【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(shè)計(jì)

2.2.2圍堰布置與設(shè)計(jì)一、圍堰的平面布置圍堰平面布置不當(dāng)，可能產(chǎn)生圍堰圍護(hù)的基坑面積過大，增加排水設(shè)備的容量，造成不必要的浪費(fèi)；圍堰圍護(hù)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(chǔ)，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(shí)滿足布置排水設(shè)施、道路交通以及堆放建筑材料和模板以及安放其他設(shè)備等需要。分期圍堰法導(dǎo)流時(shí)，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(dǎo)流時(shí)，圍堰盡量與河床中心線垂直。當(dāng)縱向圍堰不作為永久性建筑物的一部分時(shí)，基坑縱向坡坡趾距永久性建筑物輪廓距離應(yīng)滿足布置排水設(shè)施和堆放模板的需要。如無此需要時(shí)，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(yīng)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?qiáng)化練習(xí)】土石圍堰填筑材料中，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(kuò)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(kuò)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(jìn)行橫向圍堰與縱向圍堰防滲搭接。2.防沖圍堰上、下游轉(zhuǎn)角處由于流態(tài)發(fā)生劇烈改變，從而會淘刷堰腳及基礎(chǔ)。圍堰的防沖是指為防止局部淘刷導(dǎo)致圍堰潰決等后果而采取的保護(hù)措施。一般采用拋石護(hù)底、鉛絲籠護(hù)底、柴排護(hù)底等措施。在圍堰轉(zhuǎn)角處設(shè)置導(dǎo)流墻，也可以解決沖刷問題。四、圍堰防滲（一）圍堰基礎(chǔ)處理應(yīng)滿足強(qiáng)度、滲流、沉降變形等要求，圍堰堰基的防滲處理方案應(yīng)綜合考慮安全可靠，經(jīng)濟(jì)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(shí)

可設(shè)臨時(shí)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(yīng)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(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在擋水水頭不超過35m時(shí)宜優(yōu)先選用土工膜。（2）采用鋪蓋防滲時(shí)，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(hù)土石過水圍堰的類型應(yīng)根據(jù)圍堰過水時(shí)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(hù)措施：（1）過水前向基坑充水形成水墊；基坑邊坡覆蓋層預(yù)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(jìn)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(hù)，并設(shè)置反濾墊層。（3）可在堰腳巖基上設(shè)重力式鎮(zhèn)墩，也可在堰腳覆蓋層上設(shè)置柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)堰體坡腳和堰后基礎(chǔ)。（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(yīng)滿足下列要求：（1）土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)滿足表2.2.2-1的規(guī)定。（18年考點(diǎn)）土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)表圍堰級別計(jì)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(yīng)符合下列規(guī)定：（1）堰頂高程不低于設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(qiáng)化練習(xí)】某5級均質(zhì)土石圍堰，采用簡化畢肖普法驗(yàn)算其邊坡穩(wěn)定時(shí)，按《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303-2017）規(guī)定，其邊坡穩(wěn)定安