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施工過程水流控制與圍堰安全 版權信息
- ISBN：9787030500809
- 條形碼：9787030500809 ; 978-7-03-050080-9
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
施工過程水流控制與圍堰安全 內容簡介
本書針對深厚覆蓋層河床和復雜施工環境條件，圍繞施工過程水流控制關鍵技術，系統闡述了如下近期新研究成果：基于風險概念的水利水電工程施工導流、截流標準及圍堰安全風險；截流塊體穩定機理及減輕截流難度工程措施與實踐效果；河床深厚覆蓋層物理狀態及力學特性、圍堰拋填粗粒料力學特性與滲透特性的尺寸效應；以及深厚覆蓋層上圍堰滲流控制安全、圍堰結構安全及邊坡穩定性安全等研究成果。本書理論與實踐相結合，內容翔實、嚴謹、科學；成果結構體系完整，且經受實踐檢驗，對于水利水電工程施工水流控制及防滲工程具有重要參考和指導作用。
施工過程水流控制與圍堰安全 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 工程背景 1
1.2 研究現狀及存在的問題 3
1.2.1 施工導流風險分析與決策研究 3
1.2.2 導流標準體系及存在的問題 6
1.2.3 減輕截流難度關鍵技術研究及存在的問題 7
1.2.4 深厚覆蓋層上圍堰安全研究現狀及存在的問題 10
第2章 水利水電工程導流標準 15
2.1 導流階段的合理劃分 16
2.1.1 高壩大庫水利水電工程施工導流的特點 17
2.1.2 導流階段劃分的概念及意義 20
2.1.3 導流階段的合理劃分 27
2.2 導流階段劃分及其工程應用 39
2.2.1 不同壩型導流階段的劃分 39
2.2.2 導流階段與導流設計工況對應關系分析 68
2.2.3 導流階段劃分的工程應用 77
2.2.4 高拱壩中后期導流底孔的設置 81
2.3 導流泄水建筑物洪水標準研究 88
2.3.1 主要導流泄水建筑物特征及其應用 88
2.3.2 導流泄水建筑物導流標準的合理選取 91
2.4 壩體度汛標準研究 102
2.4.1 壩體度汛方式 103
2.4.2 影響度汛方案的因素 103
2.4.3 壩體度汛方案 105
2.4.4 壩體度汛標準的合理選取 125
2.5 小結 140
2.5.1 主要結論 140
2.5.2 規范制（修）訂建議 142
第3章 梯級電站環境下施工導截流標準影響因素 143
3.1 梯級電站的施工導截流標準問題 143
3.1.1 國內梯級電站施工導截流工程實踐 143
3.1.2 國外梯級電站的施工導截流工程實踐 144
3.1.3 國內外梯級電站的施工導截流問題研究 144
3.2 梯級電站施工洪水特性及其導截流標準應用 145
3.2.1 梯級電站水庫群類型及其特點 145
3.2.2 梯級電站水庫施工洪水分析 149
3.2.3 梯級電站水庫調蓄下的導截流標準實施現狀 154
3.3 梯級電站運行的水庫調蓄作用 163
3.3.1 上游電站水庫調蓄作用下施工洪水流量的合理選取原則 163
3.3.2 梯級電站水庫運行減小施工設計洪水 166
3.4 梯級電站運行對導截流的影響 177
3.4.1 上游水庫調蓄對導截流影響 177
3.4.2 下游梯級水庫回水對導截流的影響 188
3.5 梯級電站圍堰潰決對導流標準選取影響分析 197
3.5.1 梯級電站圍堰潰決影響分析 197
3.5.2 梯級電站圍堰潰堰需進一步研究的問題 201
3.6 梯級電站水庫調蓄對白鶴灘、烏東德電站導截流影響研究 202
3.6.1 梯級電站水庫調蓄對白鶴灘電站導截流影響研究 202
3.6.2 上游水庫調蓄對降低烏東德導流流量的作用分析 210
3.7 小結 215
3.7.1 結論 215
3.7.2 建議 217
第4章 截流水動力學過程與能量耗散規律 218
4.1 立堵截流進占規律 218
4.1.1 立堵截流戧堤進占擴展斷面的形成 219
4.1.2 口門水力參數變化規律 220
4.1.3 舌形體形成與水力條件的關系 221
4.2 立堵截流龍口合龍水力參數 224
4.2.1 截流龍口水力參數的確定 225
4.2.2 立堵截流合龍期龍口水力計算 227
4.2.3 計算結果與實測驗證 232
4.2.4 單戧立堵合龍期諸參數的變化規律 233
4.3 截流過程水能耗散機理及戧堤進占速度與拋投料流失關系 235
4.3.1 水流與拋投料的相互作用 235
4.3.2 截流龍口的水流能量 235
4.3.3 戧堤進占速度分析 236
4.3.4 拋投料流失分析 238
4.4 截流難度及其衡量指標 242
4.4.1 截流難度概念的探討 242
4.4.2 截流難度影響因素分析 244
4.4.3 截流難度的衡量指標 247
4.5 小結 249
第5章 截流料抗沖穩定性研究 251
5.1 截流塊體穩定機理及其計算公式 251
5.1.1 截流塊體穩定計算基本關系式推導 251
5.1.2 截流塊體穩定經典計算公式探討 253
5.1.3 截流塊體穩定實用計算基本關系式 254
5.1.4 平堵截流中基本關系式的應用 254
5.1.5 立堵截流中基本關系式的應用 259
5.2 特殊截流料抗滑穩定性 264
5.2.1 混凝土塊體抗滑穩定試驗 264
5.2.2 六面體鋼筋籠穩定性試驗 270
5.2.3 四面體鋼筋籠穩定性試驗 281
5.2.4 圓柱線體材料穩定性試驗 284
5.3 寬級配群體拋投石渣混合料的穩定性 288
5.3.1 立堵截流拋投穩定性 289
5.3.2 平堵截流起動試驗 300
5.4 覆蓋層河床截流沖刷問題 307
5.4.1 河床覆蓋層穩定影響因素分析 307
5.4.2 覆蓋層起動流速計算 309
5.4.3 截流龍口覆蓋層沖刷深度計算 313
5.4.4 覆蓋層河床截流模型的模擬技術問題 320
5.5 降低截流難度的技術措施 326
5.5.1 從拋投材料角度提高抗滑止動能力 326
5.5.2 從拋投材料接觸邊界角度提高抗滑止動能力 328
5.6 小結 329
第6章 降低截流難度的截流施工方案與措施 330
6.1 雙戧截流落差分配有效控制技術 330
6.1.1 雙戧堤截流落差分配的影響因素 330
6.1.2 落差分配控制的敏感性 333
6.1.3 分析與討論 347
6.2 寬戧堤截流水力特性及減輕截流難度效果 348
6.2.1 模型設計及測點布置 348
6.2.2 預備試驗 350
6.2.3 寬戧堤截流水力特性 351
6.2.4 寬戧堤效應分析 359
6.2.5 分析與討論 360
6.3 減小截流指標的臨機決策截流 361
6.3.1 明渠提前截流的必要性 362
6.3.2 截流標準的選擇 362
6.3.3 明渠截流方案分析 366
6.3.4 明渠提前截流工程影響分析 366
6.3.5 截流短、中期水情預報 367
6.3.6 截流方案模型試驗及截流難度措施 371
6.3.7 明渠提前截流風險分析 376
6.4 梯級水庫調度措施 376
第7章 粗粒料力學特性與滲透特性的尺寸效應 377
7.1 縮尺效應 377
7.1.1 壓實及力學特性試驗縮尺效應 377
7.1.2 滲透試驗尺寸效應 379
7.2 壓實和力學特性縮尺研究 380
7.2.1 縮尺方法與試驗級配 380
7.2.2 壓實特性縮尺研究 382
7.2.3 力學特性縮尺研究 385
7.3 滲透試驗尺寸效應 388
7.3.1 滲透試驗尺寸效應規律 388
7.3.2 滲透試驗超徑顆粒處理方法研究 392
7.4 成果應用 398
7.4.1 粗粒料力學特性試驗成果應用 398
7.4.2 滲透試驗成果的應用 401
7.5 小結 403
第8章 深厚覆蓋層上圍堰滲流控制 405
8.1 圍堰滲流控制體系 406
8.1.1 圍堰和基坑安全對滲流控制的要求 406
8.1.2 圍堰和基坑滲流控制措施 407
8.1.3 圍堰滲流控制體系實例 410
8.1.4 滲流控制體系失效的后果及其早期判別 412
8.1.5 滲流控制體系失效的應急處置與后期處理 413
8.2 圍堰滲流控制安全論證 414
8.2.1 圍堰運行狀態下穩定滲流分析 414
8.2.2 基坑施工降水滲流分析 420
8.3 防滲體、堰體與地基相互作用模擬技術 428
8.3.1 防滲墻墻壁與周圍介質接觸面剪切特性試驗 428
8.3.2 防滲墻刺入土體變形的模型試驗與數值模擬 434
8.3.3 復合土工膜與圍堰填料接觸特性 441
8.3.4 防滲體與堰體和地基相互作用數值模擬 444
8.4 小結 459
第9章 圍堰結構與邊坡穩定安全變形監控 461
9.1 圍堰結構安全監測布置原則 461
9.1.1 圍堰結構安全監測原則 461
9.1.2 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全監測布置原則 463
9.2 圍堰監測埋設技術 464
9.2.1 界面土壓力盒埋設方法存在的不足 465
9.2.2 頂推法埋設界面土壓力盒的優化模型試驗 465
9.3 圍堰結構安全綜合評價 470
9.3.1 圍堰失效的主要形式及影響圍堰安全的主要因素 470
9.3.2 圍堰結構安全綜合評價方法研究 471
9.3.3 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全綜合評價方法 473
9.4 圍堰邊坡穩定變形與應力協調性 475
9.4.1 高土石圍堰邊坡穩定性分析 475
9.4.2 深厚覆蓋層高土石圍堰應力及變形分析 481
9.5 小結 489
第10章 圍堰施工中新技術新材料的應用 491
10.1 深水圍堰塑性混凝土墻體新材料 491
10.2 土工膜與防滲墻聯結形式新技術 504
10.2.1 復合土工膜與堰體砂礫料間的直剪摩擦試驗 504
10.2.2 聯結形式的離心模型試驗 512
10.2.3 試驗分析 520
10.3 小結 521
第11章 梯級水電站建設條件下導截流系統風險分析 522
11.1 施工導截流系統風險分析 522
11.1.1 風險理論發展背景 522
11.1.2 施工導流風險 523
11.1.3 施工圍堰風險分析 524
11.1.4 結構風險分析 526
11.2 施工截流風險分析 529
11.2.1 基于實測流量的截流風險分析 529
11.2.2 基于實測水文資料的截流風險分析 531
11.2.3 基于短期施工洪水預報截流風險分析 533
11.2.4 截流方案比選及其風險 536
11.3 梯級電站建設條件下導流系統風險分析 542
11.3.1 施工導流系統風險影響因素 542
11.3.2 梯級電站建設條件下施工洪水不確定性 543
11.3.3 梯級電站建設條件下施工導流風險計算 550
11.3.4 上游水電站控泄條件下施工導流風險計算 555
11.3.5 白鶴灘水電站施工導流風險計算 564
11.4 高土石圍堰結構風險分析 571
11.4.1 圍堰邊坡失穩風險 571
11.4.2 圍堰滲透破壞風險 578
11.4.3 土石圍堰結構
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 工程背景 1
1.2 研究現狀及存在的問題 3
1.2.1 施工導流風險分析與決策研究 3
1.2.2 導流標準體系及存在的問題 6
1.2.3 減輕截流難度關鍵技術研究及存在的問題 7
1.2.4 深厚覆蓋層上圍堰安全研究現狀及存在的問題 10
第2章 水利水電工程導流標準 15
2.1 導流階段的合理劃分 16
2.1.1 高壩大庫水利水電工程施工導流的特點 17
2.1.2 導流階段劃分的概念及意義 20
2.1.3 導流階段的合理劃分 27
2.2 導流階段劃分及其工程應用 39
2.2.1 不同壩型導流階段的劃分 39
2.2.2 導流階段與導流設計工況對應關系分析 68
2.2.3 導流階段劃分的工程應用 77
2.2.4 高拱壩中后期導流底孔的設置 81
2.3 導流泄水建筑物洪水標準研究 88
2.3.1 主要導流泄水建筑物特征及其應用 88
2.3.2 導流泄水建筑物導流標準的合理選取 91
2.4 壩體度汛標準研究 102
2.4.1 壩體度汛方式 103
2.4.2 影響度汛方案的因素 103
2.4.3 壩體度汛方案 105
2.4.4 壩體度汛標準的合理選取 125
2.5 小結 140
2.5.1 主要結論 140
2.5.2 規范制（修）訂建議 142
第3章 梯級電站環境下施工導截流標準影響因素 143
3.1 梯級電站的施工導截流標準問題 143
3.1.1 國內梯級電站施工導截流工程實踐 143
3.1.2 國外梯級電站的施工導截流工程實踐 144
3.1.3 國內外梯級電站的施工導截流問題研究 144
3.2 梯級電站施工洪水特性及其導截流標準應用 145
3.2.1 梯級電站水庫群類型及其特點 145
3.2.2 梯級電站水庫施工洪水分析 149
3.2.3 梯級電站水庫調蓄下的導截流標準實施現狀 154
3.3 梯級電站運行的水庫調蓄作用 163
3.3.1 上游電站水庫調蓄作用下施工洪水流量的合理選取原則 163
3.3.2 梯級電站水庫運行減小施工設計洪水 166
3.4 梯級電站運行對導截流的影響 177
3.4.1 上游水庫調蓄對導截流影響 177
3.4.2 下游梯級水庫回水對導截流的影響 188
3.5 梯級電站圍堰潰決對導流標準選取影響分析 197
3.5.1 梯級電站圍堰潰決影響分析 197
3.5.2 梯級電站圍堰潰堰需進一步研究的問題 201
3.6 梯級電站水庫調蓄對白鶴灘、烏東德電站導截流影響研究 202
3.6.1 梯級電站水庫調蓄對白鶴灘電站導截流影響研究 202
3.6.2 上游水庫調蓄對降低烏東德導流流量的作用分析 210
3.7 小結 215
3.7.1 結論 215
3.7.2 建議 217
第4章 截流水動力學過程與能量耗散規律 218
4.1 立堵截流進占規律 218
4.1.1 立堵截流戧堤進占擴展斷面的形成 219
4.1.2 口門水力參數變化規律 220
4.1.3 舌形體形成與水力條件的關系 221
4.2 立堵截流龍口合龍水力參數 224
4.2.1 截流龍口水力參數的確定 225
4.2.2 立堵截流合龍期龍口水力計算 227
4.2.3 計算結果與實測驗證 232
4.2.4 單戧立堵合龍期諸參數的變化規律 233
4.3 截流過程水能耗散機理及戧堤進占速度與拋投料流失關系 235
4.3.1 水流與拋投料的相互作用 235
4.3.2 截流龍口的水流能量 235
4.3.3 戧堤進占速度分析 236
4.3.4 拋投料流失分析 238
4.4 截流難度及其衡量指標 242
4.4.1 截流難度概念的探討 242
4.4.2 截流難度影響因素分析 244
4.4.3 截流難度的衡量指標 247
4.5 小結 249
第5章 截流料抗沖穩定性研究 251
5.1 截流塊體穩定機理及其計算公式 251
5.1.1 截流塊體穩定計算基本關系式推導 251
5.1.2 截流塊體穩定經典計算公式探討 253
5.1.3 截流塊體穩定實用計算基本關系式 254
5.1.4 平堵截流中基本關系式的應用 254
5.1.5 立堵截流中基本關系式的應用 259
5.2 特殊截流料抗滑穩定性 264
5.2.1 混凝土塊體抗滑穩定試驗 264
5.2.2 六面體鋼筋籠穩定性試驗 270
5.2.3 四面體鋼筋籠穩定性試驗 281
5.2.4 圓柱線體材料穩定性試驗 284
5.3 寬級配群體拋投石渣混合料的穩定性 288
5.3.1 立堵截流拋投穩定性 289
5.3.2 平堵截流起動試驗 300
5.4 覆蓋層河床截流沖刷問題 307
5.4.1 河床覆蓋層穩定影響因素分析 307
5.4.2 覆蓋層起動流速計算 309
5.4.3 截流龍口覆蓋層沖刷深度計算 313
5.4.4 覆蓋層河床截流模型的模擬技術問題 320
5.5 降低截流難度的技術措施 326
5.5.1 從拋投材料角度提高抗滑止動能力 326
5.5.2 從拋投材料接觸邊界角度提高抗滑止動能力 328
5.6 小結 329
第6章 降低截流難度的截流施工方案與措施 330
6.1 雙戧截流落差分配有效控制技術 330
6.1.1 雙戧堤截流落差分配的影響因素 330
6.1.2 落差分配控制的敏感性 333
6.1.3 分析與討論 347
6.2 寬戧堤截流水力特性及減輕截流難度效果 348
6.2.1 模型設計及測點布置 348
6.2.2 預備試驗 350
6.2.3 寬戧堤截流水力特性 351
6.2.4 寬戧堤效應分析 359
6.2.5 分析與討論 360
6.3 減小截流指標的臨機決策截流 361
6.3.1 明渠提前截流的必要性 362
6.3.2 截流標準的選擇 362
6.3.3 明渠截流方案分析 366
6.3.4 明渠提前截流工程影響分析 366
6.3.5 截流短、中期水情預報 367
6.3.6 截流方案模型試驗及截流難度措施 371
6.3.7 明渠提前截流風險分析 376
6.4 梯級水庫調度措施 376
第7章 粗粒料力學特性與滲透特性的尺寸效應 377
7.1 縮尺效應 377
7.1.1 壓實及力學特性試驗縮尺效應 377
7.1.2 滲透試驗尺寸效應 379
7.2 壓實和力學特性縮尺研究 380
7.2.1 縮尺方法與試驗級配 380
7.2.2 壓實特性縮尺研究 382
7.2.3 力學特性縮尺研究 385
7.3 滲透試驗尺寸效應 388
7.3.1 滲透試驗尺寸效應規律 388
7.3.2 滲透試驗超徑顆粒處理方法研究 392
7.4 成果應用 398
7.4.1 粗粒料力學特性試驗成果應用 398
7.4.2 滲透試驗成果的應用 401
7.5 小結 403
第8章 深厚覆蓋層上圍堰滲流控制 405
8.1 圍堰滲流控制體系 406
8.1.1 圍堰和基坑安全對滲流控制的要求 406
8.1.2 圍堰和基坑滲流控制措施 407
8.1.3 圍堰滲流控制體系實例 410
8.1.4 滲流控制體系失效的后果及其早期判別 412
8.1.5 滲流控制體系失效的應急處置與后期處理 413
8.2 圍堰滲流控制安全論證 414
8.2.1 圍堰運行狀態下穩定滲流分析 414
8.2.2 基坑施工降水滲流分析 420
8.3 防滲體、堰體與地基相互作用模擬技術 428
8.3.1 防滲墻墻壁與周圍介質接觸面剪切特性試驗 428
8.3.2 防滲墻刺入土體變形的模型試驗與數值模擬 434
8.3.3 復合土工膜與圍堰填料接觸特性 441
8.3.4 防滲體與堰體和地基相互作用數值模擬 444
8.4 小結 459
第9章 圍堰結構與邊坡穩定安全變形監控 461
9.1 圍堰結構安全監測布置原則 461
9.1.1 圍堰結構安全監測原則 461
9.1.2 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全監測布置原則 463
9.2 圍堰監測埋設技術 464
9.2.1 界面土壓力盒埋設方法存在的不足 465
9.2.2 頂推法埋設界面土壓力盒的優化模型試驗 465
9.3 圍堰結構安全綜合評價 470
9.3.1 圍堰失效的主要形式及影響圍堰安全的主要因素 470
9.3.2 圍堰結構安全綜合評價方法研究 471
9.3.3 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全綜合評價方法 473
9.4 圍堰邊坡穩定變形與應力協調性 475
9.4.1 高土石圍堰邊坡穩定性分析 475
9.4.2 深厚覆蓋層高土石圍堰應力及變形分析 481
9.5 小結 489
第10章 圍堰施工中新技術新材料的應用 491
10.1 深水圍堰塑性混凝土墻體新材料 491
10.2 土工膜與防滲墻聯結形式新技術 504
10.2.1 復合土工膜與堰體砂礫料間的直剪摩擦試驗 504
10.2.2 聯結形式的離心模型試驗 512
10.2.3 試驗分析 520
10.3 小結 521
第11章 梯級水電站建設條件下導截流系統風險分析 522
11.1 施工導截流系統風險分析 522
11.1.1 風險理論發展背景 522
11.1.2 施工導流風險 523
11.1.3 施工圍堰風險分析 524
11.1.4 結構風險分析 526
11.2 施工截流風險分析 529
11.2.1 基于實測流量的截流風險分析 529
11.2.2 基于實測水文資料的截流風險分析 531
11.2.3 基于短期施工洪水預報截流風險分析 533
11.2.4 截流方案比選及其風險 536
11.3 梯級電站建設條件下導流系統風險分析 542
11.3.1 施工導流系統風險影響因素 542
11.3.2 梯級電站建設條件下施工洪水不確定性 543
11.3.3 梯級電站建設條件下施工導流風險計算 550
11.3.4 上游水電站控泄條件下施工導流風險計算 555
11.3.5 白鶴灘水電站施工導流風險計算 564
11.4 高土石圍堰結構風險分析 571
11.4.1 圍堰邊坡失穩風險 571
11.4.2 圍堰滲透破壞風險 578
11.4.3 土石圍堰結構
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施工過程水流控制與圍堰安全 節選
第1章 緒論 本章闡述了深厚覆蓋層條件下梯級水電開發導截流及圍堰安全控制技術的研究背景，介紹了施工導截流設計標準、減輕截流難度關鍵技術、圍堰結構安全、滲流控制安全等方面的成果及需求，分析了導截流關鍵技術及導流系統風險分析與系統決策等方面的研究應用現狀及存在的問題。 1.1 工程背景 修建位于河床上的水工建筑物，在施工過程中，一般需使天然徑流部分或全部改道。利用圍堰或永久水工建筑物的已成部分，在其保護下形成基坑，排水后進行干地施工。為方便施工，隨施工時間和空間的變化，必須使河道的天然來水按人們預先設計的部位泄向下游，在這一過程中，導流和截流是兩個密切相關的重要環節，截流是改流的前提，是施工從局部轉向全面的轉折；利用導流和截流對水流過程進行控制的目的是為了形成較好的施工環境，而圍堰是工程施工的屏障。導截流、圍堰擋水、排水等就是施工過程對水流的控制，是解決施工和水流矛盾的時空變化過程，是一個全局性、根本性、戰略性的問題，它不僅影響壩址、壩型的選擇、水工建筑物及其樞紐布置的合理性，而且直接影響到人民的生命財產安全和工程工期。 我國的水能資源非常豐富，已規劃的十三個水電基地中位于東部、中部地區的已基本完成，位于西部地區的已進入全面梯級開發建設階段，如金沙江下游梯級水利水電工程向家壩、溪洛渡、白鶴灘以及烏東德等相繼開發興建。該地區在建和規劃的水電工程中，河床上普遍存在深厚覆蓋層。新構造運動、切蝕崩塌、地震山崩、滑坡、第四紀冰川作用、泥石流、區域斷裂破碎帶等地質活動都是深厚覆蓋層的形成因素。這些不同的地質作用，使得覆蓋層的材料性質及分布變化多端。覆蓋層顆粒組成一般偏粗、顆粒形狀變化大、結構不緊密、厚度分布不均勻。這些水利水電工程多處高山峽谷和高烈度地震區，地質條件十分復雜，施工環境惡劣，施工水流過程控制復雜，在此條件下，相應的導截流和圍堰建筑物的安全性都存在新的尚未認識的問題急需研究，以保證工程設計和建設安全的需要。 1）梯級庫群開發施工洪水與工程建設安全 目前，河流梯級開發時上游在建高壩大庫工程具有一定的調節庫容，可以部分削減下游各梯級水庫的施工洪水，而在某些情況下，若發生超標洪水時上游在建的高壩大庫工程出現潰壩或者潰堰，天然施工洪水與上游臨時潰壩或潰堰洪水疊加，將會改變下游河道的天然水文條件，對下游大壩安全建設帶來更多不確定性因素，并會對下游城鎮的社會、環境、經濟等造成重大影響。因此，考慮河流梯級開發條件下施工洪水的獨有特性，研究施工洪水與高壩大庫工程建設的安全、施工導截流與圍堰系統安全之間的關系是大江大河梯級開發面臨的新課題。 2）科學合理的設計需要 水利樞紐建設的先導工程——導截流和圍堰工程，無疑是樞紐的關鍵工程，這方面國內外有很多成功的經驗和可靠的設計理論。但是，對于一些新出現的情況，僅依靠現有的設計理論和經驗是不夠的。以往我國在西南地區建壩相對較少，對于該地區普遍遇到的覆蓋層厚、水頭落差大、水位漲落快等情況，理論和經驗積累不足。圍堰雖是臨時建筑物，但非常重要，針對山區河流的特殊水文條件，導流和圍堰應有怎樣的安全標準，如何合理安排度汛和圍堰施工工期，都存在一些關鍵問題需要研究。 近十幾年來，我國相繼建成了一批進度快、質量好、施工洪水設計標準選擇合理的工程，但在工程實踐中發現，執行規范中的設計洪水標準規定還存在以下一些問題：①導流建筑物的設計洪水標準在選擇過程中，未考慮風險度因素，安全性和經濟性沒有統一；②建筑物級別為3級的高土石圍堰，沒有抵御超標洪水的具體規定；③下閘前，壩體臨時擋水度汛的設計洪水標準偏高，且只用庫容一個指標選擇過于籠統；④規范中導流泄水建筑物封堵期選用5～20年一遇的設計標準，近年來，出現了不少跨汛封堵的工程，特別是對于大型導流明渠封堵，當封堵使用的土石圍堰需要跨汛擋水發電時，原規范規定的標準就顯得略低；⑤未考慮梯級開發河流的來水特點，截流設計標準偏高等。針對存在的問題，應從國內外實際工程資料出發，結合設計實踐，對大型水利水電工程施工導流標準問題進行歸納總結，進一步處理好安全、經濟和風險之間的關系，以達到三者有機的統一。 3）科學、高效、安全截流的需要 影響截流難度的因素很多，主要有龍口水力指標、龍口河床地形地質條件、截流拋投料性狀、進占方法及施工強度等，根據工程具體條件及主要影響因素，研究采取合適的對策措施，降低截流難度。與河道立堵截流有關的水力因素，一般為截流流量Q、截流落差Zmax、龍口*大流速Vmax、龍口單寬功率Nbmax及河道總功率N0等，用哪個作為衡量截流難度的指標至今還沒有一個統一的認識，其根本原因在于對截流難度機理的認識有待深入。葛洲壩大江截流的成功，使我國在立堵截流理論和實踐上又有了進一步的豐富和提高，達到了世界先進水平，但從葛洲壩截流實踐來看，進占幾乎未遇到預期的困難，是在異乎尋常的順利條件下合龍成功的；當時人們普遍認為截流流量越大，則進占難度也越大，而實際情況卻與此相反，表明立堵規律還有待進一步深入研究。三峽工程主河道大江截流的特點是大流量、深水、小流速，卻出現了堤頭坍塌影響施工安全的新問題；三峽明渠截流的特點是大流量、高水深、大落差、高流速、床底光滑等特點，通過特大塊石備料和雙戧截流措施，化解了截流難度而成功截流；而金沙江下游烏東德、白鶴灘工程的截流特點也是大流量、高水深、大落差、高流速，但河床覆蓋層深厚，體現出不同的截流難度，因此，必須進一步研究截流難度機理及減輕截流難度的工程措施，實現科學高效安全截流。 4）深厚覆蓋層條件圍堰安全的需要 在深厚覆蓋層和高水頭差條件下，圍堰的變形大、防滲體（心墻和土工膜結構等）承受更大的應力和變形，其安全性與以往的圍堰也有較大差別。由于覆蓋層厚度可達100余米甚至數百米，鉆孔取樣困難，在其密度和級配都難以通過勘探了解的情況下，其力學性質和滲透性質更是未知數。這使得地下防滲墻該打多深和地基的壓縮變形有多大都難以確定。在這些問題未知的情況下，圍堰的設計和施工都缺乏充足的理論依據。如果僅僅依靠過去的經驗延伸，則建筑物的安全性和經濟性都無法保證。 1.2 研究現狀及存在的問題 1.2.1 施工導流風險分析與決策研究 施工導流設計是水利水電工程總體設計的重要組成部分，是水利水電工程施工組織設計的中心環節，各國學者對施工導流及相關領域均有一定的研究。下面分別就施工導流風險估計、導流方案決策、導流風險調配等內容闡述研究進展及存在的問題。 1．施工導流風險及估計 施工導流系統的風險因素多而錯綜復雜。施工導流風險估計是綜合運用相關理論與方法，系統考慮施工導流系統中的不確定性因素，真實、客觀地反映施工導流系統發生風險事件的可能性。隨著我國水電工程建設的深入，上、下游已建工程對流域建設環境中的水文、水力因素產生了顯著影響，對于水電工程的導截流標準選擇也帶來了新的問題。 風險分析及估計是為了準確量化研究對象發生風險事件的可能性，從而為方案決策提供理論基礎。施工導流風險分析是導流規劃設計的關鍵內容，為施工導流標準的制定和方案決策提供了重要依據。目前，水利水電研究工作者多是從水文、水力、圍堰堰前水位的角度來對施工導流風險展開研究的。 近來，水電站梯級建設條件下的施工導截流問題越來越受到水利水電工程界學者的重視。吉超盈(2005)提出通過汛期臨時改變上游梯級水庫運行方式來減小下游工程施工導流流量的優化設計方法，并進行了經濟效益分析。任金明等(2011)探討了下游梯級水庫對上游梯級電站施工導截流的影響，并給出了應對策略。當考慮上游水庫控泄情況時，上述研究主要探討了方案標準的經濟性和可行性，但風險分析缺乏系統的理論和技術支撐。劉招等(2008)探討了利用上游安康水電站控泄來減小下游蜀河水電工程施工導流流量，并利用概率統計基本原理，綜合考慮上游控泄洪水與區間洪水影響，推導了下游水電站施工導流風險計算模型。 2．導流方案決策與導流標準選定 施工導流方案決策是水利水電工程規劃設計中的關鍵環節，對水電工程導流建筑物的選擇、工程的投資費用安排、主體工程施工過程中的安全，以及施工進度的計劃等都有重大影響。因此，施工導流方案的優選，是貫穿水電工程整個建設期的關鍵問題，關系到工程的投資、安全、效益，國內外不少學者相繼開展了這方面的研究探討，取得了豐富的研究成果。 目前，針對梯級水電站施工導流方案決策的研究相對較少，主要成果集中于已建梯級水庫群的防洪標準研究。黃強等(2005)建立了梯級水庫防洪標準評價指標體系，應用可能度-滿意度理論優選梯級水庫防洪標準。王正發等(2011)深入比較了國內外水庫防洪標準的異同，并指出存在的不足，進而提出了三種方法體系，為該問題的深入研究提供了基礎。盛繼亮等(2003)結合一般的保險模型，針對導流工程中的保險問題進行了一定的探索。陳志鼎等(2011)在施工導流風險研究的基礎上，推導了導流工程保險費用厘定的數學表達，為水電工程保險費用的厘定提供了理論方法。 另外，大型土建工程中，國內外工程界都將工程施工風險引入工程設計、建設中，利用風險確定工程標準，并在規范中明確要求。 1991年加拿大標準協會發布《風險分析必要條件和指南》（CAN/CSA-Q634-91）；1999年澳大利亞大壩委員會發布《大壩可接受防洪能力選擇指南》，2000年發布《大壩潰決后果評估指南》，2003年10月正式發布《風險評價指南》，同年國際大壩委員會發布了《大壩安全管理中的風險評價》。 我國2004年發布《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303—2004）首次將施工導流標準確定的風險度方法列入。 我國正在有序開發水電資源，一批流域梯級開發的骨干水電工程相繼開工建設。這些工程多集中在高山峽谷區域，河床窄、洪枯水位及流量變幅大，施工導流難度大，施工期度汛與電站建設特征密切關聯，風險高且具有時空動態特性。另外，水電站的梯級建設，改變了下游河道的天然洪水特性，影響下游城鎮及相關設施安全、社會環境與經濟建設。但是以往僅局限于對子系統分別進行研究，沒有一套保證大江大河梯級開發建設條件下水電站導流系統可靠性的全面、系統的評價體系。 因此，迫切需要研究在河流梯級開發建設條件下，水利水電工程施工過程中的洪水特性以及導流系統風險估計與調控方法，針對基于不確定性因素及決策者風險態度的導流系統綜合風險多目標決策方法、導截流及圍堰系統風險決策方法、導流系統設計風險配置及其均衡方法、導流建筑物設計洪水標準和截流標準的比選方法并對其工程應用等施工導截流及圍堰系統風險問題展開研究，為水利水電工程建設的風險決策提供理論基礎和技術支撐。 施工導流方案決策對水利水電工程費用投資、導流建筑物選型、主體建筑物施工進度及安全等都有關鍵影響，是水利水電工程建設安全、投資和效益的決定性因素之一，也是水利水電工程規劃設計中的重要環節。作為貫穿水利水電工程建設的關鍵性問題，國內外許多學者對水利水電工程導流方案的優選決策開展了較為深入的研究，取得了豐富的研究成果。 水電工程施工導流是一個復雜的系統工程，其*主要的目標是保證水利水電工程主體建筑物能夠順利施工完建，*終發揮經濟效益。早期的施工導流方案決策研究均以導流風險或風險的經濟性指標，即風險費用，作為評估導流方案優劣的標準，進行導流方案的單目標決策研究。但由于導流系統的風險目標常與成本、進度等其他目標存在矛盾，因此需要將其進行適當的變換后再作為決策指標。1989年王卓甫和姜樹海等在對施工導流系統風險率分析的基礎上，提出了風險損失費用概念，之后以導流工程的投資費用和風險損失費用總和為決策指標，建立了施工導流方案單目標決策模型。 在水利水電工程實際建設中，影響施工導流系統優劣的因素有很多，同時人們對導流工程的要求除了*基本的保證主體工程順利施工外，還要求費用低、進度快等，因此施工導流
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