護岸與治灘造田工程學習課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 河道橫向侵蝕的機理河道橫向侵蝕的機理 第二節(jié)第二節(jié) 護岸工程護岸工程第三節(jié)第三節(jié) 整治建筑物整治建筑物 第四節(jié)第四節(jié) 治灘造田工程治灘造田工程 主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 河道橫向侵蝕的機理河道橫向侵蝕的機理一、橫向侵蝕和彎道水流的特性一、橫向侵蝕和彎道水流的特性二、河道演變機理二、河道演變機理三、橫向侵蝕的防治三、橫向侵蝕的防治 橫向侵蝕橫向侵蝕一般是指在河（溝）道中與流向垂直的向兩側方向的一般是指在河（溝）道中與流向垂直的向兩側方向的侵蝕，如河（溝）岸崩塌，溝道被沖刷而變寬等現(xiàn)象。侵蝕，如河（溝）岸崩塌，溝道被沖刷而變寬等現(xiàn)象。一、橫向侵蝕和彎道水流的特性一、橫向侵蝕和彎道

2、水流的特性橫向侵蝕的概念橫向侵蝕的概念發(fā)生橫向侵蝕原因：發(fā)生橫向侵蝕原因：一是河（溝）床縱向侵蝕影響，由于河床下切而使一是河（溝）床縱向侵蝕影響，由于河床下切而使河床失去穩(wěn)定；二是山洪、泥石流流動時水流彎起引起橫向沖刷所造成河床失去穩(wěn)定；二是山洪、泥石流流動時水流彎起引起橫向沖刷所造成的。如果谷坊，攔沙壩等抑制河底下切的建筑物修筑得很恰當，則主要的。如果谷坊，攔沙壩等抑制河底下切的建筑物修筑得很恰當，則主要的問題就在于水流彎曲所引起的不利影響。的問題就在于水流彎曲所引起的不利影響。 影響水流彎曲的因素很多，如河（溝）床上的影響水流彎曲的因素很多，如河（溝）床上的突出巖石突出巖石、沉積的沉積的泥

3、沙堆、兩岸的不對稱地形泥沙堆、兩岸的不對稱地形等等，都可能引起水流的彎曲。據(jù)調查，等等，都可能引起水流的彎曲。據(jù)調查，一般一般彎道彎道部分布占總長的部分布占總長的8090%8090%，而直段僅占，而直段僅占920%920%。水流在。水流在直直段段上的水深、流速及含沙量的分布是比較均勻的，而在彎道則不然。上的水深、流速及含沙量的分布是比較均勻的，而在彎道則不然。在彎道上，當水流作曲線運動時，必然產(chǎn)生指向凹岸方向的在彎道上，當水流作曲線運動時，必然產(chǎn)生指向凹岸方向的離離心力心力，水流為了平衡這個離心力，使得凹岸一方的水面增高，凸，水流為了平衡這個離心力，使得凹岸一方的水面增高，凸岸一方的水面降低，

4、形成岸一方的水面降低，形成橫向比降橫向比降 圖圖9-1(a)9-1(a)。因因水流所受離心力的大小是和水流流速的二次方水流所受離心力的大小是和水流流速的二次方成正比成正比，而河道水流流速的分布是表層大，底層小，而河道水流流速的分布是表層大，底層小，故表層水流所受的離心力較大，并沿水深逐漸減小故表層水流所受的離心力較大，并沿水深逐漸減小 圖圖9-1(9-1(c)，又因離心力的方向與橫向水位差所引，又因離心力的方向與橫向水位差所引起的水壓力的方向相反，故兩種作用力的起的水壓力的方向相反，故兩種作用力的合力方向合力方向 圖圖9-1(9-1(c) ) ，就是，就是水流運動的方向水流運動的方向。因此，表

5、層的水流向凹岸，底層的水流向凸岸，因此，表層的水流向凹岸，底層的水流向凸岸，從而形成環(huán)流從而形成環(huán)流 圖圖9-1(9-1(b)整個水流呈螺旋狀前進。整個水流呈螺旋狀前進。彎道泥沙運動與螺旋流關系極為密切，在橫向環(huán)流的作用彎道泥沙運動與螺旋流關系極為密切，在橫向環(huán)流的作用下，表層含沙量較小的水流不斷流向凹岸并插下河底，而底下，表層含沙量較小的水流不斷流向凹岸并插下河底，而底層含沙量較大的水流不斷流向凸岸并爬上邊灘，形成橫向輸層含沙量較大的水流不斷流向凸岸并爬上邊灘，形成橫向輸沙不平衡，再加上縱向水流對凹岸的頂沖作用，凹岸岸坡被沙不平衡，再加上縱向水流對凹岸的頂沖作用，凹岸岸坡被沖刷而崩坍沖刷而崩

6、坍，崩塌下來之泥沙隨底部橫向水流被帶到凸岸，崩塌下來之泥沙隨底部橫向水流被帶到凸岸，而挾帶大量泥沙的底流，在重力的作用下把泥沙淤積于凸岸，而挾帶大量泥沙的底流，在重力的作用下把泥沙淤積于凸岸，底流在接近凸岸處轉而向上流動，到達表層后又流向凹岸，底流在接近凸岸處轉而向上流動，到達表層后又流向凹岸，重新使凹岸沖刷坍塌，重新使凹岸沖刷坍塌，橫向侵蝕橫向侵蝕繼續(xù)發(fā)展。繼續(xù)發(fā)展。這樣發(fā)展的結果，彎道凹岸便成為水深流急的主這樣發(fā)展的結果，彎道凹岸便成為水深流急的主流深槽，而凸岸則成為水淺流緩的淺灘。如果凹岸流深槽，而凸岸則成為水淺流緩的淺灘。如果凹岸不夠堅固，就會使彎道向下移動不夠堅固，就會使彎道向下移動

7、 圖圖9-2(9-2(a) ) 。彎。彎道推移質泥沙的運動道推移質泥沙的運動 圖圖9-2(9-2(b)和底部流速、流向和底部流速、流向及河床的形態(tài)有關。及河床的形態(tài)有關。（一）基本原理（一）基本原理 河道的演變形式，可分為兩種：其一是河道沿流程縱深方向上發(fā)河道的演變形式，可分為兩種：其一是河道沿流程縱深方向上發(fā)生的變形，稱為生的變形，稱為縱向變形縱向變形。其二是河道與流向垂直的兩側方向上之變。其二是河道與流向垂直的兩側方向上之變形，稱為形，稱為橫向變形橫向變形。 河道的縱向變形，反映在河床的抬高和刷深，而橫向變形的總趨勢河道的縱向變形，反映在河床的抬高和刷深，而橫向變形的總趨勢是：河道不斷向右

8、岸沖刷發(fā)展，而左岸則不斷淤積。是：河道不斷向右岸沖刷發(fā)展，而左岸則不斷淤積。 二、河道演變的機理二、河道演變的機理 河道演變的原因極其復雜，千差萬別，但其根本的原因是輸沙河道演變的原因極其復雜，千差萬別，但其根本的原因是輸沙的不平衡。當上游來沙大于本河段的挾沙能力時，會產(chǎn)生淤積，河床的不平衡。當上游來沙大于本河段的挾沙能力時，會產(chǎn)生淤積，河床升高，當來沙小于本河段挾沙能力時則產(chǎn)生沖刷，河床下降，河床之升高，當來沙小于本河段挾沙能力時則產(chǎn)生沖刷，河床下降，河床之橫向變形，也是由于橫向輸沙不平衡所引起。橫向變形，也是由于橫向輸沙不平衡所引起。 河道由于輸沙不平衡所引起的變形，在一定的條件下，往往朝

9、河道由于輸沙不平衡所引起的變形，在一定的條件下，往往朝著使變形速度停止之方向發(fā)展，即河床發(fā)生淤積和沖刷時，其淤積著使變形速度停止之方向發(fā)展，即河床發(fā)生淤積和沖刷時，其淤積及沖刷濃度將逐漸減小，甚至停止，這種現(xiàn)象稱為河床及水流的及沖刷濃度將逐漸減小，甚至停止，這種現(xiàn)象稱為河床及水流的“自我調整作用自我調整作用”（圖（圖9-39-3）。 在淤積與沖刷的發(fā)展過程中，河床及水流進行自我調整，通過改變在淤積與沖刷的發(fā)展過程中，河床及水流進行自我調整，通過改變河寬、河寬、水深、比降及床沙的組水深、比降及床沙的組成使本河段的挾沙能力成使本河段的挾沙能力與上游的來沙條件趨于與上游的來沙條件趨于相適應，從而促使

10、淤積相適應，從而促使淤積與沖刷速度由變緩向停與沖刷速度由變緩向停止的方向發(fā)展。止的方向發(fā)展。 河床和水流的自我調整作用，雖會使淤積與沖刷之速河床和水流的自我調整作用，雖會使淤積與沖刷之速度變緩甚至停止，但由于輸沙不平衡所引起的河床的變形度變緩甚至停止，但由于輸沙不平衡所引起的河床的變形卻是絕對的，其卻是絕對的，其基本原因基本原因是：上游之來水來沙條件總是不是：上游之來水來沙條件總是不斷因時變化的，來沙來水條件的改變必然引起的舊的輸沙斷因時變化的，來沙來水條件的改變必然引起的舊的輸沙平衡的破壞，使變形又從新的一個起點開始。平衡的破壞，使變形又從新的一個起點開始。另一方面另一方面，即使上游來沙來水

11、條件不變，河床上的沙波運動仍然是存即使上游來沙來水條件不變，河床上的沙波運動仍然是存在的，河床仍然處于經(jīng)常不斷的變形過程之中。由此可見，在的，河床仍然處于經(jīng)常不斷的變形過程之中。由此可見，河道中的泥沙運動總是處于輸沙不平衡狀態(tài)。河道中的泥沙運動總是處于輸沙不平衡狀態(tài)。（二）影響河道演變的因素（二）影響河道演變的因素1. 1. 河段的來水量及其變化過程；河段的來水量及其變化過程；2. 2. 河段來沙量、來沙組成及其變化過程；河段來沙量、來沙組成及其變化過程；3. 3. 河段比降；河段比降；4. 4. 河段的河床形態(tài)及地質情況。河段的河床形態(tài)及地質情況。其中，第其中，第1 1、3 3兩個因素決定河

12、段水流挾帶泥沙的能兩個因素決定河段水流挾帶泥沙的能力；第力；第2 2個因素決定河段的來沙數(shù)量及其泥沙組成，在個因素決定河段的來沙數(shù)量及其泥沙組成，在一定的水流條件下，如果河段的來沙量大，泥沙組成粗，一定的水流條件下，如果河段的來沙量大，泥沙組成粗，則有利于使河道產(chǎn)生淤積；如果來沙量小，泥沙組成細，則有利于使河道產(chǎn)生淤積；如果來沙量小，泥沙組成細，則將有利于使河道產(chǎn)生沖刷。則將有利于使河道產(chǎn)生沖刷。 前面已指出：河道演變的基本原因是輸沙不平衡。第前面已指出：河道演變的基本原因是輸沙不平衡。第1 1、2 2、3 3三個因素，就是決定輸沙不平衡之基本因素。如果河段的來水三個因素，就是決定輸沙不平衡之

13、基本因素。如果河段的來水量大，河谷比降大，水流挾帶泥沙的能力大，而河段的來沙量小，量大，河谷比降大，水流挾帶泥沙的能力大，而河段的來沙量小，則來沙量不能滿足水流挾沙能力的要求，形成輸沙不平衡，河床則來沙量不能滿足水流挾沙能力的要求，形成輸沙不平衡，河床將發(fā)生沖刷，此時如泥沙組成細，則將使沖刷加劇。將發(fā)生沖刷，此時如泥沙組成細，則將使沖刷加劇。 相反，如河段的來水量小，河谷比降小，水流挾帶泥沙的能力相反，如河段的來水量小，河谷比降小，水流挾帶泥沙的能力小，而河段的來沙量大，則來沙量已經(jīng)超過水流挾沙能力的要求，小，而河段的來沙量大，則來沙量已經(jīng)超過水流挾沙能力的要求，形成輸沙不平衡，河床將發(fā)生淤積

14、，此時如果泥沙組成粗，將使形成輸沙不平衡，河床將發(fā)生淤積，此時如果泥沙組成粗，將使淤積加重。淤積加重。 第第4 4個因素決定著河床的邊界條件。河段的河床形態(tài)對水流條個因素決定著河床的邊界條件。河段的河床形態(tài)對水流條件影響甚大，而地質情況又決定河床抵抗沖刷的能力。件影響甚大，而地質情況又決定河床抵抗沖刷的能力。 總之，以上總之，以上4 4個因素，是水流與河床兩個矛盾方面的決定因素，個因素，是水流與河床兩個矛盾方面的決定因素，它們在相互依賴與相互斗爭的過程中，決定與影響著河道的演變發(fā)它們在相互依賴與相互斗爭的過程中，決定與影響著河道的演變發(fā)展。要使河道更好地造福于人類，就必須根據(jù)河道的演變規(guī)律，開

15、展。要使河道更好地造福于人類，就必須根據(jù)河道的演變規(guī)律，開展治河治水工程。展治河治水工程。 三、橫向侵蝕的防治三、橫向侵蝕的防治 一般說來，在山洪流經(jīng)的途徑上，彎道是很多的，再加上坡度一一般說來，在山洪流經(jīng)的途徑上，彎道是很多的，再加上坡度一般很陡，要把山洪流經(jīng)的途徑進行全面的整直，從人力、物力和自然條般很陡，要把山洪流經(jīng)的途徑進行全面的整直，從人力、物力和自然條件來考慮都是不可能的，通?？捎幸韵聨追N件來考慮都是不可能的，通常可有以下幾種防治方法防治方法：（1 1）將溝槽部分裁彎取直，控制凹岸發(fā)展。但在溝道裁彎取直后，）將溝槽部分裁彎取直，控制凹岸發(fā)展。但在溝道裁彎取直后，由于比降增大，可能使

16、山洪的流速增大，使縱向侵蝕加劇，因而必須考由于比降增大，可能使山洪的流速增大，使縱向侵蝕加劇，因而必須考慮溝（溝）床的穩(wěn)定性問題，并設置恰當?shù)姆乐箿系紫虑械慕ㄖ?。慮溝（溝）床的穩(wěn)定性問題，并設置恰當?shù)姆乐箿系紫虑械慕ㄖ?。? 2）除去溝床的凸出巖石，沉積泥沙堆。山洪流經(jīng)障礙物時，必然）除去溝床的凸出巖石，沉積泥沙堆。山洪流經(jīng)障礙物時，必然要改變方向，從而發(fā)生彎曲導致橫向侵蝕，清除障礙物后并輔以適要改變方向，從而發(fā)生彎曲導致橫向侵蝕，清除障礙物后并輔以適當?shù)膶Я鞴こ?，使水流按一定方向流去，則可防止橫向沖刷的作用。當?shù)膶Я鞴こ?，使水流按一定方向流去，則可防止橫向沖刷的作用。 （3 3）設置護岸

17、工程與整治建筑物，以控制河岸發(fā)展和改善彎道，這是防）設置護岸工程與整治建筑物，以控制河岸發(fā)展和改善彎道，這是防止橫向侵蝕的主要辦法。應該指出，護岸工程與整治建筑物是有所區(qū)別止橫向侵蝕的主要辦法。應該指出，護岸工程與整治建筑物是有所區(qū)別的，護岸工程是用來保護溝岸免受山洪和泥石流沖刷的，一般不具有整的，護岸工程是用來保護溝岸免受山洪和泥石流沖刷的，一般不具有整治溝道水流的作用，而整治建筑物的主要目的是改變山洪及泥石流的流治溝道水流的作用，而整治建筑物的主要目的是改變山洪及泥石流的流向，實際上也發(fā)揮護岸的作用。向，實際上也發(fā)揮護岸的作用。 第二節(jié)第二節(jié) 護岸工程護岸工程一、護岸工程的目的及種類一、護

18、岸工程的目的及種類 防治山洪的護岸工程與一般平原、河流的護岸工程并不完全相同防治山洪的護岸工程與一般平原、河流的護岸工程并不完全相同，主要區(qū)別在于橫向侵蝕使溝岸崩壞后，由于山區(qū)較陡，還可能因下，主要區(qū)別在于橫向侵蝕使溝岸崩壞后，由于山區(qū)較陡，還可能因下部溝岸崩坍而引起山崩，因此，護岸工程還必須起到防止山崩的作用部溝岸崩坍而引起山崩，因此，護岸工程還必須起到防止山崩的作用。 （一）護岸工程的目的（一）護岸工程的目的溝道中設置護岸工程，主要用于下列情況：溝道中設置護岸工程，主要用于下列情況：1 1由于山洪、泥石流沖擊使山腳遭受沖刷而有山坡崩坍危險的由于山洪、泥石流沖擊使山腳遭受沖刷而有山坡崩坍危險

19、的地方。地方。 2 2在有滑坡的山腳下，設置護岸工程兼起擋土墻的作用，以防在有滑坡的山腳下，設置護岸工程兼起擋土墻的作用，以防止滑坡及橫向侵蝕。止滑坡及橫向侵蝕。 3 3用于保護谷坊、攔沙壩等建筑物。谷坊或淤地壩淤沙后，多沉積于用于保護谷坊、攔沙壩等建筑物。谷坊或淤地壩淤沙后，多沉積于溝道中部，山洪遇堆積物常向兩側沖刷，如果兩岸巖石或土質不佳，溝道中部，山洪遇堆積物常向兩側沖刷，如果兩岸巖石或土質不佳，就需設置護岸工程，以防止沖塌溝岸而導致谷坊或攔沙壩失事；在溝就需設置護岸工程，以防止沖塌溝岸而導致谷坊或攔沙壩失事；在溝道窄而溢洪道寬的情況下，如果過壩的山洪流向改變，也可能危及溝道窄而溢洪道寬

20、的情況下，如果過壩的山洪流向改變，也可能危及溝岸，這時也需設置護岸工程。岸，這時也需設置護岸工程。4 4溝道縱坡陡急，兩岸土質不佳的地段，除修谷坊防止下切外，溝道縱坡陡急，兩岸土質不佳的地段，除修谷坊防止下切外，還應修護岸工程。還應修護岸工程。（二）護岸工程的種類（二）護岸工程的種類 護岸工程一般可分為護坡與護基（或護腳）兩種工程?？菟灰宰o岸工程一般可分為護坡與護基（或護腳）兩種工程?？菟灰韵路Q為護基工程，枯水位以上稱為護坡工程。根據(jù)其所用材料的不同，下稱為護基工程，枯水位以上稱為護坡工程。根據(jù)其所用材料的不同，又可分為：干砌片石、漿砌片石、混凝土板、鐵絲石籠、木樁排、木框又可分為：干砌片

21、石、漿砌片石、混凝土板、鐵絲石籠、木樁排、木框架與生物護岸等幾類。此外，還有混合型護岸工程，如木樁植樹加拋石架與生物護岸等幾類。此外，還有混合型護岸工程，如木樁植樹加拋石，拋石植樹加梢捆護岸工程等。，拋石植樹加梢捆護岸工程等。 為了防止護岸工程被破壞，除應注意工程本身質量外，還應防為了防止護岸工程被破壞，除應注意工程本身質量外，還應防止因基礎被沖刷而遭受破壞。因此，在坡度陡急的山洪溝道中修止因基礎被沖刷而遭受破壞。因此，在坡度陡急的山洪溝道中修建護岸工程時，常需同時修建護基工程，如果下游溝道坡度較緩，建護岸工程時，常需同時修建護基工程，如果下游溝道坡度較緩，一般不修護基工程，但護岸工一般不修護

22、基工程，但護岸工程的基礎，需有足夠的埋深。程的基礎，需有足夠的埋深。 護基工程有多種形式，最簡單的一種是拋石護基，即用比施工地點護基工程有多種形式，最簡單的一種是拋石護基，即用比施工地點附近的石塊更大的大理石塊鋪到護岸工程的基部進行護底的護基工程附近的石塊更大的大理石塊鋪到護岸工程的基部進行護底的護基工程（圖（圖9-49-4）。二、護岸工程的設計與施工二、護岸工程的設計與施工（一）護岸工程的設計原則（一）護岸工程的設計原則1 1在進行護岸工程設計之前，應對上下游溝道情況進行調查研究，在進行護岸工程設計之前，應對上下游溝道情況進行調查研究，分析在修建護岸工程之后，下游或對岸是否會發(fā)生新的沖刷，確

23、保分析在修建護岸工程之后，下游或對岸是否會發(fā)生新的沖刷，確保溝道安全。溝道安全。2 2為減少水流沖毀基礎，護岸工程應大致按地形設置，并力為減少水流沖毀基礎，護岸工程應大致按地形設置，并力求形狀沒有急劇的彎曲。此外，還應注意將護岸工程的上游及下求形狀沒有急劇的彎曲。此外，還應注意將護岸工程的上游及下游部分與基巖、護基工程及已有的護岸工程連接，以免在護岸工游部分與基巖、護基工程及已有的護岸工程連接，以免在護岸工程的上下游發(fā)生沖刷作用。程的上下游發(fā)生沖刷作用。3 3護岸工程的設計高度，一方面要保證山洪不致漫過護岸工護岸工程的設計高度，一方面要保證山洪不致漫過護岸工程，另一方面應考慮護岸工程之背后有無

24、崩塌之可能。如有崩塌程，另一方面應考慮護岸工程之背后有無崩塌之可能。如有崩塌可能，則應預留出堆積崩塌沙石的余地，即使護岸工程離開崩塌可能，則應預留出堆積崩塌沙石的余地，即使護岸工程離開崩塌有一定的距離并有足夠的高度，如不能滿足高度的要求，可沿岸有一定的距離并有足夠的高度，如不能滿足高度的要求，可沿岸坡修建向上成斜坡的橫墻，以防止背后侵蝕及坡面的崩塌。坡修建向上成斜坡的橫墻，以防止背后侵蝕及坡面的崩塌。4 4在彎道段凹岸水位較凸岸水位高，因此，凹岸護岸工程的高度應更在彎道段凹岸水位較凸岸水位高，因此，凹岸護岸工程的高度應更高一些，凹岸水位比凸岸水位高出的數(shù)值（高一些，凹岸水位比凸岸水位高出的數(shù)值

25、（H）可近似地按下式計算：）可近似地按下式計算：式中：H凹岸水位高于凸岸水位之數(shù)值，可作為超高計算；V水流流速（m/s）；B溝道寬度；R彎道曲率半徑；g重力加速度。gRBVH2（二）護基（腳）工程（二）護基（腳）工程 護腳工程的特點為：常潛沒于水中，時刻都受到水流的沖擊護腳工程的特點為：常潛沒于水中，時刻都受到水流的沖擊和侵蝕作用。因此，在建筑材料和結構上要求具有：抗御水流沖擊和侵蝕作用。因此，在建筑材料和結構上要求具有：抗御水流沖擊和推移質磨損的能力；富有彈性，易于恢復和補充，以適應河床變和推移質磨損的能力；富有彈性，易于恢復和補充，以適應河床變形；耐水流侵蝕的性能好，以及便于水下施工等。形

26、；耐水流侵蝕的性能好，以及便于水下施工等。 常用的護腳工程有拋石、沉枕、石籠等。常用的護腳工程有拋石、沉枕、石籠等。1 1拋石護腳工程拋石護腳工程 設計拋石護腳工程應考慮塊石規(guī)格，穩(wěn)定坡度，拋護范圍和厚設計拋石護腳工程應考慮塊石規(guī)格，穩(wěn)定坡度，拋護范圍和厚度等幾個方面的問題。度等幾個方面的問題。 護腳塊石要求采用石質堅硬的石灰?guī)r、花崗巖等，不得采用風護腳塊石要求采用石質堅硬的石灰?guī)r、花崗巖等，不得采用風化易碎的巖石。塊石尺寸，以能抵抗水流沖擊，不被沖走為原則，化易碎的巖石。塊石尺寸，以能抵抗水流沖擊，不被沖走為原則，可根據(jù)護岸地點洪水期的流速，水深等實測資料，用一般起動流速可根據(jù)護岸地點洪水期

27、的流速，水深等實測資料，用一般起動流速進行略估，塊石直徑一般取為進行略估，塊石直徑一般取為2040cm2040cm，并可摻合一定數(shù)量的小塊，并可摻合一定數(shù)量的小塊石，以堵塞大塊石之間的縫隙。石，以堵塞大塊石之間的縫隙。 拋石護腳的穩(wěn)定坡度，除應保證塊石體本身的穩(wěn)拋石護腳的穩(wěn)定坡度，除應保證塊石體本身的穩(wěn)定外，還應保證塊石體能平衡土坡的滑動力。因此，定外，還應保證塊石體能平衡土坡的滑動力。因此，必須結合塊石體的臨界休止角和溝岸土質在飽和情況必須結合塊石體的臨界休止角和溝岸土質在飽和情況下的穩(wěn)定邊坡來考慮。塊石體在水中中的臨界休止角下的穩(wěn)定邊坡來考慮。塊石體在水中中的臨界休止角可定為可定為1:1.

28、4-1:1.5左右，溝岸土質在飽和情況下的穩(wěn)左右，溝岸土質在飽和情況下的穩(wěn)定邊坡可參考實測資料確定定邊坡可參考實測資料確定 對于沙質溝床，約為對于沙質溝床，約為1:2左右。拋石護腳工程的設計邊坡應緩于臨界休止角，左右。拋石護腳工程的設計邊坡應緩于臨界休止角，等于或略陡于飽和情況下的穩(wěn)定邊坡。在一般情況下等于或略陡于飽和情況下的穩(wěn)定邊坡。在一般情況下應不陡于應不陡于1:1.5-1:1.8（水流頂沖愈嚴重，應取較大比（水流頂沖愈嚴重，應取較大比值）。值）。 拋石厚度對于工程的效果和造價關系極為密切。厚度的確定，拋石厚度對于工程的效果和造價關系極為密切。厚度的確定，目前，一般規(guī)定為目前，一般規(guī)定為0

29、.4-0.8m，相當于塊石粒徑的，相當于塊石粒徑的2倍石粒（倍石粒（圖圖9-5）。）。在接坡段緊接枯水處，為穩(wěn)定邊坡，加拋頂寬在接坡段緊接枯水處，為穩(wěn)定邊坡，加拋頂寬為為2-3m的平臺。如溝坡陡峻的平臺。如溝坡陡峻（局部坡度陡于（局部坡度陡于1:1.5，重重重重點險陡于點險陡于1:1.8），則需加厚），則需加厚拋石厚度。拋石厚度。2 2石籠護腳工程石籠護腳工程 石籠護腳多用于流速大，邊坡陡的地區(qū)。石籠系用鉛絲、鐵絲、荊石籠護腳多用于流速大，邊坡陡的地區(qū)。石籠系用鉛絲、鐵絲、荊條等材料做成各種網(wǎng)格的籠狀物體，內(nèi)填塊石、礫石或卵石。其優(yōu)點是條等材料做成各種網(wǎng)格的籠狀物體，內(nèi)填塊石、礫石或卵石。其優(yōu)

30、點是具有較好的強度和柔性，而不需較大的石料，在高含沙山洪的作用下，具有較好的強度和柔性，而不需較大的石料，在高含沙山洪的作用下，石籠中的空隙將很快被泥沙淤滿而形成堅固的整體護層，增強了抗沖能石籠中的空隙將很快被泥沙淤滿而形成堅固的整體護層，增強了抗沖能力，缺點是籠網(wǎng)日久會銹蝕，導致石籠解體（一般使用年限：鍍鋅鐵絲力，缺點是籠網(wǎng)日久會銹蝕，導致石籠解體（一般使用年限：鍍鋅鐵絲籠為籠為8-128-12年，普通鐵絲為年，普通鐵絲為3-53-5年）。另外，在溝道有滾石的地段，一般年）。另外，在溝道有滾石的地段，一般不宜采用。不宜采用。 籠的網(wǎng)格大小以不漏失填充的石料為限度，一般做成箱形或圓柱形，籠的網(wǎng)

31、格大小以不漏失填充的石料為限度，一般做成箱形或圓柱形，鋪設厚度為鋪設厚度為0.4-0.5m，其它設計與拋石護腳工程，其它設計與拋石護腳工程相同。圖相同。圖9-6為各種石籠為各種石籠結構圖。結構圖。（三）護坡工程（三）護坡工程 護坡工程又稱護坡堤，可采用砌石結構，也可采用生物護坡。砌護坡工程又稱護坡堤，可采用砌石結構，也可采用生物護坡。砌石護岸堤可分單層干砌塊石，雙層干砌塊石和漿砌石三種。對于山洪石護岸堤可分單層干砌塊石，雙層干砌塊石和漿砌石三種。對于山洪流向比較平順，不受主流沖刷的防護地點，當流速為流向比較平順，不受主流沖刷的防護地點，當流速為2-3m/s s時，可采時，可采用單層干砌塊石；當

32、流速為用單層干砌塊石；當流速為3-4m/s時，可采用雙層干砌塊石；在受到時，可采用雙層干砌塊石；在受到主流沖刷，山洪流速大（主流沖刷，山洪流速大（4-5m/s），挾帶物多，沖擊力猛的防護地點），挾帶物多，沖擊力猛的防護地點，則采用漿砌石。，則采用漿砌石。1.1.干砌塊石護坡干砌塊石護坡 干砌塊石護坡主要由腳槽、坡面、封頂三部分組成（見圖干砌塊石護坡主要由腳槽、坡面、封頂三部分組成（見圖9-7），），其中腳槽主要用于阻止砌石坡面下滑，起到穩(wěn)定坡面之作用，其形式有其中腳槽主要用于阻止砌石坡面下滑，起到穩(wěn)定坡面之作用，其形式有矩形和梯形兩種，其下端與護腳工程銜接。腳槽尺寸視邊坡大小而定，矩形和梯形兩

33、種，其下端與護腳工程銜接。腳槽尺寸視邊坡大小而定，如圖如圖9-7、9-8所示。其中以圖所示。其中以圖9-8c之形式最好，因這種砌法可以起到最之形式最好，因這種砌法可以起到最大的阻滑作用，而且節(jié)省石料。大的阻滑作用，而且節(jié)省石料。 坡面的邊坡視土壤的性質、結構而定，一般為坡面的邊坡視土壤的性質、結構而定，一般為1:2.5-1:3.0，個別，個別可用可用1:2.0。坡面的塊石由面層與墊層組成，面層塊石大小及厚度，。坡面的塊石由面層與墊層組成，面層塊石大小及厚度，應能保證在水流作用下不被沖動，根據(jù)實踐經(jīng)經(jīng)驗鋪砌厚度為應能保證在水流作用下不被沖動，根據(jù)實踐經(jīng)經(jīng)驗鋪砌厚度為30cm左右，即可滿足上述要求

34、，一般情況可取左右，即可滿足上述要求，一般情況可取25-35cm。 墊層主要起反濾層的作用，防止邊坡上的土壤顆粒被水流從縫隙中帶走，墊層主要起反濾層的作用，防止邊坡上的土壤顆粒被水流從縫隙中帶走，以致邊坡被淘空而失去穩(wěn)定。墊層有單層與雙層兩種，其粒配之選擇應以保以致邊坡被淘空而失去穩(wěn)定。墊層有單層與雙層兩種，其粒配之選擇應以保證組成墊層和岸坡的顆粒不能穿越相鄰粒徑較大一層的孔隙為原則，為此，證組成墊層和岸坡的顆粒不能穿越相鄰粒徑較大一層的孔隙為原則，為此，各墊層本身粒配的不均勻系數(shù)應滿足關系式：各墊層本身粒配的不均勻系數(shù)應滿足關系式：1051060dd各層間粒配應滿足下述關系式：各層間粒配應滿

35、足下述關系式：1510500301dd1510501502dddd2 . 0502式中：式中：d0、d1、d2、d為岸坡土壤、下墊層、上墊層及護坡塊為岸坡土壤、下墊層、上墊層及護坡塊石的粒徑。石的粒徑。 足標足標“60”60”、“50”50”、“10”10”表示小于這一粒徑的百分數(shù)，單墊層厚表示小于這一粒徑的百分數(shù)，單墊層厚度一般取度一般取920cm920cm，雙墊層厚度一般取，雙墊層厚度一般取1525cm1525cm。 對于岸坡有地下水滲出地區(qū)，護坡前需在透水層范圍內(nèi)先開挖導濾溝對于岸坡有地下水滲出地區(qū)，護坡前需在透水層范圍內(nèi)先開挖導濾溝，并用粗砂及礫石分層填實，其布置及結構形式如，并用粗砂

36、及礫石分層填實，其布置及結構形式如圖圖9-99-9所示。所示。封頂?shù)淖饔迷谟谧柚褂晁虢?，防止工程遭受破壞。封頂?shù)淖饔迷谟谧柚褂晁虢?，防止工程遭受破壞。封頂多用平整塊石砌筑，寬度為封頂多用平整塊石砌筑，寬度為50-100cm，與灘地接合，與灘地接合，可用碎石、粗砂回填，寬度不小于可用碎石、粗砂回填，寬度不小于10cm，最后沿灘地植，最后沿灘地植草皮一條，寬草皮一條，寬20cm左右。左右。2 2漿砌石護坡漿砌石護坡 漿砌石護岸堤可用漿砌石護岸堤可用7575號水泥砂漿砌筑，在嚴寒地區(qū)使用號水泥砂漿砌筑，在嚴寒地區(qū)使用100100號水號水泥，其結構形式，基本上與干砌石護坡相同（圖泥，其結構形式，基

37、本上與干砌石護坡相同（圖9-109-10），），一般也設墊層，但岸坡一般也設墊層，但岸坡如為沙礫卵石時，可不如為沙礫卵石時，可不設墊層。設墊層。 為了減少護岸背面的壓力及排泄積水，可在下部設置交錯排列的泄為了減少護岸背面的壓力及排泄積水，可在下部設置交錯排列的泄水口，孔口可作成水口，孔口可作成0.1m0.15m矩形或直徑為矩形或直徑為0.1m的圓形，間距約的圓形，間距約2-3m。泄水孔口局部范圍內(nèi)設反濾層，以防淤塞泄水孔。泄水孔口局部范圍內(nèi)設反濾層，以防淤塞泄水孔。 較長的護岸堤，應設置伸縮縫，以消除或減少溫度應力，一般沿縱較長的護岸堤，應設置伸縮縫，以消除或減少溫度應力，一般沿縱方向每隔方向

38、每隔9-15m設置一道，縫寬設置一道，縫寬2cm2cm，用瀝青板填塞。其封頂可采用混，用瀝青板填塞。其封頂可采用混凝土基槽或塊基基槽封頂，如圖凝土基槽或塊基基槽封頂，如圖9-10所示。所示。 3 3護岸堤修筑時，需注意的幾個問題護岸堤修筑時，需注意的幾個問題（1 1）基礎要挖深，慎重處理，防止掏空，一般情況下，當沖刷深）基礎要挖深，慎重處理，防止掏空，一般情況下，當沖刷深度度4m4m以內(nèi)時，可將基礎直接埋在沖刷深度以下以內(nèi)時，可將基礎直接埋在沖刷深度以下0.5-1.0m處，并且基處，并且基礎底面要低于溝床最深點以下礎底面要低于溝床最深點以下1m1m左右。左右。（2 2）溝岸必須事先平整，達到規(guī)

39、定坡度后再進行砌石。）溝岸必須事先平整，達到規(guī)定坡度后再進行砌石。（3 3）護岸片石必須全部丁砌，并垂直于坡面。）護岸片石必須全部丁砌，并垂直于坡面。片石下面要設置適當厚度的墊層，隨岸坡土質而不同，墊層一般采用沙片石下面要設置適當厚度的墊層，隨岸坡土質而不同，墊層一般采用沙礫卵石或粗中沙卵石混合墊層組成，若巖坡土質與墊層材料相類似，則礫卵石或粗中沙卵石混合墊層組成，若巖坡土質與墊層材料相類似，則可不設墊層。可不設墊層。 第三節(jié)第三節(jié) 整治建筑物整治建筑物 整治建筑物按其性能和外形，可分為丁壩、順壩等幾種。整治建筑物按其性能和外形，可分為丁壩、順壩等幾種。一、丁壩一、丁壩 二、順壩二、順壩一、丁

40、壩一、丁壩（一）丁壩的作用種類（一）丁壩的作用種類 丁壩是由壩頭、壩身和壩根三丁壩是由壩頭、壩身和壩根三部分組成的一種建筑物，其壩根與河岸相連，壩頭伸向河槽，在平部分組成的一種建筑物，其壩根與河岸相連，壩頭伸向河槽，在平面上與河岸連接起來呈丁字形，壩頭與壩根之間的主體部分為壩身面上與河岸連接起來呈丁字形，壩頭與壩根之間的主體部分為壩身，如圖，如圖9-11所示，其特點是不與對岸連接。所示，其特點是不與對岸連接。1 1丁壩的作用丁壩的作用（1 1）改變山洪流向，防止橫向侵蝕，）改變山洪流向，防止橫向侵蝕，有時，山洪沖淘坡腳可能引起山崩，修建丁壩后改變了流向，即可防有時，山洪沖淘坡腳可能引起山崩，修

41、建丁壩后改變了流向，即可防止山崩。止山崩。 （2 2）緩和山洪流勢，使泥沙沉積，并能將水流挑向對岸，保護下游的）緩和山洪流勢，使泥沙沉積，并能將水流挑向對岸，保護下游的護岸工程和堤岸不受水流沖擊。護岸工程和堤岸不受水流沖擊。（3 3）調整溝寬，迎托水流，防止山洪亂流和偏流，阻止溝道寬度發(fā)展。）調整溝寬，迎托水流，防止山洪亂流和偏流，阻止溝道寬度發(fā)展。2 2丁壩的種類丁壩的種類 丁壩可按建筑材料、高度、長度、透水性能及與流水所形成的角度丁壩可按建筑材料、高度、長度、透水性能及與流水所形成的角度進行分類。進行分類。 (1) (1)按建筑材料不同，可分為：石籠丁壩、梢捆丁壩、砌石丁壩、混按建筑材料不

42、同，可分為：石籠丁壩、梢捆丁壩、砌石丁壩、混凝土丁壩、木框丁壩、石柳壩及柳盤頭等。凝土丁壩、木框丁壩、石柳壩及柳盤頭等。 (2) (2)按高度不同，即山洪是否能漫過丁壩，可分為淹沒和非淹沒兩種按高度不同，即山洪是否能漫過丁壩，可分為淹沒和非淹沒兩種。 (3)(3)按長度不同，丁壩分為短丁壩與長丁壩。按長度不同，丁壩分為短丁壩與長丁壩。 (4)(4)按丁壩與水流所成角度不同，可分為：垂直布置形式（即正交按丁壩與水流所成角度不同，可分為：垂直布置形式（即正交丁壩）、下挑布置形式（即下挑丁壩）、上挑布置形式（即上挑丁丁壩）、下挑布置形式（即下挑丁壩）、上挑布置形式（即上挑丁壩）。壩）。 (5)(5)

43、按透水性能不同，可按透水性能不同，可分為不透水與透水丁壩。分為不透水與透水丁壩。 （二）丁壩的設計與施工（二）丁壩的設計與施工 由于荒溪縱坡陡，山洪流速大，挾帶泥沙多，丁壩的由于荒溪縱坡陡，山洪流速大，挾帶泥沙多，丁壩的作用比較復雜，建筑不當不僅不能發(fā)揮作用，有時還會作用比較復雜，建筑不當不僅不能發(fā)揮作用，有時還會引起一些危害，如在窄小的新河槽，有時會由于修筑了引起一些危害，如在窄小的新河槽，有時會由于修筑了丁壩而減小造地面積，或因水流紊亂而使對岸的不堅實丁壩而減小造地面積，或因水流紊亂而使對岸的不堅實岸坡遭沖刷而引起橫向侵蝕，在這種情況下都不宜建筑岸坡遭沖刷而引起橫向侵蝕，在這種情況下都不宜

44、建筑丁壩。因此，在設計丁壩之前，應對荒溪的丁壩。因此，在設計丁壩之前，應對荒溪的特點、水深特點、水深、流速、流速等情況進行詳細的調查研究，計劃一定要留有余等情況進行詳細的調查研究，計劃一定要留有余地，在丁壩的設計與施工中應注意以下幾問題。地，在丁壩的設計與施工中應注意以下幾問題。 1 1丁壩的布置丁壩的布置（1 1）丁壩的間距）丁壩的間距 單獨布置一座丁壩，在水流的沖擊下，很容易遭到破單獨布置一座丁壩，在水流的沖擊下，很容易遭到破壞，壞， 因此，丁壩的布置往往以丁壩群的方式出現(xiàn)。一組丁因此，丁壩的布置往往以丁壩群的方式出現(xiàn)。一組丁壩的數(shù)量要考慮以下幾個因素：壩的數(shù)量要考慮以下幾個因素：第一：視

45、保護段的長度而定第一：視保護段的長度而定，一般彎頂以下保護的長度一般彎頂以下保護的長度占整個保護長度的占整個保護長度的60%60%，彎頂以上占，彎頂以上占40%40%；第二，丁壩的間距與淤積效果有密切的關系第二，丁壩的間距與淤積效果有密切的關系。間距過大間距過大，丁壩群就和單個丁壩一樣，不能起到互相掩護的作用，丁壩群就和單個丁壩一樣，不能起到互相掩護的作用，間距過小，丁壩的數(shù)量就多，造成浪費。間距過小，丁壩的數(shù)量就多，造成浪費。 合理的丁壩間距，可通過兩個方面來確定：合理的丁壩間距，可通過兩個方面來確定： 應使下一個丁壩的雍水剛好達到上一個丁壩處，避免在上一個丁壩下應使下一個丁壩的雍水剛好達到

46、上一個丁壩處，避免在上一個丁壩下游發(fā)生水面跌落現(xiàn)象，即充分發(fā)揮每一個丁壩的作用，又能保證兩壩之游發(fā)生水面跌落現(xiàn)象，即充分發(fā)揮每一個丁壩的作用，又能保證兩壩之間不發(fā)生沖刷；間不發(fā)生沖刷；丁壩間距丁壩間距L L應使繞過上一個壩頭之后形成的擴散水流的邊界線，大致應使繞過上一個壩頭之后形成的擴散水流的邊界線，大致達到下一個丁壩的有效長度達到下一個丁壩的有效長度LP的末端，以避免壩根的沖刷（圖的末端，以避免壩根的沖刷（圖9-139-13），），此關系一般是：此關系一般是： LP=2L0/3 L=（23）LP（凹岸段） L=（35）LP（凸岸段） 式中：式中：LO壩身長度；壩身長度；LP丁壩的有效長度；丁

47、壩的有效長度；L 間距。間距。 丁壩間距大一些，可節(jié)省建筑材料，但在丁壩區(qū)內(nèi)可能發(fā)生橫流丁壩間距大一些，可節(jié)省建筑材料，但在丁壩區(qū)內(nèi)可能發(fā)生橫流，從而破壞溝岸。丁壩的理論最大間距，從而破壞溝岸。丁壩的理論最大間距Lmax，可按下式求得：可按下式求得： 式中：式中：水流繞過丁壩頭部的擴散角，據(jù)實驗水流繞過丁壩頭部的擴散角，據(jù)實驗 =66 ； B，b為溝道及丁壩的寬度。為溝道及丁壩的寬度。2maxbBctgL（2 2）丁壩的布置形式）丁壩的布置形式 丁壩多設在溝道下游部分，必要時丁壩多設在溝道下游部分，必要時也可在上游設置也可在上游設置( (圖圖9-14)9-14)，一岸有崩，一岸有崩塌危險，對岸

48、較堅固時，可在崩塌地塌危險，對岸較堅固時，可在崩塌地段起點附近，修一道非淹沒的下挑丁壩，將山洪引向對岸的堅固岸石段起點附近，修一道非淹沒的下挑丁壩，將山洪引向對岸的堅固岸石，以保護崩塌段溝岸。，以保護崩塌段溝岸。 對崩塌延續(xù)很長范圍的地段，為促使泥沙淤積，多做成上挑丁壩組，對崩塌延續(xù)很長范圍的地段，為促使泥沙淤積，多做成上挑丁壩組，以加速淤沙保護崩塌段的坡腳，最好在崩塌段的下游的末端再加置一以加速淤沙保護崩塌段的坡腳，最好在崩塌段的下游的末端再加置一道護底工程，以防止溝底侵蝕使丁壩基礎遭破壞；在崩塌段的上游起道護底工程，以防止溝底侵蝕使丁壩基礎遭破壞；在崩塌段的上游起點附近，則修筑非淹沒丁壩。

49、丁壩的高度，在靠山一面宜高，緩緩向點附近，則修筑非淹沒丁壩。丁壩的高度，在靠山一面宜高，緩緩向下游傾斜到丁壩頭部。下游傾斜到丁壩頭部。（3 3）丁壩軸線與水流方向的關系）丁壩軸線與水流方向的關系 丁壩軸線與水流方向的夾角大小不同，對水流結構的影響也不同丁壩軸線與水流方向的夾角大小不同，對水流結構的影響也不同，主要表現(xiàn)在兩個方面：就繞流情況而言，以下挑丁壩為最好，水，主要表現(xiàn)在兩個方面：就繞流情況而言，以下挑丁壩為最好，水流較順，壩頭河床由繞流所引起的沖刷較弱；上挑丁壩壩頭流態(tài)混流較順，壩頭河床由繞流所引起的沖刷較弱；上挑丁壩壩頭流態(tài)混亂，壩頭河床由繞流所引起的沖刷較強。亂，壩頭河床由繞流所引起

50、的沖刷較強。 就漫流情況而言，則以上挑丁壩為最好，水流在漫越上挑丁壩就漫流情況而言，則以上挑丁壩為最好，水流在漫越上挑丁壩之后，形成沿壩身方面指向河岸的平軸環(huán)流，將泥沙帶向河岸，在之后，形成沿壩身方面指向河岸的平軸環(huán)流，將泥沙帶向河岸，在近岸部位發(fā)生淤積；而下挑丁壩水流漫越后，形成的平軸環(huán)流，可近岸部位發(fā)生淤積；而下挑丁壩水流漫越后，形成的平軸環(huán)流，可沿壩身方向指向河心分速，將泥沙帶到河心，使丁壩根部的河岸發(fā)沿壩身方向指向河心分速，將泥沙帶到河心，使丁壩根部的河岸發(fā)生沖刷生沖刷 。 綜合上述，非淹沒丁壩均應設計成下挑形式，壩軸線與水流的夾綜合上述，非淹沒丁壩均應設計成下挑形式，壩軸線與水流的夾

51、角以角以70-75為宜；而淹沒丁壩則與此相反，一般都設計成上挑丁為宜；而淹沒丁壩則與此相反，一般都設計成上挑丁壩，壩軸線與水流的夾角為壩，壩軸線與水流的夾角為9090-105-105。 2 2丁壩的結構丁壩的結構 丁壩的壩型及結構的選擇，應根據(jù)水流條件，河岸地質及丁丁壩的壩型及結構的選擇，應根據(jù)水流條件，河岸地質及丁壩的工作條件，因地制宜，就地取材地進行選擇。壩的工作條件，因地制宜，就地取材地進行選擇。（1 1）石丁壩：）石丁壩：其壩心用亂拋堆或用塊石砌筑。表面用干砌、漿其壩心用亂拋堆或用塊石砌筑。表面用干砌、漿砌石修平或用較大的塊石拋護，其范圍是上游伸出壩腳砌石修平或用較大的塊石拋護，其范圍

52、是上游伸出壩腳4m4m，下游伸，下游伸出出8m8m，壩頭伸出，壩頭伸出12m12m。其斷面較小，頂寬一般為。其斷面較小，頂寬一般為1.5-2.0m1.5-2.0m，迎、背，迎、背面面邊坡系數(shù)均采用面面邊坡系數(shù)均采用1.5-2.01.5-2.0，壩頭部分邊坡系數(shù)應加大到，壩頭部分邊坡系數(shù)應加大到3-53-5（圖圖9-169-16） 。（2 2）土心丁壩：）土心丁壩：此丁壩采用沙土或粘性土料作壩體，用塊石護腳護此丁壩采用沙土或粘性土料作壩體，用塊石護腳護坡，還需用沉排護底（即將梢料制成大面積的排狀物，見坡，還需用沉排護底（即將梢料制成大面積的排狀物，見圖圖9-179-17）。）。 （3 3）石柳壩

53、和柳盤頭：）石柳壩和柳盤頭：在石料較少的地區(qū)，可采用石柳壩和柳盤在石料較少的地區(qū)，可采用石柳壩和柳盤頭等結構形式（圖頭等結構形式（圖9-189-18，9-199-19）。）。 3 3丁壩的高度和長度丁壩的高度和長度 丁壩壩頂高程視整治的目的而定。據(jù)我國經(jīng)驗，凡經(jīng)過漫流的丁丁壩壩頂高程視整治的目的而定。據(jù)我國經(jīng)驗，凡經(jīng)過漫流的丁壩，一般淤積情況都較好；凡未經(jīng)漫流的，淤沙較小，為達到發(fā)生壩，一般淤積情況都較好；凡未經(jīng)漫流的，淤沙較小，為達到發(fā)生漫流的目的，壩頂高程可按歷年平均水位設計，但不得超過原溝岸漫流的目的，壩頂高程可按歷年平均水位設計，但不得超過原溝岸的高程。在山洪溝道中，以修筑不漫流丁壩為

54、宜，壩頂高程一般高的高程。在山洪溝道中，以修筑不漫流丁壩為宜，壩頂高程一般高出設計水位出設計水位1m1m左右。左右。丁壩壩身長度和壩頂高程有一定的聯(lián)系，淹沒丁壩，可采用較長的壩身，而非淹沒丁壩，壩身都是短的，這是因為壩頂高程線較高的長丁壩，不但工程量大，而且阻水嚴重，影響壩身的穩(wěn)定性，又產(chǎn)生不利水流使對岸崩塌。對壩身較長的淹沒丁壩可將丁壩設計成兩個以上的縱坡，一般壩頭部分較緩，壩身中部次之，近岸（占全壩長的1/61/10）部分較陡。 4 4丁壩壩頭沖刷坑深度的估算丁壩壩頭沖刷坑深度的估算 溝道中修建了丁壩以后改變了丁壩周圍的水流狀態(tài)，使壩頭附近產(chǎn)生了向下的復雜環(huán)流造成了壩頭的沖刷。當水流沖擊丁

55、壩時，丁壩上游壅水形成高壓區(qū)，在壩頭附近由于水流較大，形成低壓區(qū)。位于高壓區(qū)的水體，除很少一部分折向河岸形成回流外，大部分流向低壓區(qū)，并折向河底，形成環(huán)繞壩頭的螺旋流，在壩頭附近形成了沖刷坑。 影響丁壩壩頭沖刷深度的主要因素有：（1）丁壩壩頭附近的流速及水流與壩軸線的交角。流速大，折向溝底的水流速度也大；交角愈接近90，沖擊壩身的水流愈強，壅水愈高，折 向溝底的水流沖刷力也愈強。 （2）壩身的長度。壩身愈長，束窄溝床的能力愈強，壩頭的流速也愈大，沖刷坑愈深。（3）溝床的土質組成和來沙情況。粘性土愈多，抗沖能力愈強，沖刷坑就愈淺，上游來沙愈多，遭沖刷的可能性也愈小。（4）壩頭的邊坡。壩坡愈陡，環(huán)

56、流向下之切應力愈大，沖刷坑也愈深。 由于丁壩壩頭水流條件極為復雜，一般難以用數(shù)學公式來計算其沖刷深度。 5 5丁壩的防護丁壩的防護在中細沙組成的河床上或在水深流急處修建丁壩，應以沉排護底，沉排伸出長度如前所述。 在河床組成較好的情況下，可用拋石護腳，它的寬度應不小于由漫流和繞流而引起的壩頭和壩身附近河床的掏刷范圍，在黃河流域，一般向上游延護1220m，向下游延護1525m。 壩頭水流紊亂，應特別加固，可采用加大頭部護底工程面積或加大邊坡系數(shù)兩種方式進行，如壩基土質較好，可不必全用沉排護底，只在壩頭溝底設置即可。6 6丁壩的施工丁壩的施工 丁壩的施工與谷坊等相類似，不再重述，現(xiàn)僅介紹丁壩施工中須

57、注意的幾個問題。 （1）施工順序：選擇流勢較緩和的地點先行施工，然后再推向流勢較急之地點，以保證工程安全。（2）在施工中應注意觀測研究，在修筑部分丁壩以后，則應研究分析已修丁壩對上、下游及對岸之影響，如有影響則應修改設計。（3）應考慮按照現(xiàn)有溝道之沖淤變化，不能簡單地將丁壩基礎按照現(xiàn)有溝底一律向下挖一定深度。（4）在丁壩開挖坑內(nèi)回填大石，以抵抗沖刷。 二、順壩二、順壩(一)順壩的結構 順壩是一種縱向整治建筑物，由壩頭、壩身和壩根三部分組成，如圖921，壩身一般較長，與水流方向接近平行或略有微小交角，直接布置在整治線上，具有導引水流、調整河岸等作用。 順壩有淹沒與非淹沒兩種，淹沒順壩用于整治枯水

58、河槽，順壩高程由整治水位而定，自壩根到壩頭，沿水流方向略有傾斜，其坡度大于水面比降，淹沒時自壩頭至壩根逐漸漫水，非淹沒順壩在河道整治中采用較少。1 1土順壩土順壩。一般都用當?shù)噩F(xiàn)有土料修筑。壩頂寬度可取24.8m，一般為3m同左右，邊坡系數(shù)，外坡因有水流緊貼流過，不應小于2，并設拋石加以保護；內(nèi)坡可取11.5。2 2石順壩石順壩。在河道斷面較窄，流速比較大的山區(qū)河道，如當?shù)赜惺?，可采用干砌石或漿砌石順壩。 壩頂寬度可取1.53.0m，壩的邊坡系數(shù)，外坡可取1.52，內(nèi)坡可取11.5。外坡亦應設拋石加以保護。對土、石順壩，壩基如為細砂河床，都應設沉排，沉排伸出壩基之寬度，外坡不小于6m，內(nèi)坡不

59、小于3m。 順壩因阻水作用較小，壩頭沖刷坑較小，無需特別加固，但邊坡系數(shù)應加大，一般不小于3。如果我們能夠估算出河道束窄以后達到新的相對平衡對河床可能的沖刷深度，就可據(jù)此定出順壩基礎的砌筑深度。 沖刷深度的計算涉及的因素很多，目前尚無可靠之公式：下面僅介紹一些最簡單的估算方法。 1清水河流按河床泥沙起動流速計算在沿河上游有水庫下泄清水，或上游來水基本是清水時，由于河床束窄，使流速大于河床泥沙的起動流速，從而引起河床的沖刷，此時，河床必須沖深到流速小于河床泥沙的起動流速，沖刷才會停止。在這種情況下，河床沖刷深度計算可由起動流速來控制，根據(jù)交通部門提出的有關公式如下：5/36/13/5maxEdH

60、HBQKHp式中： 河床的沖刷深度（m）； 設計流量（ / ）； 新河槽寬度（m）； 、原河床中新河槽（即修建順壩束窄后的河槽）部分的最大水深及平均水深（m）。可從原河道枯水位或中水位時的斷面上，選擇 較大的值作為設計數(shù)據(jù)； 河床泥沙平均粒徑（mm）；pHQ3msBHHmaxHHmaxd 單寬流量集中系數(shù)， ，其中B和H為水流平灘時的水面寬度及平均水深（m）； E與汛期含沙量有關，可按下列數(shù)值選用：當S（歷年汛期月最大含沙量平均值， ）10時，E為0.86。K15. 0HBK3/mkg2按推移質輸沙公式推算 中小河道，特別是山區(qū)中小河道，影響河床沖淤變化的泥沙，主要是推移質。河道治理后，破壞了