第8讲：施工导流与围堰

同学们好，第8讲讲施工导流与围堰，这是水利水电工程施工组织设计的核心内容，对应大纲编号SL0203。历年案例分值大约在15到20分，导流方式的选择、围堰堰顶高程的计算、截流方法、基坑排水、度汛措施这些内容，几乎每年案例题都会涉及，而且经常结合具体的工程背景出题，综合性很强。本讲大家要重点掌握五个方面：全段围堰法和分段围堰法的适用条件、围堰设计参数、截流方法与时间选择、基坑排水的分类与计算、以及施工期度汛的要求。好，下面进入正题。

第一块：施工导流方式的选择

先说第一块，施工导流的概念和导流方式的选择。

施工导流的概念： 在河流上修建水利枢纽时，不可能在干地上施工——因为河水一直在流。施工导流就是通过各种工程措施，将河水引导到预定的通道中，使基坑（施工场地）在干地条件下进行施工。简单来说，就是"让路给水、腾地施工"。

施工导流是水利水电工程施工的第一个关键工序，导流方案的选择直接影响工程进度、投资和施工安全。

两大导流方式：

（1）全段围堰法（一次拦断河床法）。 - 基本原理：用一道围堰将河床全部拦断，河水通过另外开辟的通道下泄。 - 导流通道有三种： - 隧洞导流：在岸边山体中开凿隧洞，河水通过隧洞下泄。适用于两岸地形陡峭、岩石坚硬的山丘区河流。 - 明渠导流：在河岸一侧开挖明渠，河水通过明渠下泄。适用于岸坡平缓、有宽阔台地的河段。 - 涵管导流：在河床底部预埋涵管，河水通过涵管下泄。适用于流量较小的中小型工程。 - 适用条件：河床狭窄、流量较小、或有条件开辟旁侧导流通道的情况。 - 优点：一次截断河床，基坑大，便于组织大规模施工。 - 缺点：围堰工程量大，导流通道（隧洞或明渠）的工程造价高。

（2）分段围堰法（分期导流）。 - 基本原理：将河床分为两期（或多期），先用围堰围住一部分河床进行施工，河水通过被束窄的另一部分河床下泄；一期工程施工到一定高度后，再围住另一部分河床进行二期施工，河水通过一期工程已建成的坝体泄水通道下泄。 - 典型的两期导流： - 一期：围左岸建坝（或建泄水建筑物），束窄右岸河道过流。束窄后河道的流速和流量要满足通航和泄洪要求。 - 二期：围右岸建坝，河水通过一期已建成的坝体底孔或缺口下泄。 - 适用条件：河床宽阔、流量较大、有条件束窄河道的情况。大型平原河流和宽谷河流常采用这种方式。 - 优点：围堰工程量相对较小，不需要修建专门的导流通道。 - 缺点：施工期较长，需要两期甚至多期才能完成。

选择原则： - 河床窄、流量小→全段围堰法（一次拦断）。 - 河床宽、流量大→分段围堰法（分期导流）。 - 这个判断原则是选择题的经典考点。

考试常见题型：给你工程条件，让你选择导流方式并说明理由。另外，全段围堰法的三种导流通道（隧洞、明渠、涵管）的适用条件也是选择题常考点。

第二块：围堰设计与施工

第二块，讲围堰的设计与施工。围堰是施工导流的关键临时建筑物。

围堰类型： - 土石围堰：最常用的围堰类型，用土石料填筑，适用于大多数情况。优点是取材方便、造价低。 - 混凝土围堰：用混凝土浇筑，挡水水头较高，适用于高水头或需要重复使用的情况。重力式混凝土围堰可以兼作永久建筑物的一部分。 - 草土围堰：用草袋装土叠砌而成，适用于水深不大（一般不超过3m）、流速较小的临时围堰。 - 木笼围堰：用木笼填石，适用于水流较急的情况。 - 钢板桩围堰：用钢板桩打入地基形成围堰，适用于深水基坑、施工场地狭小的情况。优点是施工速度快、可重复使用。

围堰设计的关键参数：

• 挡水期设计洪水位：根据围堰的挡水时段和相应的设计洪水标准确定的水位。
• 波浪超高：由风浪引起的堰面水位壅高，根据风速、吹程、水深等计算确定，一般0.5~1.5m。
• 安全超高：为保证安全额外增加的高度，土石围堰的安全超高一般不小于0.5m，混凝土围堰不小于0.3m。

（2）堰顶宽度。 - 土石围堰堰顶宽度一般不小于3m，需要通行机械时适当加宽。 - 混凝土围堰堰顶宽度根据结构计算确定。

（3）围堰边坡。 - 土石围堰水上边坡一般为1:2~1:3，水下边坡一般为1:3~1:5（水下更缓）。

围堰施工要点： - 水中填筑：围堰通常在水中填筑，需要先抛填块石或砂砾石至水面以上，再分层填筑土石料。 - 分层压实：围堰填筑必须分层压实，保证密实度和防渗性能。 - 防渗处理：围堰需要进行防渗处理，常见方法有：黏土心墙、土工膜铺设、钢板桩防渗等。 - 围堰闭气：围堰合龙后要进行"闭气"处理，封堵围堰底部的渗漏通道，确保基坑干燥。

围堰拆除： - 围堰是临时建筑物，在主体工程完成后需要拆除。 - 拆除时机：一般在主体工程的挡水功能已经发挥、不再需要围堰保护时进行。 - 拆除方法：土石围堰一般用挖掘机拆除，混凝土围堰需要爆破拆除。 - 拆除后要将河床恢复原状，清除围堰残体，保证河道行洪通畅。

考试常见题型：堰顶高程计算是案例题的经典题型，给你一个设计洪水位、波浪超高和安全超高让你计算堰顶高程。围堰类型的选择也是常见考点。

第三块：截流方法与时间选择

第三块，讲截流。截流是水利水电工程施工中一个非常关键的节点。

截流的概念： 截流就是在河道中修筑围堰时，将最后预留的缺口（龙口）合龙、封堵的全过程。截流成功后，河水就被完全引导到导流通道中，基坑就可以全面展开施工。

截流方法：

（1）平堵法。 - 原理：在龙口处沿全宽均匀地抛投材料，逐步抬高了龙口底部的高程（就像"铺地板"一样），直到高出水面完成合龙。 - 特点：龙口单宽流量较小，流速相对平缓，抛投材料不易被冲走。但需要较大的抛投量。 - 适用条件：适用于流量较大、龙口较宽的情况。

（2）立堵法。 - 原理：从龙口的一侧（或两侧同时）向对岸进占，逐步缩窄龙口宽度（就像"推门"一样），直到最后合龙。 - 特点：施工方便、速度快，但龙口缩窄过程中流速越来越大，对抛投材料的稳定性和抛投技术要求高。 - 适用条件：适用于流量不太大、龙口宽度适中的情况。这是实际工程中最常用的截流方法。

（3）混合堵法。 - 将平堵和立堵结合使用。先用立堵缩窄龙口，再用平堵抬高合龙。适用于大型工程、流量大的情况。

一般选择在该年枯水期末期或次年枯水期初期，具体月份因河流而异。比如长江流域一般选择11月至次年1月进行截流。

截流材料： - 常用的截流材料有块石、石渣、混凝土四面体、钢筋石笼等。 - 截流最后阶段（合龙口），由于流速最大，需要抛投大块石或混凝土四面体等重型材料，才能抵抗水流冲刷。

考试常见题型：平堵和立堵的区别是经典选择题。截流时间选择是案例题常考点。

第四块：基坑排水与施工期度汛

第四块，讲基坑排水和施工期度汛。

基坑排水： 围堰闭气后，基坑内会有积水。基坑排水分为两个阶段：

（1）初期排水。 - 定义：围堰闭气后，排除基坑内的积水（围堰合龙前基坑内的河水、围堰渗水等）。 - 特点：初期排水量较大，需要在较短时间内完成。一般要求在3~7天内排干。 - 排水设备：一般采用大功率水泵（潜水泵、离心泵等）。 - 注意事项：初期排水速度不能太快，否则基坑内外水位差急剧增大，可能导致围堰失稳或基坑边坡坍塌。一般控制水位下降速度不超过0.5~1.0m/d。

（2）经常性排水。 - 定义：基坑排干后，在施工期间持续排除各种来水。 - 来水来源包括： - 围堰和地基的渗水 - 雨水 - 施工废水（混凝土养护水、冲洗水等） - 特点：经常性排水量相对较小，但持续时间长，需要建立常态化的排水系统。 - 排水设施：基坑周围设置排水沟和集水井，用小型水泵定期或连续抽排。

施工期度汛： 水利水电工程施工期跨越汛期时，必须做好度汛工作。这是施工安全管理的重要内容。

（1）施工期度汛标准。 - 施工期度汛的设计洪水标准低于永久工程的防洪标准，但必须保证施工安全和在建工程的安全。 - 具体标准根据工程规模和施工进度确定，一般取10~50年一遇的洪水。

（2）拦洪库容。 - 在施工期，如果坝体已经具有一定的拦蓄能力，可以利用已建坝体的库容来拦截洪水，减轻下游的防洪压力。 - 拦洪库容的大小取决于坝体的施工进度和蓄水能力。

（3）超标准洪水应急预案。 - 当发生超过设计标准的洪水时，必须有应急预案。 - 常见应急措施包括： - 加高围堰或坝体。 - 启用非常溢洪道或临时泄洪通道。 - 人员和设备的紧急撤离方案。 - 必要时炸开围堰或低处坝体泄洪，确保大坝主体安全。 - 应急预案必须在汛前编制完成，并组织演练。

（4）度汛措施总结： - 汛前：编制度汛方案，落实防汛物资和设备，进行防汛演练。 - 汛中：密切监测水情、雨情，加强围堰和在建工程的巡查，做好应急准备。 - 汛后：检查水毁情况，及时修复，恢复正常施工。

考试常见题型：初期排水和经常性排水的区别是选择题常考点。堰顶安全超高和度汛标准的计算是案例题常考点。

案例实战

某大型水利枢纽工程建在山区河流上，河床宽度约80m，枯水期流量为120m³/s，设计坝型为混凝土重力坝。施工过程中发生以下事件：

事件一： 施工组织设计中，设计单位提出采用全段围堰法导流，通过隧洞导流。施工单位审查后认为不妥，建议改为分段围堰法（分期导流），一期围左岸建坝，束窄右岸河道过流。

事件二： 一期围堰施工时，施工单位确定的围堰堰顶高程为：挡水期设计洪水位152.0m，波浪超高0.8m，安全超高0.3m（土石围堰），堰顶高程确定为153.1m。监理工程师审核后认为堰顶高程不足，要求修改。

事件三： 工程截流选择在6月份进行，采用立堵法。截流当天，龙口流速达到6m/s，抛投的大量中小块石被冲走，经过8小时的努力仍未能合龙。项目部分析原因后，决定改用大块石和混凝土四面体抛投，并增大抛投强度，最终在第二天完成合龙。

问题1： 分析事件一中施工单位建议改为分段围堰法的理由是否合理，并说明理由。

标准答案： 合理。理由如下： （1）该工程河床宽度约80m，属于较宽的河床，具备束窄河道过流的条件。 （2）该工程为大型水利枢纽，流量较大，全段围堰法需要修建导流隧洞，工程量大、投资高。 （3）分段围堰法（分期导流）可以利用河床宽度分期施工，不需要修建专门的导流通道，围堰工程量较小，更适合该工程条件。 （4）全段围堰法（一次拦断河床）一般适用于河床狭窄、流量较小或有条件开辟旁侧导流通道的情况，该工程河床80m较宽，不适合全段围堰法。

问题2： 指出事件二中围堰堰顶高程确定的不妥之处，并计算正确的堰顶高程。

标准答案： 不妥之处在于安全超高取值偏低。该围堰为土石围堰，根据规范要求，土石围堰的安全超高不应小于0.5m，施工单位取0.3m不满足要求。

正确的堰顶高程计算： 堰顶高程 = 挡水期设计洪水位 + 波浪超高 + 安全超高 = 152.0 + 0.8 + 0.5 = 153.3m

施工单位原确定的堰顶高程153.1m偏低0.2m，应修改为153.3m。

问题3： 分析事件三中截流施工存在的问题，并提出改进措施。

标准答案： 事件三存在以下问题： （1）截流时间选择不当。6月份一般为汛期或汛期初期，河流流量较大，不利于截流。截流应选择在枯水期、流量最小的月份进行（一般为11月至次年1月）。 （2）截流材料选择不当。龙口流速达到6m/s时，中小块石会被冲走，应该在截流初期就准备好大块石和混凝土四面体等重型材料。

总结串联

同学们，这一讲我们系统讲了施工导流与围堰的四大核心内容：

第一，导流方式选择——全段围堰法（一次拦断，河床窄流量小）vs 分段围堰法（分期导流，河床宽流量大）。全段围堰法的三种导流通道：隧洞导流、明渠导流、涵管导流。这是案例题的第一个高频考点。

第二，围堰设计——堰顶高程 = 设计洪水位 + 波浪超高 + 安全超高。土石围堰安全超高≥0.5m，混凝土围堰≥0.3m。堰顶宽度土石围堰≥3m。围堰需要防渗处理和闭气。

第三，截流——平堵（全宽均匀抛投抬高）、立堵（侧向进占缩窄）、混合堵。截流必须在枯水期流量最小时进行。合龙口需要大块石或混凝土四面体。

第四，基坑排水与度汛——初期排水（排积水，控制下降速度≤0.5~1.0m/d）vs 经常性排水（排渗水+雨水+废水）。施工期度汛标准一般10~50年一遇，超标准洪水必须有应急预案。

下期预告

水利实务案例20讲第8讲就讲到这里。到这里为止，我们已经讲完了水工建筑物和施工技术两大板块的核心内容。下一讲讲第9讲——混凝土工程施工，这是施工技术中另一个非常重要的专题。混凝土拌合、运输、浇筑、养护、温控防裂，每一个环节都有可能出案例题，而且特别喜欢考数据和质量控制。大家课后把本讲的堰顶高程公式和截流方法再复习一遍，下一讲见！祝同学们学习顺利！