【水利水電】陳靈利 教材精講班教案 17-第1篇-第2章-2.2.2-圍堰布置與設計

2.2.2圍堰布置與設計一、圍堰的平面布置圍堰平面布置不當，可能產(chǎn)生圍堰圍護的基坑面積過大，增加排水設備的容量，造成不必要的浪費；圍堰圍護的基坑面積過小，會妨礙永久性建筑物的正常施工，影響工期，有可能造成泄水不暢，沖刷圍堰及其基礎，影響永久性建筑物施工安全。上、下游橫向圍堰的布置取決于永久性建筑物的輪廓。一般情況下，圍堰背水坡坡腳距永久性建筑物基坑開挖輪廓線不宜小于10m，同時滿足布置排水設施、道路交通以及堆放建筑材料和模板以及安放其他設備等需要。分期圍堰法導流時，上、下游橫向圍堰一般不與河床中心線垂直。其平面布置通常為梯形，既有利于水流順暢，也便于道路交通的布置和銜接。采用全段圍堰導流時，圍堰盡量與河床中心線垂直。當縱向圍堰不作為永久性建筑物的一部分時，基坑縱向坡坡趾距永久性建筑物輪廓距離應滿足布置排水設施和堆放模板的需要。如無此需要時，一般只留0.4~0.6m的距離。二、土石圍堰填筑材料土石圍堰按填筑材料可分為均質(zhì)土圍堰和土石混合圍堰；按堰體防滲體可分為斜墻圍堰、心墻圍堰。其中，土石圍堰填筑材料應符合下列要求：（1）均質(zhì)土石圍堰填筑材料滲透系數(shù)不宜大于1×10-4cm/s；防滲體土料滲透系數(shù)不宜大于1×10-5cm/s。（2）心墻或斜墻土石圍堰堰殼填筑料滲透系數(shù)大于1×10-3cm/s，可采用天然砂卵石或石渣。（3）反濾料和過渡層料優(yōu)先選用滿足級配要求的天然砂礫石料?！緩娀毩暋客潦瘒咛钪牧现?，心墻或斜墻土石圍堰堰殼填筑料滲透系數(shù)，可以為（）。A.0.0001cm/sB.0.0005cm/sC.0.0009cm/sD.0.005cm/s答案：D解析：心墻或斜墻土石圍堰堰殼填筑料滲透系數(shù)大于1×10-3cm/s，可采用天然砂卵石或石渣，故選D。三、圍堰的接頭和防沖1.接頭圍堰的接頭是指圍堰與圍堰之間、圍堰與其他建筑物之間以及圍堰與岸坡之間的連接。土石圍堰與岸坡的接頭，主要通過擴大接觸面和嵌入岸坡的方法，以延長塑性防滲體的接觸范圍，防止集中繞滲破壞。土石圍堰與混凝土縱向圍堰的接頭，通常采用刺墻形式插入土石圍堰的塑性防滲體中，并將接頭的防滲體斷面擴大，以保證在任一高程處均能滿足滲徑長度要求；也可以利用土工膜進行橫向圍堰與縱向圍堰防滲搭接。2.防沖圍堰上、下游轉角處由于流態(tài)發(fā)生劇烈改變，從而會淘刷堰腳及基礎。圍堰的防沖是指為防止局部淘刷導致圍堰潰決等后果而采取的保護措施。一般采用拋石護底、鉛絲籠護底、柴排護底等措施。在圍堰轉角處設置導流墻，也可以解決沖刷問題。四、圍堰防滲（一）圍堰基礎處理應滿足強度、滲流、沉降變形等要求，圍堰堰基的防滲處理方案應綜合考慮安全可靠，經(jīng)濟合理，施工簡單等因素。覆蓋層厚度和組成方式覆蓋層及水深較淺時

可設臨時低圍堰抽水開挖齒槽，或在水下開挖齒槽，修建截水墻防滲滿足滲透條件下位于深厚覆蓋層上

低水頭圍堰：可采用鋪蓋或懸掛式防滲形式卵石和漂石含量多的地層

不宜采用鋼板樁（二）土石圍堰堰體防滲材料土石圍堰堰體防滲材料應根據(jù)料源情況、堰基防滲形式、施工條件及環(huán)保要求等綜合比選確定。堰體防滲材料選擇應符合下列規(guī)定：（1）在擋水水頭不超過35m時宜優(yōu)先選用土工膜。（2）采用鋪蓋防滲時，堰基覆蓋層滲透系數(shù)與鋪蓋土料滲透系數(shù)的比值宜大于50，鋪蓋土料滲透系數(shù)宜小于1×10-4cm/s，鋪蓋厚度不宜小于2m。五、土石過水圍堰的防護土石過水圍堰的類型應根據(jù)圍堰過水時的水力條件、堰基覆蓋層厚度、圍堰施工工期要求等條件綜合分析確定。對不利的溢流情況，可通過有效措施改善其流態(tài)及上、下游面銜接，并采取下列防護措施：（1）過水前向基坑充水形成水墊；基坑邊坡覆蓋層預先作好反濾壓坡。（2）土石過水圍堰溢流面形式和防沖材料宜進行方案比較；溢流面可根據(jù)水力條件、施工條件等因素采用鋼筋石籠、大塊石（串）、合金網(wǎng)石兜或混凝土板等保護，并設置反濾墊層。（3）可在堰腳巖基上設重力式鎮(zhèn)墩，也可在堰腳覆蓋層上設置柔性防護結構，保護堰體坡腳和堰后基礎。（4）過水圍堰堰頂橫河向宜做成兩岸高、中間低的斷面形式，并在兩岸接頭處采取防止岸坡沖刷的工程措施，保證過水水流位于主河道，以減少水流對兩岸接頭及堰后岸坡的沖刷破壞。六、圍堰穩(wěn)定及堰頂高程1.圍堰穩(wěn)定土石圍堰、混凝土圍堰與漿砌石圍堰的穩(wěn)定安全系數(shù)應滿足下列要求：（1）土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應滿足表2.2.2-1的規(guī)定。（18年考點）土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)表圍堰級別計算方法瑞典圓弧法簡化畢肖普法3級≥1.20≥1.304級、5級≥1.05≥1.152.圍堰堰頂高程不過水圍堰堰頂高程和堰頂安全加高值應符合下列規(guī)定：（1）堰頂高程不低于設計洪水的靜水位與波浪高度及堰頂安全加高值之和，其堰頂安全加高不低于下表。（2）土石圍堰防滲體頂部在設計洪水靜水位以上的加高值：斜墻式防滲體為0.6~0.8m；心墻式防滲體為0.3~0.6m。不過水圍堰堰頂安全加高下限值（m）圍堰類型圍堰級別（單位：m）34~5土石圍堰0.70.5混凝土圍堰、漿砌石圍堰0.40.3【強化練習】某5級均質(zhì)土石圍堰，采用簡化畢肖普法驗算其邊坡穩(wěn)定時，按《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL303-2017）規(guī)定，其邊坡穩(wěn)定安