《整治建筑物》PPT课件.ppt

第四章第四章 整治建筑物整治建筑物 第一节第一节 整治整治建筑物的作用与布置建筑物的作用与布置第二节第二节 整治建筑物的组成整治建筑物的组成 第三节第三节 坝体的结构形式坝体的结构形式航道整治航道整治第四节第四节 整治建筑物的受力分析与设计整治建筑物的受力分析与设计第一节整治建筑物的作用与布置第一节整治建筑物的作用与布置第四章第四章 整治建筑物整治建筑物常用的整治建筑物：常用的整治建筑物：丁丁坝坝、顺顺坝坝、锁锁坝坝、潜潜坝坝、洲洲头头分分流流坝坝、洲尾导流坝及护岸等洲尾导流坝及护岸等。丁坝的作用丁坝的作用（1）未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；（2）淹没后造成环流，横向导沙，调整分汊河道的分流比，淤高河滩，保护河岸或海塘；（3）控制分流挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。一、丁坝一、丁坝 1、按丁坝轴线与水流方向的交角分、按丁坝轴线与水流方向的交角分图2-16 丁坝轴线与水流交角a)上挑丁坝 b)正挑丁坝 c)下挑丁坝（一）丁坝的分类（一）丁坝的分类按平面形状分按平面形状分 普通丁坝：勾头丁坝：0.4L勾头丁坝与普通丁坝相比：勾头丁坝与普通丁坝相比：坝头流速可减少20左右 勾长比的增加减少了坝头最大的冲刷坑深度 勾长比增加坝后冲刷范围减少2、勾头丁坝、勾头丁坝图图2 冲刷范围与冲刷范围与D/L的变化关系的变化关系图图1 D/L与与ho/hL的变化关系的变化关系3、按对水流的影响程度分：、按对水流的影响程度分：长丁坝长丁坝(LB/3)、短丁坝、附丁坝、短丁坝、附丁坝三峡变动回水区上洛碛滩4、按透水性能分：透水丁坝、不透水丁坝、按透水性能分：透水丁坝、不透水丁坝 附丁坝附丁坝图2-14 丁坝前后水流现象 丁坝1、非淹没丁坝和水流现象非淹没丁坝和水流现象（二）丁坝对河道水流和泥沙的影响（二）丁坝对河道水流和泥沙的影响 2、淹没丁坝的水流泥沙现象淹没丁坝的水流泥沙现象图2-15 淹没丁坝水流泥沙运动情况 1、丁坝的使用特点、丁坝的使用特点（三）丁坝的使用条件（三）丁坝的使用条件 （1）挑流作用强，对航槽的冲刷有利；）挑流作用强，对航槽的冲刷有利；（2）丁坝长度便与调整；）丁坝长度便与调整；（3）坝址水深一般较浅、工程量较小）坝址水深一般较浅、工程量较小（4）坝头附近水流紊乱）坝头附近水流紊乱（5）坝头附近，导致河床冲刷，坝头下游形成冲刷坑。）坝头附近，导致河床冲刷，坝头下游形成冲刷坑。（6）采用丁坝整治后，枯水新岸线发展较缓慢，要待坝）采用丁坝整治后，枯水新岸线发展较缓慢，要待坝田淤满后，才能最后形成。田淤满后，才能最后形成。2、丁坝在山区河流整治中的使用、丁坝在山区河流整治中的使用 （1）急险滩整治）急险滩整治:丁坝多用于调整流向，改善流态丁坝多用于调整流向，改善流态或壅高滩上水位，增加水深或调整比降、减缓局部地或壅高滩上水位，增加水深或调整比降、减缓局部地区流速，以便船舶利用缓流上滩区流速，以便船舶利用缓流上滩；（2）浅滩整治）浅滩整治:常用于束窄河床，集中水流冲深航常用于束窄河床，集中水流冲深航槽；或与疏浚结合，束水归槽；维护航道尺度等。槽；或与疏浚结合，束水归槽；维护航道尺度等。3、丁坝在平原河流整治中的使用、丁坝在平原河流整治中的使用 （1）多用于加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲）多用于加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航道稳定性；道稳定性；（2）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡崩塌。）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡崩塌。（四）丁坝群的布置（四）丁坝群的布置（1）确定丁坝间距的原则使下一条丁坝壅水范围达到上一条丁坝的坝头使下一条丁坝壅水范围达到上一条丁坝的坝头 避免坝头较大的水面跌落，同时使水流绕过坝头后形成的扩散水流流线能达到下一个丁坝的有效长度范围内。避免坝根冲刷，丁坝作用的连续性。有足以控制整治线的点，各坝后回水区边线的连线组成平顺的整治线。不致因间距过大，影响来水攻沙。防止坝田中产生较大的流速，影响坝田淤积。（2）由回流区确定丁坝间距1、丁坝群的间距、丁坝群的间距1、丁坝群的间距、丁坝群的间距（四）丁坝群的布置（四）丁坝群的布置图2-20 两岸丁坝的位置对水流影响 2错（对）口丁坝布置错（对）口丁坝布置（四）丁坝群的布置（四）丁坝群的布置3阶梯式丁坝布置阶梯式丁坝布置（三）丁坝群的布置（三）丁坝群的布置坝田淤积效果较好坝田淤积效果较好二、顺坝二、顺坝 1 1、定义、定义 坝轴线沿水流方向或与水流交角很小的建筑物。2、作用、作用（1）调整急弯、归顺岸线、平顺水流、改善流态（2）堵塞倒套、尖潭（3）堵塞支汊、上口调整分流角，下口调整交汇角（4）束窄河床。普通顺坝普通顺坝丁顺坝丁顺坝洲尾顺坝洲尾顺坝3顺坝布置原则：顺坝布置原则：（1）顺坝上身常靠近整治线，布置在凹岸或主导河岸一侧 （2）顺坝走向与整治线大体一致，按需要做成直接或平缓曲线，坝头伸入或接近下深槽，并保持水流平顺。顺坝与水流交角不宜过大，洪、中、枯不一致，顺坝与中水方向一致，以免中水位漫顶产生“滑梁水”。3顺坝布置原则：顺坝布置原则：（3）以拦截横流为主的洲头、洲尾顺坝宜沿洲脊线布置，与江心州地形平顺衔接。（4）两岸不宜同时布置顺坝，否则，施工后整治线宽度不合适，无法改正。（5）坝头延伸至下深潭，避免水流突然扩散形成口门浅段；坝根布置在主流转向点上游。三、锁坝（堵坝）三、锁坝（堵坝）作用作用：塞支强干 坝顶高程坝顶高程：取决于设计水位下通航汊道需要的流量。潜坝位置潜坝位置：进口、中部、出口 长江中游界牌河段抛石坝体施工 作用作用：壅高上游水位、调整比降、增加航深壅高上游水位、调整比降、增加航深促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。四、潜坝四、潜坝四、潜坝四、潜坝 作用作用(1)(1)控制河控制河势势：稳定水流动力轴线，不使河床边界任意变化。(2)(2)抑制崩岸抑制崩岸：防止水流淘刷和波浪冲蚀，防止泥沙坍落河中(3)(3)防止主流防止主流顶顶冲冲：尤其洪水顶冲处，配合丁坝，矶头挑流保证堤防。五、护岸五、护岸布置原则布置原则 （1）根据水流动力轴线变化情况，预测崩岸的趋向，主动防护；（2）全线规划、重点保证、守点顾线、相互依托；（3）护脚为先，先水下后水上，先护脚后护坡，形成整体守护。影响护岸工程稳定的因素影响护岸工程稳定的因素 河势变迁、主流顶冲点的变化、边坡地下水、地表水、风浪及船行波。五、护岸五、护岸护岸型式：护岸型式：黄河矶头护岸 长江界牌水道沉排护底 沙袋围堰护岸六、鱼嘴与洲头分流坝、导尾工程六、鱼嘴与洲头分流坝、导尾工程1、鱼嘴与洲头分流坝、鱼嘴与洲头分流坝（1）保护江心洲头，维护河势的稳定；保护江心洲头，维护河势的稳定；（2）调节汊道分流、分沙比。）调节汊道分流、分沙比。陆溪口水道洲头分流坝陆溪口水道洲头分流坝六、鱼嘴与洲头分流坝、导尾工程六、鱼嘴与洲头分流坝、导尾工程2、导尾工程、导尾工程（1）调整交汇角，改善流态；调整交汇角，改善流态；（2）束窄通航汊道出口，增加航深。）束窄通航汊道出口，增加航深。第二节第二节 整治建筑物的组成整治建筑物的组成第四章第四章 整治建筑物整治建筑物一、丁坝、顺坝及锁坝的组成一、丁坝、顺坝及锁坝的组成丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。一、丁坝、顺坝及锁坝的组成一、丁坝、顺坝及锁坝的组成丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。一、丁坝、顺坝及锁坝的组成一、丁坝、顺坝及锁坝的组成锁坝没有坝头、有两处坝根锁坝没有坝头、有两处坝根一、丁坝、顺坝及锁坝的组成一、丁坝、顺坝及锁坝的组成 1、护底、护底 护底是坝的基础，一般采用柴排或土工织物软体排护底是坝的基础，一般采用柴排或土工织物软体排结构，要求能紧贴河床底部，防止基础冲刷。在不易冲结构，要求能紧贴河床底部，防止基础冲刷。在不易冲刷的河床上筑丁坝或顺坝，也可以不护底。刷的河床上筑丁坝或顺坝，也可以不护底。坝体是坝的主要结构，除了采用抛填块石外，近年坝体是坝的主要结构，除了采用抛填块石外，近年来土工织物充填袋、模袋混凝土及混凝土构件也得到不来土工织物充填袋、模袋混凝土及混凝土构件也得到不同程度的推广应用。同程度的推广应用。2、坝体、坝体 3、坝面、坝面 坝面在整治水位上、下最坝面在整治水位上、下最容易受流木、流冰及其他漂浮物容易受流木、流冰及其他漂浮物的撞击而损坏。因此，在流速较的撞击而损坏。因此，在流速较大的河流及有流木、流冰的河流，大的河流及有流木、流冰的河流，坝面都应采取特别的防护措施。坝面都应采取特别的防护措施。3、坝面、坝面 在流速较大的河流及有流木、流冰的河流，坝面都在流速较大的河流及有流木、流冰的河流，坝面都应采取特别的防护措施。应采取特别的防护措施。铜鼓滩丁顺坝及坝头安放的扭王字块 4、坝头、坝头 坝头是丁坝、顺坝伸入江中的最前沿，受水流冲击坝头是丁坝、顺坝伸入江中的最前沿，受水流冲击力最大的部位。特别是丁坝坝头，根据力最大的部位。特别是丁坝坝头，根据的规定，在坝头一定范围内，坝体应加宽，并且的规定，在坝头一定范围内，坝体应加宽，并且在坝头部位不宜采用沙袋填心坝。在坝头部位不宜采用沙袋填心坝。5、坝根、坝根 坝根是指坝体与河岸或洲滩的连接部位，当水位淹坝根是指坝体与河岸或洲滩的连接部位，当水位淹过坝顶以后，在坝根的上、下游会形成回流及螺旋流。过坝顶以后，在坝根的上、下游会形成回流及螺旋流。如如果果河河岸岸或或洲洲滩滩不不具具备备很很强强的的抗抗冲冲刷刷性性，在在连连接接处处容容易易被被水水流流淘淘刷刷，使使得得坝坝体体与与岸岸坡坡分分离离。因因此此，对坝根的处理要特别重视。对坝根的处理要特别重视。二、平顺护岸的组成二、平顺护岸的组成 由护底、镇脚和护坡三部分组成。由护底、镇脚和护坡三部分组成。长江东流水道玉带洲护岸工程长江东流水道玉带洲护岸工程整治前的岸坡整治前的岸坡护岸型式：护岸型式：张家洲南港护岸张家洲南港护岸马家咀钢丝笼植草生态护岸新结构马家咀钢丝笼植草生态护岸新结构 护护岸岸型型式：式：长江界牌水道沉排护底 1、护底、护底 是指岸坡坡脚以外直至深槽处的河床保护设施。2、镇脚、镇脚 是指岸坡坡脚直至枯水平台(或脚槽)处的抛填、砌筑体。这两部分基本上都长年淹没水下，易受水流冲刷这两部分基本上都长年淹没水下，易受水流冲刷。3、护坡、护坡 是指枯水平台(或脚槽)以上的砌筑部分，它受中、洪水流的直接冲刷和波浪的冲击，枯水期又受岸坡渗透水的浸蚀，因此，除了建筑物自身的稳定外，还应有可靠的排水措施。用于航道整治工程的鱼嘴，可分为以下三类：1、护洲鱼嘴护洲鱼嘴建在较高江心洲头，其结构形式与斜坡式平顺护岸类似。、固滩鱼嘴、固滩鱼嘴建在心滩头部或其附近，在平面上呈半圆形或半椭圆形，结构类似于顺坝。、分流鱼嘴、分流鱼嘴可与心滩连接，也可与潜洲(暗沙)连接，在平面上呈尖嘴朝上游的“v，字形或“Y”字形，如为后者，其前端部分应逐步倾斜直至贴近河底。分流鱼嘴的结构类似于顺坝。三、鱼嘴的组成三、鱼嘴的组成陆溪口洲头分流坝陆溪口洲头分流坝东流水道鱼骨坝东流水道鱼骨坝三、护滩三、护滩 沙市河段三八滩护滩沙市河段三八滩护滩 三、护滩三、护滩 马家咀工程马家咀工程L1#护滩带护滩带 第三节第三节 坝体的结构形式坝体的结构形式第四章第四章 整治建筑物整治建筑物用梢料、竹木、聚烯烃等材料构成。在沙质易冲的河床上筑坝，常需要沉排护底，常见的沉排包括柴排、化纤强物软体排、沙袋排等等。重型整治建筑物重型整治建筑物按整治建筑物的牢固程度分按整治建筑物的牢固程度分轻型整治建筑物轻型整治建筑物主要由石料、砼、铪、钢柏桩等构筑,用得较多的是抛石结构。有的地区抛石坝水下部分用块石抛筑，水上部分采用浆砌条石或混凝土挡板，以减小用量，加强坝的整体性，防止坝面水毁。抛石坝施工比较简单，经久耐用，维修方便，容易就地取材，所以是当前国内外采用最普遍的一种形式。一、抛石坝一、抛石坝澜沧江绣花滩坝体施工澜沧江绣花滩坝体施工二、石笼、充填袋填心混合结构二、石笼、充填袋填心混合结构1、石笼填心混合结构、石笼填心混合结构 用铁丝、钢筋、竹篾、荆条或PVC等材料编成各种网络笼状物，内装块石、砾石或卵石制成石笼，为防止笼子腐烂，一般将石笼作为坝心，外面抛块石防护。2、充填袋填心混合结构建筑物、充填袋填心混合结构建筑物 利用水力机械将泥沙充填在土工织物编织袋内，待灌满泥沙扎紧袋口后抛入河中形成坝体填心部分；然后进行抛石护面的整治建筑物。三、桩板式结构三、桩板式结构 将将预预制制的的混混凝凝土土桩桩沿沿坝坝轴轴线线每每隔隔2m左左右右打打入入土土中中，在在桩桩与与桩桩之之间间的的预预留留孔孔栓栓上上钢钢筋筋混混凝凝土土板板，组组成成的的坝坝体体为为桩桩板式结构板式结构。图图为为海海川川沙沙海海塘塘的的护护岸岸丁丁坝坝，对淤滩保海塘效果较好。对淤滩保海塘效果较好。四、桩土混合结构四、桩土混合结构 由由直直径径1622cm、打打入入土土中中23m的的桩桩组组成成实实体体墙墙，为为了了避避免免水水流流冲冲刷刷桩桩基基，可可用用碎碎石石增增强强基基床床或或用用充充填填法法、堆堆筑筑法法在在墙墙体体两两侧侧填填筑筑土土料料棱棱体体，上上铺铺碎碎石石护护面面形形成成实实体体建筑物建筑物。预先作成数米长的钢筋混凝土沉箱，趁高潮位或高水位时，浮运到施工地点，将箱内填土下沉，组成丁、顺坝等。我国在长江口川沙县护岸工程曾采用此形式，施工方便，还可以重复利用。五、沉箱式结构五、沉箱式结构六、人工块体混合结构六、人工块体混合结构 1、四角锥体坝、四角锥体坝2钩连块体混合坝钩连块体混合坝 六、人工块体混合结构六、人工块体混合结构 是长江口整治设计的一种断面型式。堤芯用10100kg小块石、100150kg的块石垫层，然后是用4t重的钩连块体护面，两侧堤脚用150300ks的大块石镇脚。该种型式使用石料较多，要求较高。2钩连块体混合坝钩连块体混合坝 六、人工块体混合结构六、人工块体混合结构 长江口袋装砂堤心、钩连块护面的南导堤长江口袋装砂堤心、钩连块护面的南导堤 3半圆体混合坝半圆体混合坝 六、人工块体混合结构六、人工块体混合结构 第第四四节节整整治治建建筑筑物物结结构设计与受力分析构设计与受力分析第四章第四章 整治建筑物整治建筑物一、丁坝、顺坝及锁坝的结构设计一、丁坝、顺坝及锁坝的结构设计丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。丁坝、顺坝由护底、坝体、坝面、坝头、坝根组成。结构设计结构设计:确定各部分尺寸、组成材料。确定各部分尺寸、组成材料。1、抛石坝粒径尺寸、抛石坝粒径尺寸2、断面尺寸、断面尺寸2、断面尺寸、断面尺寸坝头向河坡、坝身纵坡、坝根纵坡坝头向河坡、坝身纵坡、坝根纵坡潜坝一般为平坡。潜坝一般为平坡。3、坝基、坝头、坝根、坝面的处理、坝基、坝头、坝根、坝面的处理二、丁坝冲刷坑深度的计算（规范公式）二、丁坝冲刷坑深度的计算（规范公式）三、锁坝稳定计算三、锁坝稳定计算锁坝护底锁坝护底锁坝护底长度：锁坝护底长度：THE END