第四章航道整治工程

1、第四章 航道整治工程v主要講解內(nèi)容 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 整治斷面設(shè)計 第三節(jié) 整治線平面布置 第四節(jié) 整治工程 第五節(jié) 整治工程水力計算 第一節(jié) 概述 航道整治：在水流條件復(fù)雜或航行困難的河段，為使船舶能安全航行所采取的改善航道工程措施。v一 中、洪水綜合整治 整治工程措施：穩(wěn)定河勢、固定岸線、束水工程等。v二 枯水航道整治（我國許多河流基本采用這種整治方法） 整治主要對象：最低通航水位時，出淺礙航的河段。 整治工程措施：采用丁、順壩束水整治。第二節(jié) 整治斷面設(shè)計 整治斷面設(shè)計，包括設(shè)計水位、整治水位、整治線寬度。v一 設(shè)計水位v 1.最高、最低通航水位 最低通航水位是航道標準水深的起算水位

2、，是航道整治的依據(jù)。 最高通航水位是設(shè)計代表船型正常航行的最高水位 ，也是確定跨河建筑物凈高的起算水位。v 2.基本水文站v二.天然河流最低通航水位的推求v 1.保證率頻率法 常用于一至四級航道v 2.綜合歷時曲線法 常用于五至七級航道三 淺灘設(shè)計水位的確定方法 1.水位相關(guān)法 2.比降插入法 3.瞬時水位法v四 天然河流最高通航水位的確定方法 1.流量頻率法 2.歷時頻率法v五 特殊河道設(shè)計水位v六 關(guān)于設(shè)計水位的調(diào)整 1.工程影響問題 2.上下游協(xié)調(diào)問題七 整治水位 整治水位是指整治工程對灘險的航行條件有顯著改善的水位。 平原、山區(qū)河流淺灘整治水位的確定常采用以下兩類：v1.經(jīng)驗方法 在淺

3、灘資料不足時采用v2.造床流量法 a 按流量比降頻率乘積方法推求 b 按輸沙能力公式推求v3.整治水位的調(diào)整八 整治線寬度v 整治線寬度是指整治水位時設(shè)計新河槽的河面寬度。v 整治線寬度宜適宜，過寬，則束水效果差，沖刷能力弱；過窄，則產(chǎn)生局部沖刷，引起下游河段的淤積，或流速過大使航行條件惡化。v 整治線及其寬度示意圖整治線寬度確定的方法v1.經(jīng)驗方法v2.理論計算方法 a 水力學(xué)計算方法 b 輸沙平衡方法v3.流速控制方法67.1112tHBB第三節(jié) 整治線平面布置 某淺灘整治線平面布置一 整治線布置原則v1.整治線必須依托主導(dǎo)河岸 整治線的起點和終點應(yīng)以穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河岸為依托。 穩(wěn)定深槽：

4、符合航行要求和歷年來變化不大的深槽，一般 靠近凹岸。v2.整治線與水流方向夾角要小v3.整治線宜通過淺灘上最大流速區(qū)v4.全面考慮兩岸工農(nóng)業(yè)需要和防洪要求 1)、在兩岸有取排水口、港口等建筑物時，整治線布置是應(yīng)防止淤塞。、在兩岸有取排水口、港口等建筑物時，整治線布置是應(yīng)防止淤塞。 2)、考慮對防護大堤的影響，彎頂不宜太靠近提防。、考慮對防護大堤的影響，彎頂不宜太靠近提防。 長江口深水航道治理示意圖長江口深水航道治理示意圖1整治線平面尺寸的確定整治線平面尺寸的確定 二、整治線的平面形態(tài)二、整治線的平面形態(tài)彎曲半徑彎曲半徑R：一般取R=(46)B2 切除凸角時取R=(23)B2直線段長度直線段長度

5、L：一般取L=(13)B2 沖積性河道總是彎曲，常由兩反向河彎組成，規(guī)沖積性河道總是彎曲，常由兩反向河彎組成，規(guī)劃布置時參照優(yōu)良河段選擇劃布置時參照優(yōu)良河段選擇R和和L。2整治線平面設(shè)計步驟整治線平面設(shè)計步驟 在上、下深槽確定主導(dǎo)河岸， 繪枯水水流動力軸線，越過轉(zhuǎn)向的起訖點，沿主導(dǎo)河岸做圓弧線，根據(jù)B2平行繪出對岸的圓弧線，在過渡段以直線聯(lián)接上、下圓弧線，檢驗直線段長度，否則調(diào)整R使其滿足要求。 三、整治線的控制工程三、整治線的控制工程瀾滄江曼廳大沙壩航道整治工程平面布置圖 常采用平面控制整治線的整治建筑物：常采用平面控制整治線的整治建筑物： 丁壩、順壩、鎖壩、洲頭分流壩、洲尾丁壩、順壩、鎖壩

6、、洲頭分流壩、洲尾導(dǎo)流壩及護岸等導(dǎo)流壩及護岸等。 三 整治線的控制工程v1.丁壩 丁壩是壩根與河岸相連，壩頭伸至整治線，在平面上與岸線構(gòu)成丁字形的橫向整治建筑物。作用：束窄河床、導(dǎo)水歸槽、調(diào)整流向、改變流速、沖刷淺灘、導(dǎo)引泥沙等。v2.順壩 順壩是一種壩軸線與水流方向平行或成一銳角、順向布置的整治建筑物。作用：導(dǎo)流（主要），具有束水歸槽、改變水沙流向、增大航道流速等。3.鎖壩v鎖壩是一種攔斷河流汊道的水工建筑物，又稱堵壩。作用：塞支強干，增加主汊的流量或抬高河段水位，以增強主汊的輸沙能力。v4.洲頭分流壩 是一種建筑在汊道洲頭的分流建筑物。作用：保護江心洲，維護河勢的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)通航汊道的流量，

7、改善船舶通航條件。v5.護岸 護岸是保護岸坡，防止波浪、水流侵蝕的工程。丁壩的作用丁壩的作用（1）未淹沒時束窄河槽，提高流速沖刷淺灘；（2）淹沒后造成環(huán)流，橫向?qū)?，調(diào)整分汊河道的分流比，淤高河灘，保護河岸或海塘； （3）控制分流挑出主流以防頂沖河岸和堤防等。 一、丁壩一、丁壩 1、按丁壩軸線與水流方向的交角分、按丁壩軸線與水流方向的交角分丁壩軸線與水流交角a)上挑丁壩 b)正挑丁壩 c)下挑丁壩（一）丁壩的分類（一）丁壩的分類按平面形狀分按平面形狀分 普通丁壩： 勾頭丁壩：0.4L勾頭丁壩與普通丁壩相比：勾頭丁壩與普通丁壩相比： 壩頭流速可減少20左右 勾長比的增加減少了壩頭最大的沖刷坑深度

8、 勾長比增加壩后沖刷范圍減少2、勾頭丁壩、勾頭丁壩3、按對水流的影響程度分：、按對水流的影響程度分： 長丁壩長丁壩(LB/3)、短丁壩、短丁壩三峽變動回水區(qū)上洛磧?yōu)?、按透水性能分：透水丁壩、不透水丁壩、按透水性能分：透水丁壩、不透水丁壩 丁壩前后水流現(xiàn)象 丁壩1、 非淹沒丁壩和水流現(xiàn)象非淹沒丁壩和水流現(xiàn)象 （二）丁壩對河道水流和泥沙的影響（二）丁壩對河道水流和泥沙的影響 2、 淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象淹沒丁壩水流泥沙運動情況 1、丁壩的使用特點、丁壩的使用特點 （三）丁壩的使用條件（三）丁壩的使用條件 （1）挑流作用強，對航槽的沖刷有利；）挑流作用強，對航槽的沖刷有利；（

9、2）丁壩長度便于調(diào)整；）丁壩長度便于調(diào)整；（3）壩址水深一般較淺、工程量較?。沃匪钜话爿^淺、工程量較小 （4）壩頭附近水流紊亂）壩頭附近水流紊亂（5）壩頭附近，導(dǎo)致河床沖刷，壩頭下游形成沖刷坑。）壩頭附近，導(dǎo)致河床沖刷，壩頭下游形成沖刷坑。（6）采用丁壩整治后，枯水新岸線發(fā)展較緩慢，要待壩）采用丁壩整治后，枯水新岸線發(fā)展較緩慢，要待壩田淤滿后，才能最后形成。田淤滿后，才能最后形成。 2、丁壩在平原河流整治中的使用、丁壩在平原河流整治中的使用 （1）多用于加高或固定邊灘，延長水流對淺灘的沖）多用于加高或固定邊灘，延長水流對淺灘的沖刷時間，或與疏浚相結(jié)合，減小挖槽回淤量，保持航刷時間，或與疏浚

10、相結(jié)合，減小挖槽回淤量，保持航道穩(wěn)定性；道穩(wěn)定性； （2）有時也可用短丁壩群護岸，防止岸坡崩塌。）有時也可用短丁壩群護岸，防止岸坡崩塌。（四）丁壩群的布置（四）丁壩群的布置（1）確定丁壩間距的原則使下一條丁壩壅水范圍達到上一條丁壩的壩頭使下一條丁壩壅水范圍達到上一條丁壩的壩頭 避免壩頭較大的水面跌落，同時使水流繞過壩頭后形成的擴散水流流線能達到下一個丁壩的有效長度范圍內(nèi)。避免壩根沖刷，丁壩作用的連續(xù)性。有足以控制整治線的點，各壩后回水區(qū)邊線的連線組成平順的整治線。不致因間距過大，影響來水攻沙。防止壩田中產(chǎn)生較大的流速，影響壩田淤積。（2）由回流區(qū)確定丁壩間距1、丁壩群的間距、丁壩群的間距1、丁

11、壩群的間距、丁壩群的間距（四）丁壩群的布置（四）丁壩群的布置2錯（對）口丁壩布置錯（對）口丁壩布置 （四）丁壩群的布置（四）丁壩群的布置3階梯式丁壩布置階梯式丁壩布置（四）丁壩群的布置（四）丁壩群的布置壩田淤積效果較好壩田淤積效果較好（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組成成丁壩、順壩由護底、壩體、壩面、壩頭、壩根組成。丁壩、順壩由護底、壩體、壩面、壩頭、壩根組成。（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組成（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組成鎖壩沒有壩頭、有兩處壩根鎖壩沒有壩頭、有兩處壩根 1、護底、護底 護底是壩的基礎(chǔ)，一般采用柴排或土工織物軟體排護底是壩的基礎(chǔ)，一般采用柴排或土工織

12、物軟體排結(jié)構(gòu)，要求能緊貼河床底部，防止基礎(chǔ)沖刷。在不易沖結(jié)構(gòu)，要求能緊貼河床底部，防止基礎(chǔ)沖刷。在不易沖刷的河床上筑丁壩或順壩，也可以不護底。刷的河床上筑丁壩或順壩，也可以不護底。（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組（五）、丁壩（順壩及鎖壩）的組成成 壩體是壩的主要結(jié)構(gòu)，除了采用拋填塊石外，近年壩體是壩的主要結(jié)構(gòu)，除了采用拋填塊石外，近年來土工織物充填袋、模袋混凝土及混凝土構(gòu)件也得到不來土工織物充填袋、模袋混凝土及混凝土構(gòu)件也得到不同程度的推廣應(yīng)用。同程度的推廣應(yīng)用。 2、壩體、壩體 3、壩面、壩面 壩面在整治水位上、下最壩面在整治水位上、下最容易受流木、流冰及其他漂浮容易受流木、流冰及其他漂浮物的

13、撞擊而損壞。因此，在流物的撞擊而損壞。因此，在流速較大的河流及有流木、流冰速較大的河流及有流木、流冰的河流，壩面都應(yīng)采取特別的的河流，壩面都應(yīng)采取特別的防護措施。防護措施。 3、壩面、壩面 在流速較大的河流及有流木、流冰的河流，壩面都在流速較大的河流及有流木、流冰的河流，壩面都應(yīng)采取特別的防護措施。應(yīng)采取特別的防護措施。銅鼓灘丁順壩及壩頭安放的扭王字塊 4、壩頭、壩頭 壩頭是丁壩、順壩伸入江中的最前沿，受水流沖擊壩頭是丁壩、順壩伸入江中的最前沿，受水流沖擊力最大的部位。特別是丁壩壩頭，根據(jù)力最大的部位。特別是丁壩壩頭，根據(jù)的規(guī)定，在壩頭一定范圍內(nèi)，壩體應(yīng)加寬，并且的規(guī)定，在壩頭一定范圍內(nèi)，壩體

14、應(yīng)加寬，并且在壩頭部位不宜采用沙袋填心壩。在壩頭部位不宜采用沙袋填心壩。 5、壩根、壩根 壩根是指壩體與河岸或洲灘的連接部位，當水位淹壩根是指壩體與河岸或洲灘的連接部位，當水位淹過壩頂以后，在壩根的上、下游會形成回流及螺旋流。過壩頂以后，在壩根的上、下游會形成回流及螺旋流。 如果河岸或洲灘不具如果河岸或洲灘不具備很強的抗沖刷性，在連備很強的抗沖刷性，在連接處容易被水流淘刷，使接處容易被水流淘刷，使得壩體與岸坡分離。因此，得壩體與岸坡分離。因此，對壩根的處理要特別重視。對壩根的處理要特別重視。（六）、丁壩（順壩及鎖壩）的結(jié)構(gòu)設(shè)計（六）、丁壩（順壩及鎖壩）的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計: 確定各部分尺

15、寸、組成材料。確定各部分尺寸、組成材料。1、拋石壩粒徑尺寸、拋石壩粒徑尺寸2、斷面尺寸、斷面尺寸2、斷面尺寸、斷面尺寸壩頭向河坡、壩身縱坡、壩根縱坡壩頭向河坡、壩身縱坡、壩根縱坡潛壩一般為平坡。潛壩一般為平坡。3、壩基、壩頭、壩根、壩面的處理、壩基、壩頭、壩根、壩面的處理二、順壩二、順壩 1 1、定義、定義 壩軸線沿水流方向或與水流交角很小的建筑物。2、作用、作用（1）調(diào)整急彎、歸順岸線、平順水流、改善流態(tài)（2）堵塞倒套、尖潭（3）堵塞支汊、上口調(diào)整分流角，下口調(diào)整交匯角（4）束窄河床 。 普通順壩普通順壩丁順壩丁順壩洲尾順壩洲尾順壩3順壩布置原則：順壩布置原則： （1）順壩上身?？拷尉€，

16、布置在凹岸或主導(dǎo)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順壩布置原則：順壩布置原則： （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（堵壩）三、鎖壩（堵壩） 作用作用：塞支強干 壩頂高程壩頂高程：取決于設(shè)計水位下通航汊道需要的流量。 位置位置：進口

17、、中部、出口 長江中游界牌河段拋石壩體施工 作用作用：壅高上游水位、調(diào)整比降、增加航深壅高上游水位、調(diào)整比降、增加航深促淤趕沙，減小過水面積、消除不良流態(tài)。促淤趕沙，減小過水面積、消除不良流態(tài)。 設(shè) 計 最 低 通 航 水 位潛 壩四、潛壩四、潛壩四、潛壩四、潛壩 龍門鎮(zhèn)甄 炳 磧鯉 魚 磧長江213.3201.743185185553185185.5大竹林龍門石小灘子稱桿磧丁家沱潛壩航 道319035190島尾壩17.710作用作用(1)(1)控制河勢控制河勢：穩(wěn)定水流動力軸線，不使河床邊界任意變化。(2)(2)抑制崩岸抑制崩岸：防止水流淘刷和波浪沖蝕，防止泥沙坍落河中(3)(3)防止主流頂

18、沖防止主流頂沖：尤其洪水頂沖處，配合丁壩，磯頭挑流保證堤防。五、護岸五、護岸布置原則布置原則 （1）根據(jù)水流動力軸線變化情況，預(yù)測崩岸的趨向，主動防護； （2）全線規(guī)劃、重點保證、守點顧線、相互依托； （3）護腳為先， 先水下后水上，先護腳后護坡，形成整體守護。影響護岸工程穩(wěn)定的因素影響護岸工程穩(wěn)定的因素 河勢變遷、主流頂沖點的變化、邊坡地下水、地表水、風浪及船行波。五、護岸五、護岸護岸型式：護岸型式： 黃河磯頭護岸 長江界牌水道沉排護底 沙袋圍堰護岸六、魚嘴與洲頭分流壩六、魚嘴與洲頭分流壩2. 本圖采用1956年黃海高程系；1. 本圖根據(jù)長江航道規(guī)劃設(shè)計研究院勘測處2001年3月1:10000地形圖繪制；3. 本圖平面比尺為1:25000。25.020.0 W2 W765 W18.010.013.020.0蔡家墩25.9 W4 W5 W6H306724.8紅廟說明：7169y11G3y5G2G1S2S18.010.013.024.610.0牛頭埠y6y7y8y9y10N吳王廟X3y21H44y15y14y13 X1X2G6G5y20H43H42H41H40H39H38H37H36H35H34H33H31H32G426.616.016.020.013.010.