施工导流风险分析

第1章　施工导流风险分析原理

1.1　施工导流风险研究

1.2　施工风险

1.2.1　风险的定义

1.2.2　施工导流风险的定义

1.3　施工导流风险因素

1.3.1　施工洪水的随机性

1.3.2　导流建筑物的泄洪随机性

1.3.3　施工进度风险

1.3.4　其他随机因素

1.4　施工导流风险度计算方法

1.4.1　导流风险度计算方法

1.4.2　施工导流风险度的计算模型

1.4.3　溃堰风险计算

1.5　施工导流风险判别

1.5.1　导流系统风险率

1.5.2　当量洪水重现期

第2章　导流水力学计算

2.1　导流洞泄流水力学计算

2.1.1　流态判别

2.1.2　正常水深计算

2.1.3　临界水深计算

2.1.4　隧洞上游水位计算

2.2　导流底孔泄流水力学计算

2.2.1　无压流泄流公式

2.2.2　半有压流泄流公式

2.2.3　有压流泄流公式

2.2.4　考虑恢复落差影响的泄水能力计算

2.3　明渠泄流水力学计算

2.3.1　明渠均匀流

2.3.2　明渠非均匀流

2.3.3　束窄河床的水力学计算

2.4　挡水建筑物缺口的泄流水力学计算

2.5　导流建筑物联合泄流水力学计算

2.6　围堰冲刷水力学计算

2.6.1　过水围堰下游流态分析

2.6.2　面流消能方式的冲刷模式

2.6.3　围堰堰脚冲刷稳定判别分析

2.7　溃堰洪水演进水力学计算

2.7.1　一维非恒定流数值计算方法

2.7.2　有限体积法

2.7.3　有限单元法

第3章　施工洪水和导流建筑物泄水能力的不确定性分析

3.1　施工洪水不确定性分析

3.2　施工洪水不确定性模拟

3.2.1　随机变量的生成

3.2.2　施工洪水随机变量的融合

3.3　考虑实测洪水的随机施工洪水综合实例分析

3.3.1　实测洪水的历时分布实例分析

3.3.2　施工洪水随机模拟分析

3.4　导流建筑物泄流能力的不确定性分析

3.5　泄流能力的不确定性分析

3.5.1　泄流能力随机参数

3.5.2　泄流能力随机模拟与概率模型反演

第4章　土石过水围堰度汛风险分析

4.1　概述

4.2　土石过水围堰挡水期导流标准

4.2.1　过水围堰挡水期施工导流标准选择方法

4.2.2　现行频率分析法

4.2.3　不考虑历史洪水情况下挡水标准选择

4.3　土石过水围堰溢洪特性

4.3.1　概述

4.3.2　土石过水围堰溢洪工况与判别

4.4　土石过水围堰溢洪条件下护面稳定评价指标与评判

4.4.1　稳定评价指标

4.4.2　基于突变理论的堰面护板稳定性分析

4.5　土石过水围堰稳定性分析

4.5.1　护板稳定性分析

4.5.2　混凝土护板的失稳机理

4.5.3　带状混凝土护板的受力破坏机理分析

4.5.4　堰体渗透稳定性分析

4.5.5　过水围堰堰脚淘刷风险分析

4.6　过水围堰混凝土护板下反滤层的可靠性分析

4.6.1　反滤层的设计

4.6.2　反滤层设计的风险

4.7　土石过水围堰下游冲坑估计

4.7.1　常用的局部冲刷公式

4.7.2　冲刷公式

第5章　水电工程施工导流方案风险评价

5.1　概述

5.2　多目标决策的常用方法及相关理论

5.2.1　熵理论

5.2.2　效用理论

5.3　导流方案选择综合评价方法

5.3.1　评价指标体系

5.3.2　施工导流方案多目标决策方法

5.3.3　效用决策方法

5.4　施工导流标准多目标风险决策

5.4.1　施工导流标准决策的目标

5.4.2　导流标准多目标风险决策的指标分析

5.4.3　导流标准多目标风险决策的权重分析

5.4.4　基于期望效用理论的施工导流风险均衡配置

第6章　工程应用与分析

6.1　糯扎渡水电站初期导流标准多目标风险决策

6.1.1　工程概况

6.1.2　导流设计参数

6.1.3　糯扎渡水电站初期导流标准多目标风险决策

6.2　锦屏一级水电站初期导流风险分析

6.2.1　工程概况

6.2.2　导流设计参数

6.2.3　初期导流动态风险计算

6.2.4　锦屏一级水电站施工导流风险率计算成果

6.2.5　初期导流标准风险分析与讨论

6.3　鲁地拉水电站土石围堰度汛风险分析

6.3.1　工程概况

6.3.2　上下游土石过水围堰堰坡混凝土护板的稳定性分析

6.3.3　鲁地拉水电站上游过水围堰堰脚淘刷分析

6.4　向家坝水电站施工导流风险分析

6.4.1　向家坝水电站一期纵向围堰堰脚冲刷风险分析

6.4.2　向家坝水电站二期导流风险分析

6.4.3　向家坝水电站二期导流标准多目标风险决策

6.4.4　向家坝水电站中后期导流风险分析

6.5　观音岩水电站施工导流标准多目标决策分析

6.5.1　工程概况

6.5.2　观音岩水电站导流标准的决策目标

6.5.3　导流标准风险决策指标的计算方法

6.5.4　初拟施工导流标准备选方案

6.5.5　施工导流标准多目标决策计算成果及其分析

6.5.6　施工导流标准风险多目标决策分析的结论

6.6　江坪河水电站施工导流土石围堰溃堰分析

6.6.1　工程概况

6.6.2　溃堰洪水演进计算基本资料

6.6.3　溃堰洪水演进计算成果

6.7　大隆水利枢纽防洪风险图

6.7.1　工程概况

6.7.2　防洪图编制基本资料

参考文献 2100433B

《施工导流风险分析》系统全面地阐述了水利水电工程施工导流风险分析的理论与方法。主要内容包括：施工导流风险分析原理、施工水力学的计算、施工导流洪水的不确定性分析、导流建筑物泄水能力的不确定性分析、土石围堰度汛风险分析、过水围堰稳定性分析、水电工程施工导流方案风险评价及其工程应用实例。

根据工程施工进度及各个时期的泄水条件，施工导流可分为三个阶段：①初期导流，即围堰挡水阶段，从河床截流开始到坝体修建到围堰高程以上的时段。②中期导流，即坝体挡水阶段。此时导流泄水建筑物尚未封堵，汛期由坝体挡水。随着坝体升高，库容加大，防洪能力也逐步增大。③后期导流，即从导流泄水建筑物封堵到大坝全面修到设计高程的时段，永久泄水建筑物已投入运行。

施工导流设计中,要选定导流时段,即在挡水围堰工作延续时间内，是枯水期挡水还是全年挡水。应根据河流水文特性、主体工程施工特点及进度，合理划分与选择导流时段。导流设计应采用导流时段内设计频率的最大流量和洪量。小型工程应争取在一个枯水期建成，以简化导流设施；大中型工程一般难以在一个枯水期建成，可考虑全年导流，导流设计流量则以全年一定频率的洪水流量为准。当地材料坝坝体一般不允许过水，当坝体施工难以在汛期达到拦洪高程时，要按全年导流标准考虑围堰高程和导流建筑物规模。混凝土坝通常允许过水，可按全年导流标准考虑，也可按枯水期导流考虑。当采用分月设计频率的流量安排施工进度时，对河流水文特性需有充分论证，慎重对待。

导流设计标准即是对导流设计中所采用的设计流量频率的规定。对不同的导流阶段和不同的建筑物，规定的频率也不相同。总的要求是；初期导流阶段的洪水标准可低一些，中期和后期导流阶段的洪水标准逐步提高。当要求工程提前发挥作用(如提前发电)时，相应的导流阶段的防洪标准应高一些。对混凝土、浆砌石建筑，洪水标准低一些，对土石坝则要求的洪水标准较高。另一方面，导流设计标准也随永久建筑物的级别不同而有所不同。

施工导流定义

全段围堰法，又称一次拦断法或河床外导流。主河道被全段围堰一次拦断，水流被导向旁侧的泄水建筑物。

施工导流适用

多用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。

施工导流类型

隧洞导流

适用于两岸陡峻、山岩坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流或有永久性隧洞可供利用。

明渠导流

明渠导流适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道。在山区河道上如河槽形状明显不对称。

涵管导流

涵管导流多用于中小型土石坝工程，导流流量不超过1000/s。

渡槽导流

渡槽导流一般适用于小型工程的枯水期导流，导流流量不超过20～30/s，个别达100/s。

施工导流定义

分段围堰法，又称分期围堰法 或河床内导流，分期就是将河床围成若干个干地施工基坑，分段进行施工。分期就是从时间上将导流过程划分成阶段。分期是就时间而言，分段是就空间而言。工程实践中，两段两期导流采用最多。

适用：

河床较宽，流量大，工程工期较长的情况，易满足通航、过木、排冰等要求。

施工导流类型

①束窄河床导流

②底孔导流

③缺口导流

④梳齿导流

⑤厂房导流