施工导流首先要修建导流泄水建筑物,然后修筑围堰进行河道截流,迫使河道水流改由导流泄水建筑物下泄；此后还要进行施工过程中的基坑排水并保证汛期在建的建筑物和基坑安全度汛；当主体建筑物修建到一定高程后,再对导流泄水建筑物进行封堵。

13.1.1.1　导流的基本方法

水利水电施工导流方法主要取决于坝型及地形、地质条件,导流流量的大小也有重要影响,一些位于通航河流的工程还必须妥善解决施工期间的航运问题。施工导流的基本方法可分为全段围堰法导流和分段围堰法导流两类。

1.全段围堰法

全段围堰法导流是指在河床外距主体工程轴线(如大坝、水闸等)上下游一定的距离各修筑一道拦河堰体,使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄,待主体工程建成或接近建成时,再将临时泄水道封堵或将永久泄水建筑物的闸门关闭。

全段围堰法导流一般适用于枯水期流量不大,河道狭窄的中小河流,按其导流泄水建筑物的类型可分为：明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。

(1)明渠导流。明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道,在基坑的上下游修建横向围堰,河道的水流经渠道下泄,如图13.1所示。这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。如工程修建在河流弯道上,裁弯取直开挖明渠往往更为经济。

图13.1　明渠导流

1—水工建筑物轴线；2—上游围堰；3—下游围堰；4—导流明渠

布置导流明渠,一定要保证明渠中的水流顺畅、泄水安全、施工方便、渠线短。为此,明渠进出口处的水流与原河道主流的交角宜小于30°。为保证明渠中水流顺畅,明渠的弯道半径不宜小于3～5倍的渠底宽度。渠道的进出口与上下游围堰间的距离不宜小于50m,以防止明渠进出口处的水流冲刷围堰的堰脚。为了延长渗径,减少明渠中的水流渗入基坑,明渠与基坑之间要有足够的距离。导流明渠最好是单岸布置,以利于工程施工。导流明渠的断面形式一般多采用梯形断面,在岩石完整、渠道不深时,宜采用矩形断面。

(2)隧洞导流。隧洞导流是在河岸边开挖隧洞,在基坑的上下游修筑围堰,施工期间河道的水流由隧洞下泄,如图13.2所示。这种导流方法适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、地质条件良好、分期导流和明渠导流均难以采用的山区河流,特别是在深山峡谷修建各类挡水建筑物,更是常用的导流方式。但是,由于隧洞的泄水能力有限,汛期往往不能满足泄洪的要求,而在汛期施工度汛时常需另外采取其他泄洪度汛措施,如采用过水围堰允许淹没基坑,或采用隧洞与其他导流泄水建筑物联合泄洪度汛。

图13.2　隧洞导流示意图

(a)隧洞导流；(b)隧洞导流并配合底孔宣泄汛期洪水
1—上游围堰；2—下游围堰；3—导流隧洞；4—底孔；5—坝轴线；6—溢流坝段；7—水电站厂房

(3)涵管导流。涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管的泄水能力较小,因此一般用于导流流量较小的河流上或只用来担负枯水期的导流,如图13.3所示。

图13.3　涵管导流示意图

(a)平面图；(b)上游立视图
1—上游围堰；2—下游围堰；3—涵管；4—坝体

(4)渡槽导流。渡槽导流方式结构简单,但泄流量较小,一般用于流量小、河床窄、导流期短的中小型工程,如图13.4所示。

2.分段围堰法

分段围堰法导流也称分期围堰法或河床内导流。用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工,如图13.5所示。所谓分段,就是从空间上用围堰将拟建的水工建筑物圈围成若干施工段；所谓分期,就是从时间上将导流分为若干时期。导流的分期数和围堰的分段数并不一定相同,如图13.6所示。段数分得越多,施工越复杂；期数分得越多,工期拖延越长。因此工程实践中两段两期导流采用得最多。

图13.4　渡槽导流示意图

1—上游围堰；2—下游围堰；3—渡槽

图13.5　分期导流布置示意图

(a)一期导流(束窄河床导流)；(b)二期导流(底孔与缺口导流)
1—一期围堰；2—束窄河床；3—二期围堰；4—底孔；5—坝体缺口；6—坝轴线

图13.6　导流分期与围堰分段示意图(www.daowen.com)

(a)两期一段围堰；(b)两段两期围堰；(c)三段两期围堰；(d)三段三期围堰之一；(e)三段三期围堰之二；(f)四段三期围堰

分段围堰法前期由束窄的河道导流,后期可利用事先修好的泄水建筑物导流。常用泄水建筑物的类型有底孔、缺口等。分段围堰法导流,一般适用于河流流量大、槽宽、施工工期较长的工程。

13.1.1.2　围堰工程

围堰是保护大坝或厂房等水工建筑物工地施工的必要挡水建筑物,一般属临时性工程,但也常与主体工程结合而成为永久工程的一部分。通常按使用材料将围堰分为土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、木笼围堰、混凝土围堰等；按所处的位置将围堰分为横向围堰、纵向围堰；按围堰是否过水分为不过水围堰、过水围堰。

(1)草袋围堰。草袋围堰的断面形式如图13.7所示,围堰的双面或单面叠放盛装土料的草袋或者编织袋,中间夹填黏性土或在迎水面叠放装土草袋,背水面回填土石。这种围堰适用于施工期较短的小型水利工程的施工。

图13.7　草袋围堰断面示意图

(a)双面草袋围堰；(b)单面草袋土石混合围堰
1—草袋盛土；2—回填黏性土；3—抛填土方压脚

(2)土石混合围堰。土石混合围堰的断面形式如图13.8所示,它与土围堰比较具有较大的抗冲刷性能且底部宽度也小,在流量及流速均较大的河流中可以进行水下抛填堆筑,必要时还可做成过水土石围堰。这种围堰适用于施工期较长的大/中型水利工程。土石混合围堰在拆除时需要用较大型的挖掘机械和专用的水下挖掘机械。通常当工地有充裕的开挖石碴可以利用或需要将围堰做成过水围堰以及在完成底部工程后不需拆除或仅部分拆除时,采用这种围堰是经济合理的。

图13.8　土石围堰断面示意图

(a)黏土斜墙围堰；(b)黏土心墙围堰；(c)均质壤土围堰；(d)木板心墙围堰
1—斜墙；2—心墙；3—木板心墙；4—钢板桩防渗墙；5—黏土；6—压重；7—护面；8—滤水棱体；9—反滤层

(3)混凝土围堰。混凝土围堰常用于在岩基上修建的水利枢纽工程,这种围堰的特点是挡水水头高,底宽小,抗冲能力大,堰顶可溢流,尤其是在分段围堰法导流施工中,用混凝土浇筑的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。图13.9为混凝土围堰结构形式,通常在低水土石围堰保护下于干地上施工。一般在山区河流水位变幅较大而且又采用全段围堰法施工时,上游的横向围堰可以采用混凝土拱型围堰,且为过水围堰形式,可使围堰工程量小,施工工期短,拆除也较为方便。

图13.9　混凝土围堰断面示意图

(a)双向挡水支墩式；(b)撑墙式；(c)溢流重力式

(4)草土围堰。草土围堰是一种草土结构(图13.10)。我国劳动人民自古以来常用它进行河堤堵口。草土围堰的形式较多,如草袋围堰、捆草围堰、捆厢帚围堰等。所用草料为麦秸、稻草、芦柴、柳枝等。其优点是施工简单、进度快、取材易、造价低、拆除方便,有一定抗冲、抗渗能力。但堰体容重小、适用于软土地基,且因柴草易腐烂,一般用于短期的或辅助性围堰。