堤防工程施工工艺[详细]

1、堤防工程(一)防护堤施工工艺标准一、防护堤线路的 选择防护堤线路的 选择应注意以下几点:(1)防护堤应选择在层次单一,土质坚实的 堤坝上,尽量避开易液化的 粉细砂地基和淤泥地带,以保证地基的 稳定性.当堤坝有可能产生冲刷时,应尽量选择在堤坝稳定边线以外.(2)防护堤的 线路应尽量布置在堤坝地形较高的 地方,以减小 防护堤的 高度 ,同时线路也应尽量顺直,以缩短防护堤的 长度 ,减小 防护堤的 工程量.此外还应考虑到能够就地取材,便于施工.(3)防护堤的 线路不应顶冲迎流,同时防护堤的 修建也不应使河道过水断面缩窄,影响河道的 行洪.(4)防护堤的 线路应尽量少占农田和拆迁民房,并应考虑到汛期防

2、洪抢险的 交通要求和对外联系.(5)防护堤与所防护的 城镇边沿之间应有足够宽阔的 空地,以便于布置排水设施和防护堤的 施工及养护管理.(6)当防护堤同时作为交通道路时,防护堤转折处的 弯曲半径应根据堤高及道路等级要求确定.(7)防护堤线路的 选择最终应根据技术经济比较后确定.二、防护堤的 类型防护堤通常都采用土料建造,其类型有均质防护堤,斜墙式防护堤和心墙式防护堤等三种,其中最常采用的 是均质土料防护堤.均质防护堤是由单一的 同一种土料修建的 ,这种型式的 防护堤结构简单,施I方便,如果筑堤地点附近有足够的 适宜土料,则常采用这种类型的 防护堤.斜墙式防护堤的 上游面(迎水面)是用透水性较小

3、的 土料填筑,以防堤身渗水,称为防斜墙,堤身的 其余部分则用透水性较大的 土料(如砂、砂砾石、砾卵石等)填筑.心墙式防护堤的 堤身中部是用透水性较小 的 土料填筑,起到防渗的 作用,称为防渗心墙,堤身的 其余部分则用透水性较大的 土料填筑.防护堤的 类型应根据地形、地质条件,筑堤材料的 性质、储量和运距,气候条件和施工条件来进行综合分析和比较,初步选择防护堤的 型式,拟定断面轮廓,然后进一步分析比较工程量、造价、工期,根据技术上可靠,经济上合理的 原则,最后选定防护堤的 类型.三、筑堤的 土料筑堤土料应该就地取材,便于施工,而且不易受冲刷和产生开裂,同时土料的 抗渗性能和密实性能也都比较好.1

4、均质防护堤修筑均质防护堤的 土料应具有一定的 不透水性和可塑性,粘粒含量适宜,土中有机物和水溶性盐类的 含量不超过允许的 数值.通常选择渗透系数不大于1X10-4厘米/s,粘粒含量为10%25%的 壤土.粘粒含量过大,施工比较困难;而粘粒含量过小 ,则防渗性能差,而且抗剪强度 小 ,也容易产生液化.土的 可塑性不仅影响到土料填筑时的 碾压效果,而且影响到今后堤身适应变形的 能力.对于均质防护堤,一般以塑性指数在7以上的 轻壤土和中壤土为最好.土中有机物的 含量,按重量计以不超过5%为宜.水溶性盐类的 含量,按重量计以不超过3%5%为宜.所谓水溶性盐类,通常是指氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、磷

5、酸钙、磷酸铁和石膏等物质,这些物质易于被水溶滤,溶滤后将增大土的 压缩性,降低土的 强度 .,我国西北地区的 黄土,虽然其天然密度 小 ,湿陷性大,但在适当的 填筑含水量和压实密度 的 情况下,仍为修筑均质土堤的 良好材料.2斜墙和心墙用作斜墙和心墙的 土料,一般要求其渗透系数不大于1X105/s,土料的 塑性指数在720之间,粘粒含量在15%30%.塑性指数在1017之间的 中壤土和重壤土是填筑斜墙和心墙的 较理想的 土料.粘粒含量在40%60%,塑性指数在1720的 砂质粘土和轻粘土也可使用,但应用非粘性土较好地保护,以免干裂和冰冻.3石料用作排水和护坡的 石料,除了 应有较高的 抗水性和

6、耐风性能力外,还应有足够的 强度 ,软化系数不小 于075085,岩石孔隙率不大于3,吸水率不大于08,而且不易受水的 溶蚀.石块应具有一定重量,一般应不小 于22kN/米3.此外,石料还应具有一定的 抗冻性,冻融25次以后的 饱和抗压强度 应不小 于(3949)103kPa.我国黄河大堤所用的 土料中,粉质壤土和粉质粘土约占60%,粉质砂壤土和粉土约占40%;长江荆江大堤和淮河里运河东堤的 筑堤土料绝大部分是粉质壤土,少数是粉质粘土和粉质砂壤土;淮北大堤的 筑堤土料大部分是砂壤土,少数是普通壤土和粘土.堤身一般是单一土料的 均质断面,土的 干容重为140155kN/米3.在荆江大堤,干容重最

7、大者达1730kN/米3,最小 者为123kN/米3.四、防护堤边坡的 护坡为了 防止风,风浪、冰、雨水、温度 变化和河道中水位变化等因素对防护堤边坡的 影响,防护堤的 迎水坡和背水坡应进行护坡.常用的 护坡型式有以下几种:(1)草皮护坡.是在防护堤边坡上铺砌厚度 为1015厘米的 草皮,并用直径为2厘米,长约30厘米的 小 木桩将草皮牢固地钉在边坡上.对于防护堤的 背水边坡,在暴雨时为了 能排除坝坡上的 雨水,常用碎石在边坡上铺成方格形,在方格中铺砌草皮或植草.碎石层的 宽度 约为1530,方格的 间距为1520厘米,如图5-3所示.(2)植物护坡.在防护堤的 迎水坡上,种植能在水中生长的

8、灌木,灌木在边坡上分行种植,每行的 间距为2050厘米,每行中各株的 间距为1020厘米.植物护坡不仅能防止风浪对防护堤边坡的 冲刷,而且在一定程度 上还能起到消能的 作用.(3)砖护坡.是在防护堤的 边坡上先铺筑一层厚度 为1020厘米的 砾石垫层,然后在垫层上铺砌一层单层砖,如图5-4所示.砖的 铺砌可采用平铺,也可以采用侧铺或竖铺,前者用于风浪较小 的 情况,后者则用于风浪较大的 情况.在砖护坡的 底部应用木料保护,如图5-4所示.(4)编柳填石护坡.用柳枝编成07米X09米或10米l0米的 方格,在方格中填石,其高度 一般不超过05米,方格的 各边与防护堤的 轴线成450角.(5)石笼

9、护坡.用铅丝编成宽2米,长6米,高度 为05米左右的 铅丝笼,放置在防护堤的 边坡上,然后在铅丝笼中填以石块,并将铅丝笼封闭,即成石笼护坡.(6)堆石及砌石护坡.堆石及砌石护坡的 厚度 决定于河道风浪的 情况,通常有下列四种型式:用厚度 为05075米的 堆石作表层,其下铺设厚度 为0203米的 碎石或砾石垫层.用厚度 为0304米的 堆石作表层,其下铺设厚度 为02025米的 砾石或碎石垫层.用厚度 为0405米的 双层砌石作表层,其下铺设厚度 为02025米的 砾石或碎石垫层;用厚度 为02035米的 单层砌石作表层,其下铺设厚度 为015020米的 砾石或碎石垫层.对于无粘性土的 迎水边

10、坡,在垫层以下应铺设一层厚度 为010020米的 砂垫层,此时护坡的 颗粒组成应按反滤层的 要求铺设.对于粘性土的 迎水坡,在垫层下也应加一层砂垫层,其厚度 决定于当地的 冰冻深度 .在堆石或砌石护坡的 底部,应设深度 为0610米的 浆砌石或混凝土保护齿墙.(7)混凝土护坡.通常采用宽度 为1530米,长度 为30米,厚度 为015020米,现场浇筑的 混凝土板做成,在两块混凝土板的 接缝处,设置厚度 为0510cra的 接缝木板.有时也常采用尺寸为03米X04米,厚度 为015020米的 六角形预制混凝土板铺设,在混凝土护面的 下面,应铺设厚度 为015020米的 砾石或碎石垫层.若筑堤土

11、料为非粘性土,则在砾石及碎石垫层下还应铺设厚度 为012015米的 砂垫层.(8)钢筋混凝土护坡.钢筋混凝土护坡可做成钢筋混凝土板护坡,也可以用钢筋混凝土做成宽度 为1015米,高度 为03米,厚度 为015020米的 正方形梁格,在梁格中填石块,在石块层的 下面铺设厚度 为015020米的 砾石或碎石垫层.通常钢筋混凝土格的 轴线与防护堤的 轴线布置成450,在钢筋混凝土格梁内,沿梁高的 上下面设置直径为6米米的 两层钢筋.五、堤坝及其地基的 渗流破坏堤坝及其地基在渗流的 作用下,土中的 细小 颗粒常常会随着渗透水流被带出坝体及其地基,使得土的 孔隙变大.由于土的 孔隙增大,土中较大的 颗粒

12、也能够被渗透水流带走,按照这种情况逐渐发展,堤坝坝体或其地基内就逐渐形成一个管状的 渗流通道,称为管涌现象.随着管涌的 继续发展,坝体或其地基内就会形成空洞,以致造成坝体或其地基的 塌陷或坍滑.在有些情况下,位于坝体及其地基的 渗透水流出逸处,在渗透压力作用下,一定范围内的 土体会产生移动,这种现象称为流土.无论是发生管涌现象还是流土现象,最终都会导致堤坝的 破坏和失事,所以在堤坝的 设计中要采取相应的 措施避免这种现象的 发生.(一)管涌和流土的 判别管涌和流土的 发生不仅与渗透水流的 情况(渗透压力、渗透坡降等)有关,而且也与堤坝坝体及其地基的 土的 颗粒级配有关,所以对管涌和流土的 判别

13、,应从土的 颗粒组成和渗流坡降两方面来进行分析.1细颗粒的 含量根据一些人的 研究认为,管涌和流土的 发生与土中细颗粒土料充填粗颗粒土料孔隙的 程度 有关,细料充填粗料孔隙的 程度 愈充分、愈密实,则土的 渗透性就愈小 ,因而产生管涌的 可能性就愈小 ,而产生流土的 可能性就愈大;反之,若细料充填粗料孔隙的 程度 愈不充分,则土的 渗透性就愈大,此时产生管涌的 可能性就愈大,而产生流土的 可能性就愈小 .2渗透破坏的 临界坡降(1)管涌临界坡降当渗流的 方向为自下而上时,根据土颗粒在渗流作用下的 平衡条件,可得非粘性土中产生管涌的 临界坡.(2)流土临界坡降防护堤背水坡坡脚处,在渗透压力作用下

14、地基土产生流土的 临界坡.(二)防止渗透破坏的 措施由于产生管涌和流土的 条件主要是渗流坡降和土的 颗粒组成,故防止渗透破坏的 措施为:(1)在堤坝内设置防渗体(如粘土斜墙、心墙),在地基内设置防渗墙、截水墙,以降低渗流坡降.(2)在可能发生管涌的 地段设置反滤排水,在可能发生流土的 地段设置反滤盖重.(三)反滤层设计1反滤层的 要求反滤层应满足下列要求:(1)被保护的 土粒不得随渗水穿越反滤层;(2)允许随渗水被带走的 细小 颗粒(一般指粒径d0I米米的 颗粒),应能自由通过反滤层,而不致被截留在反滤层内,造成反滤层堵塞;(3)在相邻的 两层反滤层之间,颗粒较小 一层中的 土颗粒不得穿越颗粒

15、较大一层的 孔隙;(4)反滤层中各层的 颗粒在层内不得产生相互移动;(5)反滤层应始终保持良好的 透水性、稳定性和耐久性.(6)反滤层的 层数反滤层一般为23层,如被保护土为粘性土,反滤层可采用两层;如被保护土为非粘性土,则反滤层可采用三层.(7)反滤层的 层厚反滤层的 最小 层厚应满足要求.2反滤盖重的 厚度 为了 防止出现流土现象,在渗流出逸处应铺设反滤盖重(图510),所谓反滤盖重,既其构造符合反滤层要求的 盖重.(二)重力坝施工工艺标准一、重力坝的 类型重力坝是一种依靠本身重力来维持其稳定性的 一种坝型,通常可根据坝体的 结构、筑坝的 材料和泄水条件来进行分类.1按坝体结构重力坝按其坝

16、体结构的 不同,可分为实体重力坝和宽缝重力坝两类.(1)实体重力坝:坝体断面是一个实体,如图38(a)所示,因此坝体结构简单,施工方便,是重力坝中最常用的 一种坝型.(2)宽缝重力坝:是沿坝的 长度 方向每隔一定距离在坝体内设置垂直于坝轴线的 宽缝,如图3-8(b)所示.由于坝体内设置了 直达坝基的 宽缝,因此可以降低坝基的 扬压力,便于坝体混凝土水化热的 发散,与实体重力坝相比可以节约1015的 混凝土,但是这种坝的 施工比较复杂,模板的 用量也比较大.2按筑坝材料按筑坝材料的 不同,重力坝可分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝两类.混凝土重力坝的 坝体全部是用混凝土建造的 ,便于机械化施工,所以

17、多用于重要的 和较高的 坝.浆砌石重力坝的 坝体多用水泥砂浆砌石筑成,水泥用量较少,砌石技术易于掌握,可以用人工和简易机械施工,因此这种坝型在中小 型水库工程中被广泛采用.3按泄水条件按重力坝顶部是否溢流的 条件,重力坝可分为非溢流重力坝图39(a)和溢流重力,坝图39(b)两类.在一座水库i程中,通常将重力坝的 一部分(靠堤坝部分)做成非溢流的 ,而另一部分(河床部分)做成溢流的 ,此时非溢流部分的 坝段称为挡水坝段,溢流部分的 坝段称为溢流坝段.二、重力坝的 构造(一)重力坝的 分缝为了 避免重力坝在运用过程中由于温度 变化和坝基不均匀沉陷等原因导致坝体产生裂缝,应在重力坝沿坝的 长度 方

18、向(坝轴方向)设置横缝,将坝体分为若干个坝段,横缝垂直于坝轴线,其间距一般为1220米.横缝的 宽度 应使相邻坝段在最大气温变幅下能自由变形,通常当坝段长度 不超过20米时,横缝的 宽度 为Ion左右,施工时为了 保证缝的 宽度 ,应涂抹12层软沥青或沥青玛碲脂.为了 防止横缝漏水,缝中应设置专门的 止水,图3-30所示为常用的 几种止水形式.其中止水片有金属止水片、橡胶止水片和塑料止水片,金属止水片常采用1016米米的 紫铜片,止水片的 两端埋人混凝土中的 长度 一般为2025厘米,第一道止水片距上游坝面的 距离约为052O米.沥青井通常做成方形或圆形,沥青井内充填的 填料常采用号或号石油沥

19、青、水泥和石棉粉的 混合物.1钢筋混凝土塞;2口沥青油毡;3口止水片;4一沥青井;5一加热电极;6预制块;7排水井;8坝体(二)坝体排水为了 排除坝体渗水,减小 渗水对坝体的 有害影响,在重力坝坝体内靠近上游坝面的 地方应设置排水管,将坝体渗水由排水管排人廊道,再由廊道排出坝外.(三)坝体廊道系统为了 进行灌浆、排水、观测、检查和交通的 需要,重力坝坝体内应设置廊道,这些廊道互相连通,形成廊道系统.重力坝坝体内的 廊道可分为基础灌浆廊道和坝体排水检查廊道两类.基础灌浆廊道位于坝基面以上靠近上游坝面处,主要用于坝基防渗帷幕的 灌浆和坝基排水.基础廊道距上游坝面的 距离一般为005013倍的 上游

20、水头,且不小 于45米.基础廊道的 宽度 一般为2530米,高度 为3545米.排水检查廊道主要用于坝体排水、检查和观测,其宽度 一般为1525米,高度 为22一3.5米,距上游坝面的 距离应不小 于005007倍水头,且不小 于30米.重力坝坝体内的 廊道通常沿坝高每隔1520米设置一层,各层廊道在两岸处应设置出口,而且相互间用竖直井(电梯井)连通.(四)坝基防渗与排水1坝基防渗帷幕为了 防止坝基渗透,通常通过基础廊道在坝基内钻孔和灌浆,形成防渗帷幕.防渗帷幕应伸人坝基内相对不透水层35米,不同坝高情况下相对不透水层的 单位吸水量值应符合要求.通常帷幕的 深度 约为坝高的 0307倍.防渗帷

21、幕灌浆孔的 排数,对于高坝可采用两排,中低坝可采用一排,排距和孔距应根据坝高和工程地质、水文地质情况决定,通常孔距为1540米.灌浆压力,在帷幕表层段一般不小 于1015倍坝前静水头,孔底段应不小 于23倍坝前静水头.,2坝基排水为了 降低坝基的 渗透压力,在坝基防渗帷幕的 下游侧,应设置坝基排水孔幕.坝基排水孔幕一般设置一排主排水孔,对于高坝还可设置23排辅助排水孔,中坝可设置12排辅助排水孔.主排水孔与防渗帷幕灌浆孔的 距离不宜小 于2米,孔距一般为23米,主排水孔深度 通常为防渗帷幕深度 的 0406倍,对于高中坝不应小 于lorn.辅助排水孔的 孔距一般为35米,孔深一般为612米.排

22、水孔的 孔径不宜小 于1l0米米.(三)土石坝施工工艺标准一、土石坝的 种类根据施工方法的 不同,土石坝可以分为:碾压式土石坝、水力冲填坝、水中倒土坝、水堕坝、定向爆破筑坝等几种,其中应用最广的 是碾压式土石坝.根据坝体防渗方式及土料配置的 不同,土石坝又可分为:(1)均质土坝.坝体基本上由同一种土料填筑,如图3-33(a)所示.(2)塑性心墙坝.坝体两侧用透水性较好的 砂或砂砾填筑,中间防渗体则用透水性较小 的 粘性土填筑,如图3-33(b)所示.(3)塑性斜墙坝.坝体的 上游侧用透水性较小 的 粘性土填筑,做成防渗体,其他部分则用透水性较好的 砂或砂砾填筑,如图3-33(c)所示.(4)多

23、种土质坝.坝体由几种土料分区填筑,土料的 配置一般是透水性由上游部位向下游部位逐渐增大,如图3-33(d)、(e)所示.(5)土石混合坝.坝体的 一部分用土料填筑,另一部分用堆石填筑,通常当土料布置在坝体的 上游部位时,则堆石布置在坝体的 下游部位;如土料布置在坝体的 中央,则堆石布置在坝体的 上下游两侧,如图3-33(f)、(g)所示.土石坝的 防渗体心墙和斜墙可采用粘性土填筑也可采用沥青混凝土或钢筋混凝土建造,前者称为塑性心墙和斜墙,后者称为刚性心墙和斜墙.(a)均质土坝;(b)心墙坝;(c)斜墙坝;(d)、(e)多种土质坝;(f)、(g)土石混合坝二、土石坝的 基本剖面及尺寸土石坝的 基

24、本剖面是一个梯形,上下游坝面做成斜坡形,根据坝高的 不同,可以是一级斜坡,也可以是多级斜坡(台阶形).(一)坝顶高程土石坝的 坝顶应高出水库水面以上,并考虑到风浪的 影响,通常坝顶在水库静水位以上的 超高d可按下式估算:d=e+hB+A式中d坝顶在水库静水位以上的 超高(米);当土石坝的 坝顶设置防浪墙时,按上述方法确定的 d值,是指防浪墙墙顶在水库静水位以上的 超高,此时在正常(设计)情况下坝顶最少应高出水库静水位以上05米,在非常(校核)情况下坝顶也不得低于水库静水位.按上述方法确定的 坝顶高程,是指坝体建好后,沉降已经稳定时的 坝顶高程,因此设计的 坝顶高程应该在上述高程上再加上估算的

25、坝体沉降值.土石坝的 沉降量通常采用经验公式来估算,根据国内外约100座土石坝的 近200个实测资料的 统计分析,得到土石坝运用期的 最终沉降计算公式如下:(二)坝顶宽度 土石坝坝顶的 宽度 决定于坝的 构造、交通要求、施工条件和水库在汛期的 防汛抢险的 需要,如果坝顶为交通道路,则坝顶宽度 应满足公路路面宽度 的 要求.(三)坝坡土石坝的 上、下游坝坡通常设计成直线形或折线形,前者用于高度 较低的 土石坝,后者用于高度 较大的 土石坝.坝坡坡率的 大小 与坝高、土料的 性质和边坡的 工作条件有关.根据坝坡稳定性的 要求,对于较高的 土石坝,或者是土料的 抗剪强度 较低的 土石坝,坝坡的 坡率

26、应大一些;而对于高,庹较低,或土料的 抗剪强度 较高的 坝,坝坡坡率则可略小 一些.处于水下的 坝坡,其坡率应稍大;而位于水上的 坝坡,则其坡率可略小 .对于较高的 土石坝,其上、下游坝坡可以从坝顶到坝底分为几段,各段采用不同的 坡率值.通常沿坝坡每隔815米分为一段,各段的 坡率值从坝顶到坝底逐段增大,形成折线形,但是考虑到施工和检修方便,同时也考虑到坝坡排水(雨水)和稳定性的 需要,在坝坡上不同坡率的 交接点处,设置宽度 为1530米的 平台,称为马道,也称为戗台或戗道.在拟定土石坝的 上下游边坡时,通常是根据坝体土料的 物理力学性质,坝的 高度 ,以及,坝坡的 工作条件等因素,参考已建成

27、的 ,坝高、坝型和土料性质基本相近的 土石坝,初步拟定边坡的 坡率值,然后再通过稳定分析对坝坡作适当修改.(四)堤坝防护施工工艺标准1用护坡和护底形式的 护岸工程来保护堤坝护坡和护底是用能抵抗水流冲刷的 材料覆盖在受到冲刷的 堤坝上,防止水流对堤坝的 直接冲刷.护坡和护底的 种类很多,通常在堤坝的 水上部分可采用干砌块石或浆砌块石,在河岸的 水下部分则采用抛石、沉排、沉柳石枕或石笼等进行保护.沉排又名柴排,用上下两层梢枕作成网格,其间填以捆扎成方形或矩形的 梢料(多采用桔料或苇料),上面再压石块的 排状物,其厚度 根据需要而定,约为04510米,长度 一般为4050米,宽度 约为830米.图7

28、6所示为沉排护岸.柳石枕是在梢料内裹以石块,捆扎成直径为0810米的 柱状物体,长度 可根据需要而定,是一种常用的 护岸和护底的 基本构件.石笼是用梢料、木条、竹条或铅丝编成的 笼子,内填以石块做成的 护坡和护底材料,石笼常做成矩形和圆柱形两种2用护岸建筑物来保护堤坝用高于洪水位的 下挑丁坝来保护堤坝,在水流湍急,冲刷严重的 地方,通常采用不透水的 永久性丁坝;在水流较缓,冲刷不十分严重的 地方,则常采用透水丁坝.丁坝的 长度 视需要而定,如果仅仅为了 保护堤坝,不需要将水流挑开时,丁坝可短一些,否则丁坝则需要略长一些.在保护堤坝不受冲刷的 情况下,往往需要连续使用若干个丁坝,丁坝与丁坝之间的

29、 距离一般约为坝身长度 的 15倍.3用植柳、沉树等方法保护堤坝这种方法主要是通过减缓流速,使泥沙淤积的 办法来保护岸滩,防止冲刷,这在多沙河流上效果是比较明显的 ,但在水流较急的 地方,则只能作为一种辅助性的 护岸措施.4用其他方法来保护堤坝(1)在受冲刷的 堤坝的 对岸河漫滩上或边滩上开拓新的 引河,或者是疏浚原有叉道,将主流引走,以防止冲刷.(2)用导流屏或挖泥船将逼近受冲堤坝的 江心滩或边滩挖除一部分,以减小 水流的 弯曲程度 ,并且增大水流的 过水断面,以减轻水流的 冲刷程度 .导流屏是一组飘浮在水上或沉没在水底的 一种导流建筑物,如图78所示,其作用是在水中引起人工环流,利用水流本

30、身的 力量来控制泥沙运动的 方向和河床冲淤的 变化.一组飘浮在水上的 导流屏,其作用是使河道内的 表面清水流向河中央,而河底含沙较多的 浑水流向两侧,起到疏浚河槽的 作用.一组沉没在水中的 导流屏,其作用是使河底挟沙较多的 浑水流向河道中央,而河道表面的 清水则流向两侧,以使桥墩前形成淤积,避免冲刷,以保护桥墩的 安全.护岸建筑物在布置上的 一般原则如下:(1)护岸工程应按河道整治线布置,布置的 长度 应大于受冲刷或要保护的 堤坝长度 .(2)在弯曲河道的 凹岸,一般都应用护坡建筑物加以保护.(3)护岸建筑物的 布置应根据不同水位时水流冲刷的 情况区别对待,对于冲刷严重的 河段,应采用坚固耐冲

31、的 护岸建筑物.(4)在河道宽阔,水流横向摆动大,水势变化剧烈的 游荡性河段上,应将丁坝和护坡护底结合使用,而以较长的 丁坝为主起挑流作用,较短的 丁坝为辅,护坡和护底则建在丁坝与丁坝之间,以免坝的 根部受到冲刷.在河道狭窄,水流横向摆动不大的 河段上或堤的 布置线路凸出的 游荡性河段上,则应以短丁坝为主,护坡护底建筑物为辅;而在水流变化不剧烈的 河段上,则以护坡护底为主,以短丁坝为辅,甚至仅采用护坡和护底.丁坝是一种坝形的 建筑物,它的 一端与堤坝相连接,另一端则伸向河槽,其方向可以与水流正交或斜交,在平面上与堤坝形成丁字形,故称为丁坝.丁坝由坝头、坝身和坝根三部分所组成.丁坝的 种类很多,

32、按刁坝坝轴与水流方向交角的 不同,丁坝可分为上挑丁坝、垂直丁坝和下挑丁坝三种,按丁坝坝身形式的 不同,丁坝可分为一般挑水坝、人字坝、月牙坝、雁翅坝、磨盘坝等几种.按丁坝坝身透水的 情况,丁坝又可分为不透水丁坝和透水丁坝两种.常用的 不透水丁坝有以下几种:(1)土丁坝.坝身用土料做成,外部用石块、柳石枕等耐冲材料围护,有时也植活柳进行围护.为了 防止丁坝底部被淘刷,常用沉排、柳石枕、抛石等护底.(2)抛石丁坝.坝身用抛石砌成,在比较松软的 河床上则先用沉排作底,然后再抛石做成坝身.(3)柳石丁坝.用柳石枕、沉排或一层柳枝一层石块叠砌而成的 丁坝.常用的 透水丁坝有下列几种:(1)木桩编篱丁坝.在

33、河床上打人木桩,在木桩上用柳枝编篱做成.为了 防止冲刷,在丁坝根部用抛石护根,在丁坝坝头迎水和背水面则用柳石枕保护,防止水流冲击,如图711所示.(2)沉柳丁坝.用石块或淤泥包绑缚在树根上,沉入水中而构成的 丁坝.(3)活柳丁坝.用种植活柳树做成的 丁坝,或用活柳树做成的 沉柳丁坝.(4)杩槎丁坝.杩槎是用三根或四根直径为0102米的 木棍搭接成支架,下部加上横撑后绑扎而成,如图712所示.将杩槎排放在河床中成丁坝形式,并在横撑上压上石块,以保持杩槎的 稳定.杩槎的 高度 随水深而定,一般为48米.(五)汛期的 防汛抢险一、堤坝的 日常防护做好堤坝的 日常防护工作,对防止堤坝遭受损害,保持堤坝

34、的 完好,增强堤坝的 抗洪能力,起着重要的 作用.堤坝的 日常防护工作包括日常检查和防护保养两方面.1堤坝的 日常检查堤坝应设专人定期进行检查,特别是在汛期前和汛期后都应进行一次全面检查,以便通过检查发现问题和缺陷,及时采取措施进行处理,防止缺陷的 扩大和发展,保持堤坝的 完好和安全,延长堤坝的 使用寿命.堤坝的 日常检查应着重注意以下问题:(1)堤身和坝体有无塌坑、崩塌、局部隆起等现象;(2)堤坝坝坡有无散浸现象;(3)堤坝的 坝坡和坝基有无局部冒水现象;(4)砌石护坡有无松动、架空、滑落和垫层流失现象;(5)草皮护坡有无损坏,碎石护坡有无滑落、流失;(6)堤坝坝体有无损毁.每次检查均应有记

35、录,检查完毕后如发现问题,应分析原因,并针对问题的 原因拟定处理措施,及时进行处理.2堤坝的 防护保养(1)不得在堤坝顶部行驶振动力较大或重量较大的 车辆或机械;(2)不得在堤坝顶部、边坡或戗道上堆放重物或物料;(3)不得在堤坝附近进行爆破,在河道和水库内炸鱼,以免影响堤坝的 安全;(4)不得在堤坝坝体及其下游附近挖坑取土或打井;(5)不得在堤坝的 顶部或边坡上修建渠道;,(6)不得利用堤坝作为码头装卸货物、停靠船只,以及船只在坝坡附近高速行驶.(7)堤坝表面如有损毁应及时修补,顶部如有洼坑应及时填平;(8)堤坝顶部路面如有损坏应及时加固、修复;(9)砌石护坡如有松动、滑落,垫层如有流失,均应

36、按设计要求进行修复,草皮护坡如有损坏或局部缺草,应及时补种和更换;(10)堤坝坝坡上的 排水沟应保持完好,如有裂缝和局部损坏应及时修复,沟内如有杂草及积土,应进行清除;(11)堤坝的 导渗设备如有损坏或堵塞,应及时修复或翻修,以保证其排水的 有效性;(12)堤坝顶部的 防浪墙、灯柱如有损坏、歪斜,应进行修复和调整;(13)土质堤坝中如发现有穴居动物的 洞穴,应采取措施加以捕杀,并将洞穴进行堵塞和处理;(14)在严寒地区应采取相应措施防止冰凌和凌盖对坝坡的 破坏.二、汛期的 防汛抢险汛期的 防汛抢险是指在汛期应做好防汛的 准备工作,调整一定的 人力和物力,随时掌握水情的 变化和建筑物的 工作状态

37、,发现险情及时进行抢护,以确保渡汛的 安全.防汛工作包括防汛的 准备工作,掌握水情和建筑物状态,以及堤坝巡查等三个方面.根据水利工程分级管理的 原则,各级水利管理单位都应成立防汛指挥机构,统一指挥防汛工作.在汛前,根据水情和工程情况的 分析研究,制订防汛计划、水库调度 计划和各种抢险措施.对建筑物和工程设备进行检查和维修,清除缺陷,保证闸门能及时灵活启闭,建筑物能安全渡汛.同时还应根据工程的 规模、可能发生的 险情及其抢护方法,做好防汛物资和器材的 组织、供应和运输工作.为了 保证防汛期间的 通讯联系,应根据具体情况与各雨量站、水文站和估计可能出现险情的 地段建立通讯网络,以便能及时掌握雨情、

38、水情和险情.对于各大型水库,通讯设备除电话外,还应设立无线电台或其他先进的 通讯设备.在无电讯设备的 偏辟地区,可采用鸣锣、击鼓、鸣枪、放炮等方法传递讯息.在汛期,应成立防汛抢险队伍,分区负责巡逻、联络和抢护工作.特别是在洪水时期,要随时注意工程的 运用情况,检查大坝有无裂缝、过大的 沉陷和位移、滑坡、塌坑等不正常现象,坝面和坝基是否出现大面积湿润和浑水等异常渗漏及渗透破坏.溢洪道有无淤积堵塞,两岸边坡有无松动、脱落和崩塌的 危险.检查时要做到“四到”、“五时”、“三清三快”.所谓“四到”是指手到、脚到、眼到和耳到.手到是指用手触摸来进行检查,脚到是指借助脚走的 感觉来判断险情,眼到是通过眼睛

39、观察来查明险情,耳到是利用听觉来判别隐蔽的 漏水声和土石的 崩落声.“五时”是指吃饭时、换班时、黄昏时、黎明时和刮风下雨时要集中注意力,防止遗漏险情.“三清三快”是指对险情要查清,信号要认清;报告要说清,险情发现快,报告快,处理快.防止堤坝漫顶的 措施一、防止水库大坝漫顶的 措施当水库的 设计标准偏低,入库洪水超过设计标准,坝体高度 未达设计高程,坝前风浪高度 超过设计高度 ,坝体和坝基产生过大沉陷致使坝顶低于设计高程,溢洪道尺寸偏小 或产生堵塞,由于强烈地震或库岸滑坡产生巨大涌浪等原因,均会出现大坝漫顶现象,而对于土石坝,大坝漫顶就意味着大坝将被冲毁,并造成巨大灾害.防止出现大坝漫顶的 措施

40、有下列几种方法.(一)增大水库的 泄洪能力1增加现有泄水建筑物的 泄水能力(1)加宽或加深溢洪道在有条件的 情况下可加宽现有溢洪道的 断面,或者将溢洪道断面挖深,降低溢流堰顶的 高程,以增大溢洪道的 泄水能力.例如官厅水库由于原有溢洪道未达到防洪标准,故将溢洪道宽度 由20米增至52米,同时将溢洪道挖深,堰顶高程由原来的 47477米降至47260米;使溢洪道在遇到千年洪水时的 泄流量由原来的 556米3/s,增大至3640米3/s.由于增大了 泄水建筑物的 泄水能力,因而降低了 洪水入库后水库中的 洪水位.(2)增大放水洞的 输水能力对于小 型水库,常设有多级进水口的 卧管式放水建筑物,用以

41、放水灌溉,但其泄水能力有限,对防洪的 作用不大.为了 利用放水洞来宣泄部分洪水,可在卧管下的 水平管道首部设置闸门,在涵管的 出口处设置消力池,在遇大洪水时,将闸门开启宣泄洪水,但闸门不宜开启过大,以保持涵管内为无压流状态为限.2增设非常溢洪道如果水库所有泄水建筑物的 泄水能力不能满足特大洪水时的 泄洪要求,可在大坝一侧的 适当地点设置非常溢洪道.非常溢洪道的 位置应选择在离大坝有定距离的 地方,溢洪道底槛(溢流堰顶)的 高程可与主溢洪道底槛的 高程相同或略高,然后在底槛上修建子埝,平时利用子埝挡水,非常情况下将子埝破坏,即可利用非常溢洪道泄洪.根据溢洪道在使用时子埝的 溃决方式,非常溢洪道可

42、分为漫顶自溃式、引冲自溃式和爆破溃决式三种.(1)漫顶自溃式溢洪道漫顶自溃式溢洪道是在溢洪道底槛上修建类似粘土斜墙坝型式的 子埝,子埝的 顶部高程位于水库的 校核洪水位处,当水库水位超过埝顶后,库水漫埝,首先将埝体下游砂砾料冲走,逐渐向上游扩展,最后子埝全部溃决.子埝的 高度 一般不超过6米,当长度 较大时应用隔墩将子埝分隔为数段,并使各段的 埝顶高程不同,以便子埝分批溃决,使下游河道流量逐渐增加.(2)引冲自溃式溢洪道引冲自溃式溢洪道是在各段子埝的 中部设置引冲槽,当水库水位超过引冲槽的 底部高程时,库水首先流进引冲槽冲开缺口,然后向两侧扩展,逐渐将子埝冲毁.(3)爆破溃决式溢洪道爆破溃决式

43、溢洪道是在非常溢洪道的 底槛上修建高度 约13米的 子埝,子埝的 型式多采用斜墙式或心墙式,埝顶位于水库的 校核洪水位.汛期在子埝内预埋炸药,在非常情况下将子埝炸毁,以便溢洪道泄洪.3炸副坝泄洪在没有条件修建非常溢洪道的 情况下,可选择地基为坚实的 岩基,坝高不超过l0米的 副坝进行爆破,作为临时的 非常泄洪措施.所以爆破的 副坝最好位于天然山坳里,与主坝有山头相隔,以防副坝溃决时危及主坝的 安全.为了 使副坝爆破泄洪后的 决口保持在所限制的 宽度 内,应将决口两端的 副坝预先做好裹头.裹头通常用木笼、柳石枕、块石等材料做成.如果副坝地基为风化破碎的 岩基,则自副坝决口到河道的 一段距离内,底

44、部应进行护砌,必要时还应采用锚筋加固.如果副坝的 地基为土基,则应在副坝上下游地基内预先修筑混凝土或浆砌石的 齿墙,以防过水时冲刷下切,并自副坝至主河槽的 一段距离内用铅丝笼、框格混凝土块等柔性材料护底.(二)增加大坝的 挡水高度 洪水时期,当水库泄水建筑物全部泄水,而水库水位仍迅速上升,大坝有出现漫顶危险时,可在坝顶临时抢筑子堤或将防浪墙加后戗的 方法,增加大坝的 挡水高度 ,渡过危险时刻.1坝顶堆筑子堤子堤通常用土料、土袋、木板和埽捆等材料堆筑.(1)土料子堤土料子堤是在坝顶上拆除原有路面和清除杂草后,将表土层刨松,然后分层填土夯实而成,通常子堤的 顶宽一般应大于06米,上游边坡约为1:1

45、5,下游边坡不陡于1:1.为了 防止子堤与坝体接合面产生集中渗漏,沿子堤的 中心应修建深02米,宽0205米的 接合槽.(2)土袋填土子堤土袋填土子堤通常用在坝顶宽度 不大或无适宜土料修筑子堤的 情况下,此时先将坝顶原有路面拆除,清除杂草,将表土刨松,然后用草袋(或麻袋、蒲包、塑料编织袋等)装土七成左右,缝紧袋口,堆砌在子堤的 迎水面,土袋的 下游侧则采用分层填土夯实的 办法修筑成子堤.所以土袋填土子堤的 上游部分为堆砌的 土袋,下游部分则是填土.(3)埽捆填土子堤埽捆填土子堤通常用在坝顶狭窄,当地缺乏适宜的 土料,水库风浪较大或洪水即将漫顶的 情况下.这种子堤是在坝顶距上游边缘p510米处楔

46、人一排小 木桩,在木桩的 背水面用铁丝将埽捆绑扎在木桩上,在埽捆的 背水面则用分层填土夯实,做成子堤.(4)木板填土子堤木板填土子堤也是适用在坝顶狭窄,当地缺少适宜土料的 情况下,此时在坝顶距上游边缘0510米处楔人一排小 木桩,在木桩的 背水面钉上一层木板,在木板的 背水面则填筑土料,做成木板填土子堤.2防浪墙加后戗当坝顶设有防浪墙时,可在防浪墙的 背水面用土和砂袋加戗,做成子堤.二、防止防护堤漫顶的 措施当河道洪水超过沿河防护堤的 设计标准时,河水就可能从防护堤顶漫溢,冲毁护堤,造成洪灾.为了 防止河水漫过防护堤顶向两岸溢出,通常采取的 措施是进行分洪或者是在防护堤顶修筑子堤.1修建分洪工

47、程当危险地段上游河道两侧有天然洼地、民垸、池塘、湖泊时,可选择适当地点修建分洪工程,当河道发生超过防护堤设计标准的 洪水时,则可利用分洪工程临时分洪,减小 河道洪峰流量,降低河道洪峰水位,防止防护堤漫顶.2防护堤顶修筑子堤当河道发生超过防护堤设计标准的 洪水时,为了 防止防护堤漫顶,作为临时措施,也可以在防护堤顶加筑子堤,用以临时抵挡洪水.子堤的 型式可以是填土子堤、土袋填土子堤、埽捆填土子堤或木板填土子堤,如前所述.防护堤险情的 抢护汛期防护堤起着保护防护区安全的 重要作用,此时河道处于高水位状态下,如果防护堤在此时刻出现险情,而又未能及时加以排除,随着险情的 发展,最终将会导致防护堤的 失

48、事,从而造成严重的 灾害,为此必须卜分重视汛期防护堤的 抢险工作.防护堤的 险情抢护通常有以下几方面.1堤坡遭风浪淘刷的 抢护如果防护堤的 堤坡受到风浪的 淘刷,如不及时抢护,随着淘刷的 发展,将会危及堤身的 安全.堤坡防风浪淘刷的 抢护措施通常有以下几种:(1)抛石护坡.在河水位上下的 防护堤堤坡上抛投石块,保护堤坡的 被冲刷部位,石块的 大小 视风浪的 大小 而定,以不致被风浪冲走为准,上层石块应较大,下层石块可略小 .(2)草袋护坡.用草袋、麻袋或塑料编织袋装土(或砂)约七成满,然后将口袋缝紧,成鱼鳞状叠放在堤坡受风浪淘刷的 部位,进行临时抢护.(3)浮排防浪.将长约35米,梢径为515

49、crn的 圆木,按间距为0510米排列,用铅丝、绳索绑扎或用螺栓紧固,做成木排,然后根据风浪大小 将一块或数块木排连接起来,用锚索固定在距坝坡530米的 水面上,同时在堤顶或背水坡上楔人小 木桩,用绳索将木排拉住.(4)挂树防浪.将砍卞的 灌木按树杆朝上、树枝朝下的 方向紧贴堤坡放人河水中,为使位置固定,不致漂浮起来,应用石块或草袋压住,在树杆的 一端绑上绳索或铅丝,并在堤顶楔人小 木桩,将绳索或铅丝连接在木桩上.(5)沉排护坡.对于已受淘刷的 防护堤,可以采用沉排、木笼、柳石枕等抢护.(6)铺树条(或苇条、高粱杆)护坡.在防护堤的 边坡上,沿防护堤的 长度 方向,铺一层树枝(或苇条、高梁杆)

50、,然后在堤坡上沿堤的 高度 方向每隔一定距离楔人一根小 木桩,并沿木桩在树条(苇条、高梁杆)上压一根木棍,木棍的 两端用绳索或铅丝绑扎在木桩上,即可作为临时防护堤坡免受风浪淘刷的 临时防护措施除上述抢护措施外,还可采用图10-6所示的 边坡加固措施.2管涌的 抢护当防护堤或其地基的 渗透压力较大(或渗流坡降较大),在渗流出逸部位将会产生管涌现象.管涌的 抢护方法通常有围井滤水、蓄水减压、塘内压渗等方法.(1)围井滤水.当防护堤地基表面为一层厚度 不大的 弱透水层,其下为有压透水层时,如若透水层中的 压力较大,则在渗透水流出逸的 坡脚处,将会出现管涌现象,如果管涌的 范围不大,可在管涌所形成的 沙环外围,用土袋筑成一个高度 不大的 围井,井壁的 内外用土袋叠砌,中间填以粘土,以防漏水.围井的 底部则铺筑三层反滤,滤层的 粒径由小 到大,通常可采用洁净的 粗砂、砾石或碎石、块石做成,每层