第1章施工导流第二节围堰工程.ppt

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1、第二节第二节 围堰工程围堰工程 1、围堰围堰临时性临时性挡水水工建筑物。2、作用作用围护河床中基坑、保证水工建筑物施工在干地上进行。3、特点特点：工期短,使用时间不长。水下施工，质量不易保证需拆除。一、类型一、类型 1、按材料材料分：土石围堰、砼围堰、钢板桩土石围堰、砼围堰、钢板桩格型围堰格型围堰、木笼围堰、草土围堰。2、按与水流的相对位置与水流的相对位置分：横向围堰、纵横向围堰、纵向围堰向围堰。3、按导流期间基坑是否允许淹没是否允许淹没（过水）水分：过水围堰、不过水围堰过水围堰、不过水围堰。4、按施工期施工期划分：一期围堰、二期围堰一期围堰、二期围堰等 可按组合方式对围堰命名。二、围堰的一般

2、布置设计原则1.1.具有足够的具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性稳定性、防渗性、抗冲性和一和一定的强度；定的强度；2.2.就地取材就地取材造价便宜造价便宜，结构简单结构简单；3.3.围堰的布置应力求使围堰的布置应力求使水流平顺水流平顺；（1 1）围堰与水流的作用即不影响泄流能力又不能）围堰与水流的作用即不影响泄流能力又不能对围堰产生过大冲刷。对围堰产生过大冲刷。（2 2）不影响基坑开挖和主体建筑物施工。）不影响基坑开挖和主体建筑物施工。分段围堰分段围堰上下游围堰一般不与河床中心线上下游围堰一般不与河床中心线垂直垂直（使水流顺畅）。（使水流顺畅）。全段围堰全段围堰围堰与主河道垂直围堰与主河道垂直（

3、减少工程量）（减少工程量）4.4.围堰的接头和岸坡联结要安全可靠；围堰的接头和岸坡联结要安全可靠；5.5.在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。二、围堰的布置设计原则4.4.围堰的围堰的接头接头和和岸坡联结岸坡联结要要安全可靠安全可靠；5.5.在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。在必要时，应能抵抗冰凌、船筏冲击。三、围堰布置三、围堰布置1、围堰的平面布置：、围堰的平面布置：横向围堰横向围堰：基坑坡趾离主体工程轮廓的距离：基坑坡趾离主体工程轮廓的距离大于大于2030m；围堰内坡脚离基坑开挖边线的距离；围堰内坡脚离基坑开挖边线的距离大于大于23m。纵向围堰纵向围堰：基坑

4、坡趾离主体工程轮廓线距离（：基坑坡趾离主体工程轮廓线距离（0.40.6）小于）小于2m。围堰与泄水建筑物距离：围堰与泄水建筑物距离：一般距进口一般距进口10m50m，混凝土，混凝土10m30m，土石，土石30m50m；距出口距出口30m100m。混凝土。混凝土30m50m，土石，土石50m100m。三、围堰布置三、围堰布置1、围堰的平面布置：、围堰的平面布置：围堰位置应尽量避免两岸溪流。围堰位置应尽量避免两岸溪流。如葛洲坝工程下游围堰与右岸岸坡接头位于紫阳如葛洲坝工程下游围堰与右岸岸坡接头位于紫阳河出口（实测最大流量达河出口（实测最大流量达20秒立方。）设计打一条长秒立方。）设计打一条长138

5、m，宽，宽4m，高，高4.5m的改道隧洞将河出口移向下游的改道隧洞将河出口移向下游200m到长江。运行效果很好。到长江。运行效果很好。横向围堰与纵向围堰的交角通常横向围堰与纵向围堰的交角通常1200900纵向围堰的长度一般伸出上下游横向围堰坡脚纵向围堰的长度一般伸出上下游横向围堰坡脚10m30m。2.围堰设计围堰设计 (1)堰顶高程计算：堰顶高程计算：（A）横向围堰横向围堰 下游下游原河床水位原河床水位+风浪爬高风浪爬高+安全超高安全超高 Hd=hd+ha+上游上游堰前壅高水位堰前壅高水位+风浪爬高风浪爬高+安全超高安全超高 Hu=(hd+z)+ha+（B）纵向围堰纵向围堰 堰顶高程应与堰侧水

6、面曲线相适应。通常纵向围堰堰顶高程应与堰侧水面曲线相适应。通常纵向围堰堰顶面往往作成阶梯或倾斜状，其上下游高程与相应堰顶面往往作成阶梯或倾斜状，其上下游高程与相应的横向围堰同高的横向围堰同高2.围堰设计围堰设计（2）边坡设计边坡设计（3）防渗计算防渗计算（4）稳定计算稳定计算（5）强度分析强度分析结合具体的围堰型式结合具体的围堰型式四、四、围堰的防冲围堰的防冲 围堰堰体与堰脚处基础是否会受到水流淘刷围堰堰体与堰脚处基础是否会受到水流淘刷，在很大程度上与，在很大程度上与围堰平面布置的外型轮廓围堰平面布置的外型轮廓有关有关。对于全段围堰法导流的上下游横向围堰，应使围对于全段围堰法导流的上下游横向围

7、堰，应使围堰与泄水建筑物进出口堰与泄水建筑物进出口保持足够的距离保持足够的距离；对于分段围堰法导流，围堰附近的流速流态与围对于分段围堰法导流，围堰附近的流速流态与围堰的堰的平面布置密切相关平面布置密切相关。其中。其中纵向围堰的外型轮纵向围堰的外型轮廓对防冲影响最大廓对防冲影响最大。1、纵向围堰的两种典型布置、纵向围堰的两种典型布置 流线型布置：头部做成流线型布置：头部做成曲线形导水翼墙曲线形导水翼墙。适用于。适用于堰体耐冲的钢板桩、砼围堰以及纵向围堰基础抗冲堰体耐冲的钢板桩、砼围堰以及纵向围堰基础抗冲能力强的。、能力强的。、挑流式布置：利用挑流式布置：利用丁坝或矶头丁坝或矶头将主流挑开，使纵将

8、主流挑开，使纵向围堰沿线附近形成回流区。要对回流强度加以控向围堰沿线附近形成回流区。要对回流强度加以控制，就可简化全线防冲措施，但挑流丁坝或矶头附制，就可简化全线防冲措施，但挑流丁坝或矶头附近，需加强防冲，这种布置原则也称为近，需加强防冲，这种布置原则也称为“守点护线守点护线”四、围堰的防冲2 2、围堰的防冲措施：围堰的防冲措施：抛石护脚抛石护脚;护底范围与可能产生的冲刷坑大小相关。护脚护底范围与可能产生的冲刷坑大小相关。护脚长度约为围堰纵向段长度的一半。纵向围堰外防长度约为围堰纵向段长度的一半。纵向围堰外防冲护底可能局部冲刷计算深度的冲护底可能局部冲刷计算深度的2 23 3倍。（富春倍。（富

9、春江、新安江）江、新安江）柴排护脚柴排护脚;沉排流速要求沉排流速要求1m/s1m/s，不能采用机械化施工，主，不能采用机械化施工，主要用于中小型工程要用于中小型工程 钢筋混凝土柔性排护脚钢筋混凝土柔性排护脚;四、围堰的防冲 第二节 围堰工程 五、围堰结构类型1.土石围堰土石围堰1.1.土石围堰（与土石坝相似土石围堰（与土石坝相似 ）不过水土石围堰是水利水电工程中应用不过水土石围堰是水利水电工程中应用最广泛最广泛的一种围堰型式。的一种围堰型式。优点：优点：就地取材、机械化施工、拆除方便。就地取材、机械化施工、拆除方便。它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构造它能充分利用当地材料或废弃的土石方，构

10、造简单，施工方便，可以在动水中、深水中、岩简单，施工方便，可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建。基上或有覆盖层的河床上修建。缺点：缺点：其工程量大，堰身沉陷变形也较大，一般其工程量大，堰身沉陷变形也较大，一般不允许堰顶过水。不允许堰顶过水。五、围堰结构类型五、围堰结构类型1不过水土石围堰不过水土石围堰 1）典型断面型式）典型断面型式 斜墙式：斜墙式：基岩河床 斜墙带水平铺盖式：斜墙带水平铺盖式：覆盖层厚度不大 垂直防渗墙式：垂直防渗墙式：覆盖层较厚、当地没有足够 数量的防渗料 帷幕灌浆式：帷幕灌浆式：覆盖层较厚、当地没有足够 数量的防渗料 心墙式：心墙式：覆盖层厚度适中、围堰较高

11、斜墙式：防滤体与堰壳施工干扰小。斜墙式：防滤体与堰壳施工干扰小。心墙式：水下施工，土料固结慢、抗剪强度低。心墙式：水下施工，土料固结慢、抗剪强度低。覆盖层 堰体：维持围堰挡水稳定；斜墙：堰体防渗；铺盖：覆盖层防渗；排水体：排出渗入心墙后堰体内的水；反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走；护坡：保护坡面；堰体：维持围堰挡水稳定；心墙：堰体防渗；齿墙：覆盖层防渗；排水体：排出渗入心墙后堰体内的水；反滤层：防止小颗粒经大颗粒孔隙被渗水带走；护坡：保护坡面；2）材料：）材料：堰壳：各类石碴、砂卵石堰壳：各类石碴、砂卵石 堆石体边坡堆石体边坡1:1.21:1.5，砂砾石及石渣边坡，砂砾石及石渣边坡1:

12、21:1.8；堰体高度；堰体高度8m10m，增设一道宽，增设一道宽1.5m2m的马道；的马道；防渗体：粘土、土壤、风化砂、混凝土、土工膜、防渗体：粘土、土壤、风化砂、混凝土、土工膜、帷幕灌浆帷幕灌浆 防渗土料心墙顶宽防渗土料心墙顶宽1m2m；边坡；边坡1:0.21:0.5；防渗体与堰壳之间反滤层最小厚防渗体与堰壳之间反滤层最小厚0.51.0m。反滤料：砂卵石或砾石，用粒径略加控制的反滤料：砂卵石或砾石，用粒径略加控制的12层，砂砾、石混合料做过滤带层，砂砾、石混合料做过滤带3）接头处理：）接头处理：土石围堰的接头处理与岸坡接头：通过扩大接触通过扩大接触面和嵌入岸坡延长渗径面和嵌入岸坡延长渗径。

13、与混凝土纵向围堰：采用刺墙型式刺墙型式插入土石围堰的塑性防渗体中，并将接头的防渗体断面扩大。4）围堰的拆除：）围堰的拆除：一般是在运用期的最后一个汛期过后，随上游水位的下降，逐层拆除围堰背水坡和水上部分逐层拆除围堰背水坡和水上部分，一般土石围堰的拆除可用挖土机开挖、爆破或人工开挖。程序如图三峡二期土石围堰典型剖面图三峡二期土石围堰典型剖面图龙滩水电工程下游碾压混凝 土围堰爆破现场2、土石过水围堰 土石围堰是散粒体结构，在一般条件下不允许过水。当采用允许基坑淹没的导流方基坑淹没的导流方式式时，围堰堰体必须允许过水。围堰过水会对堰体造成破坏：（1）水流沿下游坡面下泄，冲刷堰体表面（2）堰体内渗流会

14、引起下游坡面滑动。导致溃堰 因此，过水土石围堰的下游坡面及堰脚应采取可靠的加固保护措施。2、土石过水围堰 土石围堰堰顶过水的关键在于对堰面及堰脚附近基础是否有简易可靠的加固保护措施。目前较多的措施有三类：（1）混凝土溢流面板（2）大块石护面（3）加筋与钢丝网护面。混凝土溢流面板（流速大于7m/s）溢流面板的尺寸及结构溢流面板的尺寸及结构 尺寸尺寸：初拟厚可为0.42.5m，边长2.58m，最后应通过强度核算和稳定分析。施工施工：面板可预制也可现浇，但安装或浇筑时应错缝、跳仓，施工顺序从坡脚向堰顶进行。构造构造：相邻面板可用直径616mm的钢筋连接在一起，既有整体性又有一定的柔性，以适应变形。面

15、板可锚定于稳定的堆石体，锚定钢筋直径2025mm，间距3.03.8m。面板通常设排水孔，但在下游水位以上可不设。排水孔径1015cm，孔间距一般为23m，排距1.01.5m。大块石护面过水土石围堰大块石护面过水土石围堰 小型工程较为普遍，作为大型水利水电工程的过水围堰国内很少 过水流量小于40m3/(s.m)，流速在5m/s以内可用，卡里巴工程采用此法。大块石护面过水堆石围堰。设计断面一般分两期。大块石护面过水土石围堰主要适用土料斜墙堆石围堰，断面尺寸拟定等均可按堆石坝设计加筋过水堆石围堰 在围堰下游坡面上铺设钢筋网钢筋网，防止坡面块石被冲走，并在下游部位的堰体内埋设水平向主锚筋水平向主锚筋，

16、以防下游坡连同堰体一起滑动。主要用于堆石坝过水主要用于堆石坝过水，造价一般比混凝土溢流面护面低，流速5m/s7m/s 构造构造：钢筋网由纵向主筋、横向构造筋和横向加强筋组成，如图。一般纵向主筋直径1029mm，间距1045cm；横向构造筋直径725mm，间距1522.5cm；横向加强筋直径为1929mm，间距1.53.0m。横向钢筋应放置在纵向主筋的下面。水平向主锚筋一般直径为1938mm，垂直间距与横向加强筋间距相同，水平间距0.231.5m。过水土石围堰消能方式消能方式：混凝土溢流面板与岩基上的混凝土挡墙相接的陡槽式陡槽式 堰后用护底的顺坡式顺坡式 坡面挑流平台式挑流平台式 混凝土溢流面板与岩基上的混凝土挡墙相接的混凝土溢流面板与岩基上的混凝土挡墙相接的陡陡槽式槽式：优点：优点：整体性好、结构可靠，尤其是堰后水深较小，不可能形成面流式水跃衔接时可考虑。上犹江工程采用比较成功；其主要缺点是：其主要缺点是：施工干扰大特别是覆盖层较厚的河床。因其挡墙施工前需要利用围堰临时挡水，进行基坑排水、开挖覆盖层。堰后用护底的堰后用护底的顺坡式顺坡式：堰后不做挡墙，采用大型竹笼、铅丝笼、梢捆或柴排护