整治建筑物的結(jié)構與設計

1、整治建筑物的結(jié)構與設計,一，丁壩,丁壩是壩根與河岸聯(lián)接，壩頭伸向河心，壩軸線與水流方向正交或斜交，在平面上與河岸構成丁字形，橫向阻水的整治建筑物。 主要作用： 未淹沒時束窄河槽，提高流速沖刷淺灘； 淹沒后造成環(huán)流，橫向?qū)?，增加航道水深?調(diào)整分汊河道的分流比，控制分流； 淤高河灘，保護河岸或海塘； 挑出主流以防頂沖河岸和堤防等,1丁壩的不同形式 1）按丁壩的長度劃分 長丁壩：丁壩長度1/3河寬 短丁壩：丁壩長度l/3河寬。 2）按丁壩外形劃分 普通丁壩、勾頭丁壩和丁順壩。 普通丁壩為直線型 勾頭丁壩在平面上壩頭呈勾形。 下伸勾頭壩 上伸勾頭壩 “T”形勾頭壩,3）按丁壩的挑流角劃分 根據(jù)丁壩

2、軸線與水流的交角大小，即挑流角大小。 丁壩分為上挑丁壩、下挑丁壩和正挑丁壩三種。,4）按丁壩的相對高程劃分 相對于設計最低通航水位而言，丁壩壩頂有高有低， 據(jù)此可將丁壩分為高水丁壩、中水丁壩、枯水丁壩和潛丁壩。,2 .丁壩對河道水流和泥沙的影響,1）非淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象,圖4-3 丁壩附近繞流現(xiàn)象,丁壩,2）淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象,在凹岸一般采用正挑丁壩 布置在凸岸或彎道淺灘上口的丁壩宜采用下挑丁壩 布置在深槽內(nèi)的丁壩通常采用正挑丁壩 布置在邊灘上的丁壩則多采用正挑丁壩或下挑丁壩 丁壩群的首座丁壩應采用下挑丁壩。 在潮汐河段或流向順逆不定的河段上，宜采用正挑丁壩。,圖4-5 淹沒丁壩水流泥

3、沙運動情況,在流速較大、來沙量小，以維持航槽穩(wěn)定為主的淺灘，宜采用下挑丁壩。 在來沙量大、流速較小，要求沖刷航槽，淤積壩田為主的淺灘，可采用正挑丁壩或上挑丁壩。 用于壅高水位、調(diào)整比降、減緩流速的丁壩和護岸短丁壩，宜采用正挑丁壩。 用于調(diào)整流向或把航線挑離危險區(qū)的丁壩常用下挑丁壩。,3 .丁壩的作用,在山區(qū)河流的急險灘航道整治中： 調(diào)整流向，改善流態(tài) 壅高灘上水位，增加水深或調(diào)整比降、減緩局部地區(qū)流速，以便船舶利用緩流上灘。 在淺灘航道整治中： 束窄河床，束水歸槽，集中水流沖深航槽; 與疏浚結(jié)合，減小挖槽回淤量，保持航道穩(wěn)定性; 加高或固定邊灘，延長水流對淺灘的沖刷時間；,3 .丁壩的作用,其

4、他： 調(diào)整分流比； 護岸，防止岸坡崩塌。 用丁壩調(diào)整流向，改善流態(tài) 用丁壩壅高灘上水位，以增加淺灘水深或調(diào)整急灘比降和流速 用丁壩形成錯口，使船舶利用壩下回流區(qū)“搭跳”上灘； 用丁壩堵塞尖潭、倒套；,4.丁壩的平面布置,用于整治山區(qū)沙卵石淺灘 在枯水流量較大，淺區(qū)較短的沙卵石淺灘，丁壩布置宜少而精，通常采用帶勾頭的下挑丁壩 用于整治平原沙質(zhì)淺灘 在過渡段淺灘，一般用丁壩固定邊灘； 在交錯淺灘，常用丁壩堵塞倒套，消除溢向倒套的漫灘水流 在散亂淺灘，丁壩應按規(guī)劃的微彎形整治線布置，控制整治線的關鍵部位,用于整治山區(qū)彎道淺灘 在山區(qū)河流彎道淺灘，丁壩可布置在凹岸彎頂略上游，以調(diào)整水流，加強對凸岸磧嘴

5、的沖刷 用于整治山區(qū)急灘 對于某些山區(qū)急灘(包括灘段較短的窄槽型急灘)，可在灘口下的一岸布置或兩岸同時布置丁壩，壅高水位，減緩灘口流速比降。,5.丁壩間距的確定,確定丁壩間距的原則 （1）為防止壩頭、壩根受到?jīng)_刷，應使下一條丁壩的壅水影響能避免上一條丁壩的壩頭發(fā)生較大的跌水現(xiàn)象。同時應使水流繞過壩頭后形成的擴散水流邊線能達到下一條丁壩有效長度范圍內(nèi)，避免壩根沖刷。 （2）能控制整治線的各個部位，特別是關鍵部位。使各條丁壩后的回流區(qū)邊線的連線組成趨近于整治線的平滑曲線，不致因丁壩間距過大影響束水攻沙效果。 （3）應防止壩田內(nèi)產(chǎn)生較大的流速，影響壩田淤積。 （4）治理淺灘時，淹沒情況下，通過壩區(qū)的

6、流量小，主流區(qū)流量大。,確定丁壩間距的方法 （1）經(jīng)驗取值方法 （2）采用推求“尖滅點”位置的方法 （3）由回流區(qū)確定丁壩的間距,（1）對口丁壩及錯口丁壩,6. 各類丁壩群的布置和作用,（2）階梯式丁壩系統(tǒng),用于整治山區(qū)彎道淺 在山區(qū)河流彎道淺灘，丁壩可布置在凹岸彎頂略上游，以調(diào)整水流，加強對凸岸磧嘴的沖刷 用于整治山區(qū)急灘 對于某些山區(qū)急灘(包括灘段較短的窄槽型急灘)，可在灘口下的一岸布置或兩岸同時布置丁壩，壅高水位，減緩灘口流速比降。,3.順壩布置原則 （1）順壩上身?？拷尉€，布置在凹岸或主導河岸一側(cè) （2）順壩走向與整治線大體一致，按需要做成直接或平緩曲線，壩頭伸入或接近下深槽，并保

7、持水流平順。 順壩與水流交角不宜過大，洪、中、枯不一致，順壩與中水方向一致，以免中水位漫頂產(chǎn)生“滑梁水”。 （3）以攔截橫流為主的洲頭、洲尾順壩宜沿洲脊線布置，與江心州地形平順銜接。 （4）兩岸不宜同時布置順壩，否則，施工后整治線寬度不合適，無法改正。 （5）壩頭延伸至下深潭，避免水流突然擴散形成口門淺段；壩根布置在主流轉(zhuǎn)向點上游。,三、鎖壩 鎖壩：從一岸到另一岸橫跨河槽及串溝的建筑物，又名堵壩 作用：塞支強干 壩頂高程：取決于設計水位下通航汊道需要的流量。 潛壩位置：進口、中部、出口,四、潛壩 潛壩：在最枯水位時均潛沒在水下而不礙航的建筑物 作用：壅高上游水位，調(diào)整比降，增加水深； 促淤趕沙

8、，減少過水斷面和消除不良流態(tài)等。,圖4-12 萊茵河下游里斯深槽回填,整治建筑物結(jié)構設計,一、拋石丁壩,1材料選用及粒徑確定 拋石壩的石質(zhì)，要選未風化的不溶于水的巖石 忌用頁巖和疏松的礫巖等。 一般多用花崗巖、砂巖、玄武巖和石灰?guī)r。 塊石應具有合理的級配，壩身不宜采用片狀石 壩體應按設計要求嵌砌牢固。,(三)土心拋石丁壩,采用砂土或粘土料填筑壩體，塊石護腳護坡，沉排護底。對于石料缺乏的平原河流這種壩型較經(jīng)濟實用。同時這類壩型的壩心土料還可以利用水力沖填方法修筑，大部分工作可以機械完成。 土心丁壩因具有較好的護岸導溜作用，在我國黃河中、下游及北方中、小河流廣泛使用。 按照施工方法的不同，黃河下游

9、土心丁壩又分為旱工、水工兩種。,(四)井柱壩 井柱壩是用鋼筋混凝土柵欄所構成的透水建筑物。井柱壩吸收了木樁編籬壩、廂埽和透水石籠工程的優(yōu)點，且維修工作量小，堅固耐用。井柱丁壩可起滯流落淤、護灘保堤和控導流勢的作用。1966年，井柱壩已在長江口南岸海塘上運用，后推廣到海河、黃河護灘護堤工程中。,(五)網(wǎng)壩 網(wǎng)壩是用鐵絲或塑料、尼龍繩編成網(wǎng)屏，將網(wǎng)屏系掛在樁上所建成的活動透水建筑物。按照網(wǎng)屏固定方式的不同，可以分為樁網(wǎng)壩和浮網(wǎng)壩兩種。樁網(wǎng)壩與我國古代使用的木樁編籬壩或籬屏壩相似，先在河床上打一排木樁或混凝土樁，樁頭露出水面，網(wǎng)屏掛在樁上。浮網(wǎng)壩只將樁頭露出河底，或用墜體代替，把網(wǎng)屏下緣掛在其上，網(wǎng)

10、屏上緣懸掛浮物，使網(wǎng)體漂浮在水中。,浮網(wǎng)壩的作用主要是緩流促淤，多用于團灘促淤、圍墾和護岸，也能引導水流，刷深航槽，同時在海岸工程中，具有消波消能作用。,2丁壩的斷面尺寸,3壩根的保護,在壩根與河岸坡面連接段，根據(jù)岸坡的地形，采取壩頂縱坡，緊靠壩根上下游河岸，各建一定長度的護岸。 其長度視土質(zhì)、流速、壩軸線與水流交角而定。 我國山區(qū)河流整治的經(jīng)驗認為：上游護岸515m長，下游護岸1025m長，并高出壩根13m，一些小河上往往只要護310m范圍就夠了。,4壩頭處理 一般采取如下措施： （1）將壩頭放寬成梨形，即在背水面將壩頂加寬1/31/2倍，并將頭部作成圓滑曲線； （2）放緩壩頭向河坡，采用1：31：5坡度； （3）加大壩頭處的河底面積，護底伸出512m，一般采用沉排； （4）在壩頭下游一側(cè)加設一段與水流方向平行的順壩，使壩軸線成勾頭狀。,5丁壩壩基處理 山區(qū)河流的河床多為基巖和卵石覆蓋，壩基一般不需要處理。在卵石粒徑較小且松散的地方，可先沿壩軸線平拋一層塊石護底，然后再進行筑壩。 在平原河流和河床易沖刷的河段，應采取可靠的護底措施。護底采用柴排或土工織物軟體排。由于梢料來源