè)處于彎道凹岸，三江防淤堤右岸線順河勢直逼閘前；下游河道主流在二江，出流頂沖西壩凸岸，形成折沖水流直逼大江右岸。二江天然河面在壩址處寬約300m，河床高程一般為42～45m，為降低大江截流落差，泄水閘上游引水渠和下游尾水渠都由人工擴寬、深挖而成，作為大江截流的分流設(shè)施和二期導(dǎo)流設(shè)施。

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