水利工程施工课后答案

C1 施工导流控制 54

1. 施工导流的主要任务是什么？

答：周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料，在满足上述要求的前提下，选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及导流建筑物的型式；确定导流建筑物的布置、构造及尺寸；拟定导流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛和基坑排水等措施。

2.试述常用的施工导流方式及其使用条件？

答：A、分段围堰法导流：亦称分期围堰法，即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。 一般适用于：河床宽、流量大、工期较长的工程，尤其适用于通航河段和冰棱严重的河流。

（河床狭窄，基坑工作面不大，水深，流急，和由于覆盖层较深难于候筑纵向围堰实现分期导流的地方）

B、全段围堰法导流：即在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰，使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄。 适用于导流流量小的情况。（流量很大的平原河道或沙谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽）

（大湖泊出口修建闸坝，坡降很陡的山区河道）

2. 在分段围堰法导流中，确定纵向围堰的位置需要考虑哪些因素？

答：1.充分利用河心洲、小岛等有利地地形；2.尽可能与导墙、隔墙等永久建筑物相结合；3.需要考虑施工通航、阀运、围堰和河床防冲等要求时，不能超过允许流速；4.各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡；5.便于布置后期导流泄水建筑物，不至于使后期围堰过高或截流落差过大。 5.什么是导流标准？如何确定导流标准？

答：即选择导流设计流量进行施工导流设计的标准，包括初期导流标准，坝体拦洪度汛标准，孔洞封堵标准等。

施工初期导流标准：按水利水电工程施工组织设计规范的规定，首先根据导流建筑物的下列指标（保护对象、失事后果、使用年限、工程规模），将导流建筑物划分为Ⅲ~Ⅴ级；再根据导流建筑物的类别和类型，在水利水电工程施工组织设计规范规定的幅度内选定相应的洪水重现期作为初期导流标准。 3. 什么是导流时段？划分导流时段的依据是什么？

答：即按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间，具有实际意义的导流时段，主要是围堰挡水而保证基坑干地施工的时间（即挡水时段）。

导流时段的划分：根据导流程序，综合考虑各种影响因素来划分导流时段。

与河流的水文特征、水工建筑物的布置和型式、导流方案、施工进度等因素有关。

4. 什么是导流设计流量？如何确定导流设计流量？ 答：导流设计流量：选定导流标准之后的最大流量。

⑴过水围堰：①围堰挡全年洪水，导流设计流量为选定导流标准的年最大流量，导流挡水与泄水建筑物的设计流量相同；

②围堰只挡某一枯水时段，按该挡水时段内同频率洪水作为围堰和该时段泄水建筑物的设计流量，确定泄水建筑物总规模的设计流量应按坝体施工期临时度汛洪水标准决定。 （2）不过水围堰：

①根据河流的水文特征假定一系列流量值，分别求出泄水建筑物上、下游水位。 ②根据这些水位确定导流建筑物的主要尺寸和工作量，估算导流建筑物的费用； ③估算由于基坑淹没一次所引起的直接和间接损失费用；

④根据历年实测水文资料，统计超过上述假定流量的总次数，除以统计年数得年平均超过次数，亦即年平均淹没次数；

⑤绘制流量与导流建筑物费用、基坑淹没损失费用的关系曲线，并将它们叠加得流量与导流总费用的关系曲线；

⑥计算施工有效时间，试拟控制性进度计划，以验证初选的导流设计流量是否现实可行，以便最终确定一个既经济又可行的挡水期和导流设计流量。

5. 过水土石围堰过水期的导流设计流量和挡水期的导流设计流量是如何确定的？它们各有什么用途？

答：从围堰工作情况看，有过水期和挡水期之分，对应的导流标准有所不同。

过水期的挡水标准：应与不过水围堰挡全年洪水时的标准相同，相应的导流设计流量主要用于围堰过水工况下，加固保护措施的结构设计和稳定分析，也用于校核导流泄水道的过水能力。各级流量下的流态、水力要素和最不利溢流工况，应通过水力计算及水工模型试验论证。

2.挡水期的导流标准：应结合水文特点、施工工期及挡水时段，经技术经济比较后选定，当水文系列较长，大于或等于30年时，也可根据实测流量资料分析选用。相应的导流设计流量主要用于确定堰顶高程、导流泄水建筑物的规模及堰体的稳定分析等。

6. 何谓导流方案？选择导流方案时需要考虑哪些因素？ 答：不同导流时段、不同导流方式的组合称为导流方案。

因素：水文条件、地形条件、地质及水文地质条件、水工建筑物的型式及其布置、施工期间河流的综合利用、施工进度，施工方法及施工场地布置。

7. 试论述施工导流、施工进度、施工总体布置三者之间的关系?

答：水利水电工程的施工进度与导流方案密切相关，通常是根据导流方案安排控制性进度计划。对施工进度起控制作用的关键性时段主要有导流建筑物的完工期限、截断河床水流的时间、坝体拦洪的期限、封堵临时泄水建筑物的时间以及水库蓄水发电的时间等。各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。因此，施工方法、施工进度与导流方案是密切相关的。

导流方案的选择与施工场地的布置亦相互影响。例如，在混凝土坝施工中，当混凝土生产系统布置在一岸时，宜采用全段围堰法导流。若采用分段围堰法导流，则应以混凝土生产系统所在的一岸作为第一期工程，因为这样两岸施工交通运输问题比较容易解决。

8.试述截流的基本方法及其主要施工过程？

答：河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法，但基本方法为立堵法和平堵法两种。

1.立堵法：将截流材料从龙口的一端向另一端或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断。截流材料通常用自卸汽车在进占戗堤的端部直接卸料入水，或先在堤头卸料，再用推土机推入水中。 2.平堵法：事先在龙口架设浮桥或栈桥，用自卸汽车沿龙口全线从浮桥或栈桥上均匀、逐层抛填截流材料，直至戗堤高出水面为止。

截流的主要施工过程包括戗堤的进占、龙口范围的加固、合龙和闭气等工作。 9.截流时段应怎样确定？ 答：（既要把握截流时机，选择在流量较小、风险较低的时段内进行；又要为后续的基坑工作和主体建筑物施工留有余地，不致影响整个工程的施工进度。 考虑因素：

1. 截流以后，需要继续较高围堰，完成排水、清基、基础处理等大量基坑工作，并应把围堰或永久建筑

物在汛期前抢修到一定高度以上。为保证这些工作的完成，截流时段应尽量提前。 2. 在通航的河流上进行截流，截流时段最好选泽在对航运影响较小的时段内。 3. 在北方有冰凌的河流上，截流不应该在流冰期进行。

此外：在截流开始前，应修好导流泄水建筑物，并做好过水准备。

综上所述，截流时段一般多选在枯水期初，流量已有明显下降的时候，而不一定选在流量最小的时刻。 8. 立堵截流需要计算哪些龙口水力参数？

答：立堵截流需要计算截流过程中龙口各参数如单宽流量q、落差z及流速v等的变化规律，由此确定截流材料尺寸及相应的数量。 10.如何制定蓄水计划？

答：一个积极可靠的蓄水计划，既能保证发电、灌溉及航运等方面的要求，又要力争在比较有利的条件下封堵导流临时泄水建筑物，使封堵工作顺利进行；按人与自然和谐相处的要求、环境保护因素对水库蓄水期向下游的供水有一个最小流量要求，该流量可结合工程实际，经比较后合理制定措施：

在进行施工期蓄水历时计算时，要综合考虑下游通航、灌溉、发电和下游用水要求，计算分析确定。施工期蓄水历时的计算方法常用频率法和典型年法，同时，水库蓄水要解决的问题：

1.确定蓄水历时计划，并据此确定水库开始蓄水的日期，即导流临时泄水建筑物封堵日期。水库蓄水可按保证率75%~85%的月平均流量过程线来制订。可以从发电、灌溉及航运等方面所提出的运用期限和水位要求，反推出水库开始蓄水的日期。

2.校核库水位上升过程中大坝施工的安全性，并据此拟定大坝浇筑的控制性进度计划和坝体纵缝灌浆的进程。大坝施工安全校核的洪水标准，通常可选用20年一遇月平均流量。校核时，以导流临时泄水建筑物封堵日期为起点，按选定洪水标准的月平均流量过程线，用顺推法绘制水库蓄水过程线。 11.在基坑排水中，如何用试抽法确定排水设备的容量？

答：试抽时，如果水位下降很快，显然是排水设备容量过大，这时，可关闭一部分排水设备，以控制水位下降速度；若水位基本不变，则可能是排水设备容量过小或者有较大的渗漏通道存在，这时，应增加排水设备容量或找出渗漏通道予以堵塞，然后再进行抽水，还有一种情况是水位降至一定深度后就不再下降，这说明此时排水流量与渗透流量相等，只有增大排水设备容量或堵塞渗漏通道，才能将积水排除。 9. 举例说明在基坑外缘开挖排水沟或截水沟的用途？

答：为防止下雨时因地面径流进入基坑而增加抽水量甚至淹没基坑，往往在基坑外缘挖排水沟或截水沟，以拦截地面水。

10.简述导流临时建筑物与永久建筑物可能结合的各种情况？

答：1、导流明渠，与永久工程相结合，利用岸边船闸、升船机或溢洪道布置导流明渠，如岩滩、水口、大峡等工程。

2、导流隧洞系临时建筑物，其布置应与电站枢纽总布置相协调，尽量与永久泄洪或引水建筑物相结合，对地形地质条件较好的一岸或部位，一般优先由永久建筑物布置，如厂房引水系统，泄洪洞等。

3、导流底孔是坝体内设置的临时泄水孔口，其布置尽量将导流底孔与永久建筑物的底孔结合，当永久建筑物设计中有放空、供水、排沙底孔可供利用时，应尽量让导流底孔与之结合。

1.1全段围堰法、分段围堰法导流的特点、适用条件？绘图说明各时期导流建筑物组成（前、后期）？ 答：全段围堰法：①适用条件： 适用于河床较窄，施工面较小的河流

②特点：利用一次断流围堰拦断河流，水流经旁侧的临时泄水建筑物下泄，基坑内全线

施工

分段围堰法：①适用条件：适用于河床较宽，施工工程量较大及有综合利用的河流中

②特点：在空间上把施工建筑物横河流向分成几段；在时间上把整个工期分为几个施工时期；初期利用束窄河床导流，泄流通航与基坑各占部分河床空间；后期利用初期已建成的临时泄水建筑物导流，完成坝体施工

1.2 围堰分类及特点？

答：分类：①按使用材料：土石围堰、草土围堰、钢板桩格型围堰、混凝土围堰②按于水流方向的相对位

置：横向围堰、纵向围堰

③按导流期间基坑淹没条件：过水围堰、不过水围堰

特点：①不过水土石围堰：能充分利用当地材料，对地基适应性强、施工工艺简单 ②过水土石围堰：受水流破坏作用需采取相应的保护措施

③混凝土围堰：抗冲与防渗能力强，挡水水头高，底宽小，易于与永久建筑物相连接，必要时

可过水

④钢板桩格型围堰：修建和拆除可以高度机械化，钢板桩的回收率高，边坡垂直、断面小、占

地少、安全可靠

⑤草土围堰：可就地取材，结构简单，施工方便，造价低，防渗性好，适应能力强，便于拆除，

施工速度快

1.3绘图说明土石围堰的堰体和基础的几种防渗形式？

1.4土石过水围堰的特点、破坏作用及保护措施？

答：破坏作用：①水流沿下游坡面下泄，动能不断增加，冲刷堰体表面

②由于过水时水流渗入堆石体所产生的渗透压力，引起下游坡面连同堰顶一起深层滑动，最后导致溃坝的严重后果

保护措施：大块石护面、钢筋石笼护面、加筋护面及混凝土板护面等，应用较普遍的是混凝土板护面 1.6围堰的平面及立面布置？

答：平面布置：①上下游横向围堰的布置取决于主体工程的轮廓，基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离不

应小于20～30m，基坑开挖边坡的大小与地质条件有关 ②上下游横向围堰一般不与河床中心线垂直，平面布置常成梯形，当采用全段围堰法时，围堰多余主河道垂直

③当纵向围堰不作为永久建筑物的一部分时，基坑纵向坡趾离主体工程的距离一般不大于2.0m，如无此要求只需留0.4～0.6m就足够了

④应尽量利用有利地形，减小围堰的高度与长度，从而减少围堰的工程量

1.16封堵方式和封堵技术？

答：①用金属闸门或钢筋混凝土叠梁封堵

②预制钢筋混凝土整体闸门

③混凝土塞封堵，同时在闸门槽两侧填以细粒矿渣并灌注水泥砂浆，在底部填筑黏土麻包，并在底孔内把闸门与坝面之间的金属承压板相互焊接 ④定向爆破断流，山坡土闭气，，快速筑好进口围堰后在静水条件下立即浇筑水下混凝土墙作为临时堵头，继而抽水，再做函管的混凝土堵头 1.17初期排水的任务及排水容量的估算方法？

答：任务：排除基坑积水、基坑积水排除过程中围堰及基坑的渗水和降水 估算方法：参考实际工程的经验按下式确定

Q? 式中，Q—初期排水流量，m/s V—基坑的积水体积，m

3(2~3）V T3 T—初期排水时间，s

1.18经常性排水的任务及排水容量的确定方法？

答：任务：排除围堰和基坑内的渗水、降水、地层含水、基岩冲洗及混凝土养护用废水

确定方法：围堰和基坑渗流量的计算按水力学和水文地质学中所讲计算；降水量按抽水时段内最大日

降雨量在当天抽干计算；基岩冲洗及混凝土养护用弃水可忽略不计，降水和施工用水不应叠加

2． 段围堰法选择河床束窄程度应该考虑哪几个方面的因素？

答：①束窄河床的流速不得超过通航、筏运、围堰与河床的容许流速。 ②各段主体工程的工程量、施工强度比较均匀；

③便于后期导流用的导流泄水建筑物的布置与截流。

用分段围堰法导流，后期用临时导流底孔来修建混凝土坝时，如何划分导流时段？

答：宜分三个导流事短。第一时段合水由束窄河床通过，进行第一期基坑内的工程施工，第二时段河水由导流底孔下泄，进行第二期基坑内的工程施工，第三时段进行底孔封堵，坝体全面上升，河水由永久建筑物下泄或部分或全部拦蓄库内，直到工程完建。

10．在基坑经常性排水中，建筑物修建时排水系统如何布置？

答：排水沟布置在建筑物轮廓线的外侧，据基坑边坡坡脚不小于0.3~0.5m，一般排水沟底宽不小于0.3m。沟深不大于1.0m，底坡不小于0.002。

C2 爆破工程 85

1. 区别以下概念: 爆炸与爆破； 正氧平衡与负氧平衡； 导火索与导爆索； 集中药包与延长药包；爆力

与猛度；抛掷漏斗与可见漏斗；深孔爆破和浅孔爆破；光面爆破和预裂爆破；

答：1.爆炸：在极短时间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。

爆破：利用炸药的爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等介质进行破碎、抛掷或压缩，达到预定的开挖、填筑或处理等工程目的的技术。

2.正氧平衡：炸药的含氧量大于可燃物完全氧化所需要的含氧量，生成有毒的NO2，并释放较少的热量。

负氧平衡：炸药的含氧量小于可燃物完全氧化所需要的含氧量，生成有毒的CO，释放热量仅为正氧平衡的1/3左右。

3.导火索：用来激发火雷管，索芯为黑火药，外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成。按使用场合不同，有普通型、防水型和安全型3种。

导爆索：可分为安全导爆索和露天导爆索。构造类似于导火索，但其药芯为黑索金，外表涂成红色，以示区别。

4.集中药包：药包的长边和短边的长度之比<=4; 延长药包：药包的长边和短边的长度之比>4;

5.爆力：又称静力威力，用定量炸药炸开规定尺寸铅柱体内空腔的容积（mL）来衡量，表征炸药膨胀介质的能力。

猛度：又称动力威力，用定量炸药炸塌规定尺寸铅柱体的高度（mm）来表示，表征炸药粉碎介质的能力。

6.抛掷漏斗：装药在介质内爆破后于自由面处形成的漏斗形爆坑

可见漏斗：破碎后的岩块部分抛掷于漏斗半径以外，抛起的部分渣料落回到漏斗坑内，形成的可见漏斗。

7.深孔爆破：钻孔爆破中，孔径大于75mm，孔深超过5m； 浅孔爆破：钻孔爆破中，孔径小于75mm，孔深小于5m；

8.光面爆破：先爆除主体开挖部分的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。

预裂爆破：首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏。

2. 爆破设计应确定哪些参数？爆破作用指数大小与哪些因素有关？工程中怎样按照爆破作用指数进行爆

破类型划分？

答：1. W:最小抵抗线：药包中心至临空面的最短距离；2. r：爆破漏斗底半径；3. R：爆破破坏半径；4. P ：可见漏斗深度；5. L：抛掷距离； 爆破作用指数用n表示：r/W

分类：1.当n=1即r=W时，称为标准抛掷爆破； 2.当n>1即r>W时，称为加强抛掷爆破； 3.当0.75<=n<1时，称为减弱抛掷爆破； 4.当n<0.75时，称为松动爆破； 3.常用的爆破方法有哪些？其适用条件如何？

答：按照药室的形状不同分为钻孔爆破和洞室爆破两大类；

钻孔爆破又分为浅孔爆破和深孔爆破；浅孔爆破大量应用于地下工程开挖、露天工程的中小型料场开采、水工建筑物基础分层开挖以及城市建筑物的控制爆破。深孔爆破则恰好弥补了前者的缺点，适用于料场和基坑的大规模、高强度开挖。

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