整治建筑物的结构与设计

1、整治建筑物的结构与设计,一，丁坝,丁坝是坝根与河岸联接，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交或斜交，在平面上与河岸构成丁字形，横向阻水的整治建筑物。 主要作用： 未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩； 淹没后造成环流，横向导沙，增加航道水深； 调整分汊河道的分流比，控制分流； 淤高河滩，保护河岸或海塘； 挑出主流以防顶冲河岸和堤防等,1丁坝的不同形式 1）按丁坝的长度划分 长丁坝：丁坝长度1/3河宽 短丁坝：丁坝长度l/3河宽。 2）按丁坝外形划分 普通丁坝、勾头丁坝和丁顺坝。 普通丁坝为直线型 勾头丁坝在平面上坝头呈勾形。 下伸勾头坝 上伸勾头坝 “T”形勾头坝,3）按丁坝的挑流角划分 根据丁坝

2、轴线与水流的交角大小，即挑流角大小。 丁坝分为上挑丁坝、下挑丁坝和正挑丁坝三种。,4）按丁坝的相对高程划分 相对于设计最低通航水位而言，丁坝坝顶有高有低， 据此可将丁坝分为高水丁坝、中水丁坝、枯水丁坝和潜丁坝。,2 .丁坝对河道水流和泥沙的影响,1）非淹没丁坝的水流泥沙现象,图4-3 丁坝附近绕流现象,丁坝,2）淹没丁坝的水流泥沙现象,在凹岸一般采用正挑丁坝 布置在凸岸或弯道浅滩上口的丁坝宜采用下挑丁坝 布置在深槽内的丁坝通常采用正挑丁坝 布置在边滩上的丁坝则多采用正挑丁坝或下挑丁坝 丁坝群的首座丁坝应采用下挑丁坝。 在潮汐河段或流向顺逆不定的河段上，宜采用正挑丁坝。,图4-5 淹没丁坝水流泥

3、沙运动情况,在流速较大、来沙量小，以维持航槽稳定为主的浅滩，宜采用下挑丁坝。 在来沙量大、流速较小，要求冲刷航槽，淤积坝田为主的浅滩，可采用正挑丁坝或上挑丁坝。 用于壅高水位、调整比降、减缓流速的丁坝和护岸短丁坝，宜采用正挑丁坝。 用于调整流向或把航线挑离危险区的丁坝常用下挑丁坝。,3 .丁坝的作用,在山区河流的急险滩航道整治中： 调整流向，改善流态 壅高滩上水位，增加水深或调整比降、减缓局部地区流速，以便船舶利用缓流上滩。 在浅滩航道整治中： 束窄河床，束水归槽，集中水流冲深航槽; 与疏浚结合，减小挖槽回淤量，保持航道稳定性; 加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲刷时间；,3 .丁坝的作用,其

4、他： 调整分流比； 护岸，防止岸坡崩塌。 用丁坝调整流向，改善流态 用丁坝壅高滩上水位，以增加浅滩水深或调整急滩比降和流速 用丁坝形成错口，使船舶利用坝下回流区“搭跳”上滩； 用丁坝堵塞尖潭、倒套；,4.丁坝的平面布置,用于整治山区沙卵石浅滩 在枯水流量较大，浅区较短的沙卵石浅滩，丁坝布置宜少而精，通常采用带勾头的下挑丁坝 用于整治平原沙质浅滩 在过渡段浅滩，一般用丁坝固定边滩； 在交错浅滩，常用丁坝堵塞倒套，消除溢向倒套的漫滩水流 在散乱浅滩，丁坝应按规划的微弯形整治线布置，控制整治线的关键部位,用于整治山区弯道浅滩 在山区河流弯道浅滩，丁坝可布置在凹岸弯顶略上游，以调整水流，加强对凸岸碛嘴

5、的冲刷 用于整治山区急滩 对于某些山区急滩(包括滩段较短的窄槽型急滩)，可在滩口下的一岸布置或两岸同时布置丁坝，壅高水位，减缓滩口流速比降。,5.丁坝间距的确定,确定丁坝间距的原则 （1）为防止坝头、坝根受到冲刷，应使下一条丁坝的壅水影响能避免上一条丁坝的坝头发生较大的跌水现象。同时应使水流绕过坝头后形成的扩散水流边线能达到下一条丁坝有效长度范围内，避免坝根冲刷。 （2）能控制整治线的各个部位，特别是关键部位。使各条丁坝后的回流区边线的连线组成趋近于整治线的平滑曲线，不致因丁坝间距过大影响束水攻沙效果。 （3）应防止坝田内产生较大的流速，影响坝田淤积。 （4）治理浅滩时，淹没情况下，通过坝区的

6、流量小，主流区流量大。,确定丁坝间距的方法 （1）经验取值方法 （2）采用推求“尖灭点”位置的方法 （3）由回流区确定丁坝的间距,（1）对口丁坝及错口丁坝,6. 各类丁坝群的布置和作用,（2）阶梯式丁坝系统,用于整治山区弯道浅 在山区河流弯道浅滩，丁坝可布置在凹岸弯顶略上游，以调整水流，加强对凸岸碛嘴的冲刷 用于整治山区急滩 对于某些山区急滩(包括滩段较短的窄槽型急滩)，可在滩口下的一岸布置或两岸同时布置丁坝，壅高水位，减缓滩口流速比降。,3.顺坝布置原则 （1）顺坝上身常靠近整治线，布置在凹岸或主导河岸一侧 （2）顺坝走向与整治线大体一致，按需要做成直接或平缓曲线，坝头伸入或接近下深槽，并保

7、持水流平顺。 顺坝与水流交角不宜过大，洪、中、枯不一致，顺坝与中水方向一致，以免中水位漫顶产生“滑梁水”。 （3）以拦截横流为主的洲头、洲尾顺坝宜沿洲脊线布置，与江心州地形平顺衔接。 （4）两岸不宜同时布置顺坝，否则，施工后整治线宽度不合适，无法改正。 （5）坝头延伸至下深潭，避免水流突然扩散形成口门浅段；坝根布置在主流转向点上游。,三、锁坝 锁坝：从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物，又名堵坝 作用：塞支强干 坝顶高程：取决于设计水位下通航汊道需要的流量。 潜坝位置：进口、中部、出口,四、潜坝 潜坝：在最枯水位时均潜没在水下而不碍航的建筑物 作用：壅高上游水位，调整比降，增加水深； 促淤赶沙

8、，减少过水断面和消除不良流态等。,图4-12 莱茵河下游里斯深槽回填,整治建筑物结构设计,一、抛石丁坝,1材料选用及粒径确定 抛石坝的石质，要选未风化的不溶于水的岩石 忌用页岩和疏松的砾岩等。 一般多用花岗岩、砂岩、玄武岩和石灰岩。 块石应具有合理的级配，坝身不宜采用片状石 坝体应按设计要求嵌砌牢固。,(三)土心抛石丁坝,采用砂土或粘土料填筑坝体，块石护脚护坡，沉排护底。对于石料缺乏的平原河流这种坝型较经济实用。同时这类坝型的坝心土料还可以利用水力冲填方法修筑，大部分工作可以机械完成。 土心丁坝因具有较好的护岸导溜作用，在我国黄河中、下游及北方中、小河流广泛使用。 按照施工方法的不同，黄河下游

9、土心丁坝又分为旱工、水工两种。,(四)井柱坝 井柱坝是用钢筋混凝土栅栏所构成的透水建筑物。井柱坝吸收了木桩编篱坝、厢埽和透水石笼工程的优点，且维修工作量小，坚固耐用。井柱丁坝可起滞流落淤、护滩保堤和控导流势的作用。1966年，井柱坝已在长江口南岸海塘上运用，后推广到海河、黄河护滩护堤工程中。,(五)网坝 网坝是用铁丝或塑料、尼龙绳编成网屏，将网屏系挂在桩上所建成的活动透水建筑物。按照网屏固定方式的不同，可以分为桩网坝和浮网坝两种。桩网坝与我国古代使用的木桩编篱坝或篱屏坝相似，先在河床上打一排木桩或混凝土桩，桩头露出水面，网屏挂在桩上。浮网坝只将桩头露出河底，或用坠体代替，把网屏下缘挂在其上，网

10、屏上缘悬挂浮物，使网体漂浮在水中。,浮网坝的作用主要是缓流促淤，多用于团滩促淤、围垦和护岸，也能引导水流，刷深航槽，同时在海岸工程中，具有消波消能作用。,2丁坝的断面尺寸,3坝根的保护,在坝根与河岸坡面连接段，根据岸坡的地形，采取坝顶纵坡，紧靠坝根上下游河岸，各建一定长度的护岸。 其长度视土质、流速、坝轴线与水流交角而定。 我国山区河流整治的经验认为：上游护岸515m长，下游护岸1025m长，并高出坝根13m，一些小河上往往只要护310m范围就够了。,4坝头处理 一般采取如下措施： （1）将坝头放宽成梨形，即在背水面将坝顶加宽1/31/2倍，并将头部作成圆滑曲线； （2）放缓坝头向河坡，采用1：31：5坡度； （3）加大坝头处的河底面积，护底伸出512m，一般采用沉排； （4）在坝头下游一侧加设一段与水流方向平行的顺坝，使坝轴线成勾头状。,5丁坝坝基处理 山区河流的河床多为基岩和卵石覆盖，坝基一般不需要处理。在卵石粒径较小且松散的地方，可先沿坝轴线平抛一层块石护底，然后再进行筑坝。 在平原河流和河床易冲刷的河段，应采取可靠的护底措施。护底采用柴排或土工织物软体排。由于梢料来源