一种导流明渠的截流方法

摘要

本发明公开了一种导流明渠的截流方法。在导流明渠开挖施工时，预留岩坎，作为截流坎，在导流明渠出口处预留一岩坎作为导流护坡坎，所述导流护坡坎与水流方向成30~60°；截流时，修建戗堤，使预留的截流坎位于戗堤龙口段下游坡脚处。使用双戗堤截流时，龙口错位布局、反向进占，同时延长导流护坡坎成为施工栈桥。本发明利用预留的截流坎，降低龙口水力指标，提高抛石稳定性，增大泄水通道的分流比，降低截流难度；利用导流护坡坎来改变出口水流流态，防止或减少岸坡冲刷。同时，导流护坡坎是截流施工栈桥的一部分，缩短了栈桥长度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种导流明渠的截流方法，属于水利水电工程领域。

背景技术

明渠导流在大江大河水电工程施工中比较常见，明渠截流是工程建设的重要组成部分。导流明渠截流一般具有截流流量大，分流条件差，且明渠底板糙率小，不利于抛投料的稳定，大料用料多，截流材料流失量大，截流难度大。对于高难度的导流明渠截流，以往的工程实践大多采用宽戗堤、双戗堤或者多戗堤截流，然而单纯的上述方法降低龙口水力指标的程度有限，还需配合以大型机械抛投大量的大块石（串）、钢筋石笼（串）、人造异形体（串）等。现有的截流方法都是被动的承担截流难度，而非主动的降低截流难度，施工工艺复杂，备料、施工成本高，经济性较差。导流明渠开挖在干地施工，体型完全由人为控制，可以方便采取设计施工方法和各种工程措施主动地降低截流难度。

在本发明完成之前，未发现利用导流明渠的施工特性预留截流坎以及护坡坎辅助截流的文献和工程实例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种导流明渠的截流方法。本发明预先设置截流坎，以降低导流明渠截流难度，克服截流过程中龙口水力指标高、持续时间长、抛投料粒径大、特殊材料用料多、抛投料稳定性差、抛投料流失量大，以及截流工程投资高等诸多问题。

本发明的导流明渠截流方法，其技术方案是：

在导流明渠开挖施工时，预留一岩坎，作为截流坎，在导流明渠出口处预留一岩坎作为导流护坡坎，所述导流护坡坎与水流方向成30~60°；

截流时，修建戗堤，使预留的截流坎位于戗堤龙口段下游坡脚处。

上述截流方法中，所诉的截流坎可以有多种形状。如图3所示，顺水流方向剖面可以是矩形、阶梯型或者梯形，截流坎顶宽以及上下游坡比由截流坎自身稳定条件决定，截流坎高度由截流难度决定；垂直于水流方向的剖面可以是矩形、阶梯型或者梯形，主要由截流坎对导流明渠泄流能力的影响决定。截流坎形状和尺寸，可以由模型试验精确确定。

戗堤截流坎以及导流护坡坎都由导流明渠开挖施工时预留的岩石组成，如岩石不完整，用混凝土适当的衬砌保护即可。

上述截流方法中，截流坎位于戗堤下游坡脚处，一方面是为了尽可能的雍高戗堤下游坡脚处水位，降低由戗堤承担的落差；另一方面是为了避免截流坎下游的高速水流影响戗堤堤头以及抛石的稳定。

单戗堤配合截流坎截流已能满足大部分导流明渠截流的要求。但对于特大难度的导流明渠截流工程，为了充分降低龙口水力指标，会导致截流坎尺寸过大。尺寸过大的截流坎一方面影响导流明渠的泄流能力，另一方面也会影响截流坎自身在度汛以及截流时的稳定性。此时需要采用双戗堤、双截流坎的截流方法，以保证截流工程的顺利进行。双戗堤截流龙口错位布局、反向进占。

采用双戗堤时，本发明的导流明渠截流方法，其技术方案是：

在导流明渠开挖施工时，预留两岩坎，作为截流坎，在导流明渠出口处预留一岩坎作为导流护坡坎，所述导流护坡坎与水流方向成30~60°；

截流时，修建双戗堤，使预留的截流坎分别位于两戗堤龙口段下游坡脚处，双戗堤截流龙口错位布局、反向进占，同时延长导流护坡坎成为施工栈桥。

本发明揭示的导流明渠截流方法，其主要优点是：

1、导流明渠开挖设计时，利用其干地施工的条件，在戗堤龙口段预先设置岩坎，由截流坎阻水雍高戗堤下游水位，有效降低由戗堤承担的落差，减小龙口流速，降低截流难度，大幅度减小抛石粒径。

2、截流坎具备阻水拦石的作用，能有效防止抛投料流失，从而减小备料量。

3、截流坎阻水雍高上游水位，增大泄水通道的过流量，从而可以减少泄水通道的投资。

4、导流明渠两岸交通由临时施工栈桥承担，栈桥的一端连接导流护坡坎，有效缩短栈桥长度，节省栈桥的投资。

5、在导流明渠承担导流任务时，导流护坡坎调整导流明渠出口水流流态，有效保护明渠出口岸坡免受冲刷，简化护坡工程。

6、戗堤截流坎以及导流护坡坎都由导流明渠开挖施工时预留的岩石组成，减少明渠的开挖量；如岩石不完整，用混凝土适当的衬砌保护即可，降低施工成本。

附图说明

图1是本发明的平面布置示意图。

图2是几种不同截流方式的龙口水面线示意图，图中符号的意义是：

（a）         图中：Z为截流戗堤上下游水位差；H为截流戗堤上游水位；h为截流戗堤下游水位。

（b）        图中：Z为截流戗堤上下游水位差；Z1为截流坎上下游水位差；H为截流戗堤上游水位；h为截流戗堤下游水位。

（c）         图中：Z为截流上、下戗堤上下游总水位差；Z1为截流上戗堤上下游水位差；Z2为截流下戗堤上下游水位差；H为截流上戗堤上游水位；h为截流下戗堤下游水位。

（d）        图中：Z为截流上、下戗堤上下游总水位差；Z1为上截流坎上游水位；Z2为下截流坎上游水位差；H为截流上戗堤上游水位；h为截流下戗堤下游水位。

图3是几种推荐的截流坎（导流护坡坎）体型。

在上述附图中，各图示标号所标识的对象是：①-上戗堤截流坎；②-上戗堤；③-下戗堤截流坎；④-下戗堤；⑤-导流护坡坎；⑥-施工栈桥；⑦-导流明渠；⑧-主河床；⑨-主河床坝段；⑩-泄水通道；                                               -导流明渠出口岸坡；-戗堤；-截流坎。

具体实施方式

本发明的导流明渠截流方法，其技术方案是：

在导流明渠开挖施工时，预留一岩坎，作为截流坎，在导流明渠出口处预留一岩坎作为导流护坡坎，所述导流护坡坎与水流方向成30~60°；

截流时，修建戗堤，使预留的截流坎位于戗堤龙口段下游坡脚处。

预留导流明渠开挖施工时，利用其干地施工的条件，在戗堤龙口段下游坡脚处预先设置岩坎。在截流时，截流坎雍高戗堤下游水位，降低龙口水力指标，减少抛石流失，如图2所示。

单戗堤配合截流坎截流已能满足大部分导流明渠截流的要求。但对于特大难度的导流明渠截流工程，为了充分降低龙口水力指标，会导致截流坎尺寸过大。尺寸过大的截流坎一方面影响导流明渠的泄流能力，另一方面也会影响截流坎自身在度汛以及截流时的稳定性。此时需要采用双戗堤、双截流坎的截流方法，以保证截流工程的顺利进行。双戗堤截流龙口错位布局、反向进占。

采用双戗堤时，本发明的导流明渠截流方法，其技术方案是：

在导流明渠开挖施工时，预留两岩坎，作为截流坎，在导流明渠出口处预留一岩坎作为导流护坡坎，所述导流护坡坎与水流方向成30~60°；

截流时，修建双戗堤，使预留的截流坎分别位于两戗堤龙口段下游坡脚处，双戗堤截流龙口错位布局、反向进占，同时延长导流护坡坎成为施工栈桥。

本发明的导流明渠截流方法，工程施工时，包括以下步骤：

步骤一：确定截流坎的数量、位置、形状、尺寸，确定导流护坡坎的位置、形状、尺寸；

步骤二：导流明渠开挖时预留截流坎、导流护坡坎处的岩石，并做必要的防护；

步骤三：对于上、下戗堤配合上、下截流坎截流，在截流施工之前，从导流护坡坎端部开始搭建连接左右岸交通的施工栈桥；

步骤四：戗堤预进占至龙口宽度，做好堤头防护；

步骤五：戗堤进占，在进占至于截流坎汇合处戗堤下堤脚局部流速较大，抛投大块石压坡；

步骤六：进占，合龙。

导流护坡坎与截流坎类似，可以是多种形状。导流护坡坎与水流方向呈一定的角度，以30°到60°为宜。导流护坡坎主要作用是通过明渠干地施工条件，通过开挖布局的设计调整导流明渠出口流态，防止出口岸坡被冲刷。同时在截流时作为截流施工栈桥的一部分，减少栈桥投资。