任務(wù)2 (1).9 堰壩及親水工程設(shè)計(jì)講解

河道堤防工程「

項(xiàng)目二堤防工程設(shè)計(jì)」浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院2022年10月本項(xiàng)目的任務(wù)任務(wù)2.1堤防設(shè)計(jì)的內(nèi)容及依據(jù)任務(wù)2.2基礎(chǔ)資料收集任務(wù)2.3工程地質(zhì)評價(jià)任務(wù)2.4水文水利計(jì)算本項(xiàng)目的任務(wù)任務(wù)2.5工程任務(wù)及規(guī)模確定任務(wù)2.6堤線布置及堤型選擇任務(wù)2.7堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2.8護(hù)岸及防洪墻設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的任務(wù)任務(wù)2.9堰壩及親水工程設(shè)計(jì)任務(wù)2.10安全監(jiān)測及工程管理設(shè)計(jì)任務(wù)2.9堰壩及親水工程設(shè)計(jì)熟悉堰壩設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容熟悉親水設(shè)施布置的基本要求會(huì)堰壩設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)目標(biāo)任務(wù)2.9堰壩及親水工程設(shè)計(jì)任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)攔河堰壩是河道治理工程中最為常見的擋水建筑物，用于攔蓄上游來水，匯聚水流，壅高水位，形成一定的水域，從而滿足景觀休閑、生態(tài)環(huán)境、引水灌溉等需求。任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)堰址應(yīng)在河道平直、堰底平坦和兩岸地基較好的地方，在河流彎道上及其附近均不宜筑堰。堰址應(yīng)在河面較窄的地方，以節(jié)省工程量，也方便施工。兩溪匯流處不宜筑堰，因?yàn)閮上樗髁砍Ｓ凶兓髁鞣较虿还潭?，使堰體和兩岸受力不平衡，不利于穩(wěn)定，且容易坍塌或造成河流改道。1堰壩位置的選擇任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)在河道布設(shè)堰壩不能影響河道行洪。在重要河道上設(shè)置堰壩需相應(yīng)的防洪影響評價(jià)許可，若對行洪壅水影響較大，應(yīng)配套設(shè)置調(diào)節(jié)閘或涵。堰壩的布置要從行洪和蓄水兩個(gè)方面考慮確定，平面形狀常布置成直線形、人字形、拱形等。堰高取決于正常壅水水域面積及水量的大小，可根據(jù)堰型、孔數(shù)等邊界條件水力計(jì)算確定。一般行洪期間過堰水頭差不宜超過0.3m。2堰壩的布置任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)堰壩可根據(jù)需要建成固定堰壩和活動(dòng)式堰壩。固定堰壩多為重力式結(jié)構(gòu)，斷面型式有實(shí)用堰和寬頂堰兩種；就筑壩材料來看，一般就地取材，常見的有干砌石堰、漿砌石堰、堆石堰等?；顒?dòng)堰壩常見的有橡膠壩。3堰壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)干砌石堰干砌石堰的斷面一般做成梯形。巖基上的干砌石堰（單位：m）非巖基上的干砌石堰（單位：m）任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)漿砌塊石堰漿砌塊石堰適合建造在巖基上，是用水泥砂漿將塊石砌筑而成，整體性好，斷面體積較小。一般在堰上游面筑成垂直或近乎垂直，下游面筑成斜坡，頂部做成寬1～2m的圓弧形，以改善水流條件。漿砌塊石堰（單位：m）任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)堆石堰堆石堰適合建在砂礫石覆蓋層較厚的河床上，用砂礫、卵石作為堆石體，用堅(jiān)硬大塊石作面層堆筑而成。特點(diǎn)：可就地取材，施工簡易，造價(jià)較低，透水性好，整體性差。結(jié)構(gòu)：堰高一般不超過3m，上游坡比1：2~1：3，下游坡比1：8～1：12。為了提高堰體的防滲效果，可在堰體每隔10～15m設(shè)置漿砌塊石或混凝土隔水墻，如果河床覆蓋較薄，可將堰頂位置隔水墻穿透透水層，直達(dá)不透水層。堆石堰（單位：m）任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)123固定堰壩應(yīng)進(jìn)行壩體抗滑穩(wěn)定分析和抗傾穩(wěn)定分析，計(jì)算方法可參照堤身設(shè)計(jì)相應(yīng)部分內(nèi)容。攔河堰壩的兩岸為土質(zhì)岸坡時(shí)，須修建護(hù)岸，用以防止水流沖刷岸坡引起崩坍、繞壩滲流掏空河岸及水流漫流兩岸等。堰壩下游有護(hù)坦(又稱坦水)時(shí)，護(hù)岸長度與護(hù)坦齊平或比護(hù)坦長1～2m；堰壩下游沒有護(hù)坦時(shí)，護(hù)岸長度可取自堰壩軸線算起8～12倍堰高。堰壩上游的護(hù)岸長度，可取自堰頂中心線算起3倍堰高。堰壩護(hù)岸一般均采用重力式的漿砌石擋土墻，設(shè)計(jì)方法與擋土墻設(shè)計(jì)相同。任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)橡膠壩做法：由高強(qiáng)度的織物合成纖維受力骨與合成橡膠構(gòu)成，用螺栓錨固于基礎(chǔ)底板上，形成密封袋形，壩袋內(nèi)充入水或氣體，使之充脹形成壩體進(jìn)行擋水。壩頂可以溢流，也可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)壩高，不需要擋水時(shí)，將壩袋內(nèi)的水或氣排空，壩袋就平鋪于河床基礎(chǔ)上，恢復(fù)原有的河床斷面，使河水下泄無阻。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)靈活、造型優(yōu)美、阻水影響小、止水效果好。缺點(diǎn)：堅(jiān)固性較差、易老化、易損壞。適用范圍：低水頭、大跨度的堰壩工程，壩高一般不高于6.0m，單跨長度一般為50～~100m。橡膠壩1—壩袋；2—基礎(chǔ)底板；3—錨固螺栓任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)橡膠壩組成：上下游連接段、基礎(chǔ)、擋水壩段、控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：橡膠壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有壩袋結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算、壩袋材料選擇、壩袋錨固設(shè)計(jì)、充排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。消能防沖設(shè)計(jì)：堰壩上、下游一定長度的河段。橡膠壩縱剖面圖1—鋪蓋；2—上游翼墻；3—岸墻；4—壩袋；5—錨固；6—基礎(chǔ)底板；7一充排管路；8—操作室；9—斜坡段；10一消力池；11一海漫；12—下游翼墻；13—上游護(hù)坡；14—下游護(hù)坡任務(wù)2.9.1堰壩設(shè)計(jì)河道筑堰后，堰上游水位將因回水影響而壅高，特別在洪水期可能淹沒上游兩岸的田地和村莊。在工程設(shè)計(jì)時(shí)要分析筑堰后的壅水高度及其可能影響的范圍，以便筑堤防護(hù)或采取其他措施。4堰上游回水影響分析任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)壅水高度壅水高度h=洪水位（筑堰后）-洪水位（筑堰前）=堰高+溢洪水深H0-堰址處原洪水深度堰上游回水影響計(jì)算圖（圖中虛線表示筑堰前的洪水水面線）任務(wù)2.9.1

堰壩設(shè)計(jì)回水距離筑堰后的回水距離與壅水高度、河床坡降有關(guān)。L=2×h/i式中：L—回水距離，m;

h—壅水高度，m;

i—河床縱坡比。

沿河回水高度回水曲線是一條拋物線，沿河各處的回水高度可簡單地分為三處計(jì)算。距堰址至1/4L處的回水高度為9/16h；距堰址至1/2L處的回水高度為1/4h；距堰址至3/4L處的回水高度為1/16h；任務(wù)2.9.2親水設(shè)施設(shè)計(jì)對常水位變幅小于0.5m的城市（鎮(zhèn)）河段，宜布置親水平臺(tái)；常水位變幅在0.5m以上的河段，宜布置親水臺(tái)階。親水平臺(tái)和親水臺(tái)階設(shè)置應(yīng)充分考慮親水過程中的安全因素。任務(wù)2.9.2親水設(shè)施設(shè)計(jì)親水平臺(tái)：從陸地延伸到水面上，使人們更方便接觸所想到達(dá)水域。在水位變幅較大的河道，用浮筒加木板搭建浮動(dòng)式親水平臺(tái)。親水平臺(tái)高程宜略高于設(shè)計(jì)常水位高程，平臺(tái)寬度宜在1.5m以上。當(dāng)河道護(hù)岸用復(fù)式斷面的臺(tái)階作為親水平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)頂高程可采用90%或95%的枯水位。1親水平臺(tái)休閑型護(hù)岸中的親水平臺(tái)斷面示意圖（圖中高程單位：m，其余尺寸單位：mm）任務(wù)2.9.2親水設(shè)施設(shè)計(jì)在采用矩形斷面的城鎮(zhèn)河段，常水位變幅大于2.0m以上時(shí)，可沿直立護(hù)墻設(shè)置親水臺(tái)階。在采用梯形斷面的城鎮(zhèn)河段，每隔200～400m宜設(shè)置