整治建筑物的结构与设计

整 治 建 筑 物 的 结 构 与 设 计 一，丁坝 丁坝是坝根与河岸联接，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交或斜交，在平面上与河岸构成丁字形，横向阻水的整治建筑物。 主要作用：未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；淹没后造成环流，横向导沙，增加航道水深；调整分汊河道的分流比，控制分流；淤高河滩，保护河岸或海塘；挑出主流以防顶冲河岸和堤防等 1）按丁坝的长度划分长丁坝：丁坝长度1/3河宽短丁坝：丁坝长度 l/3河宽。2）按丁坝外形划分普通丁坝、勾头丁坝和丁顺坝。普通丁坝为直线型勾头丁坝在平面上坝头呈勾形。 下伸勾头坝 上伸勾头坝 “T” 形勾头坝 L 2L1 a) b) c)水 流 对 口 丁 坝岸 线 岸 线 丁 坝交 错 DL B2B1 A B 3）按丁坝的挑流角划分根据丁坝轴线与水流的交角大小，即挑流角大小。丁坝分为上挑丁坝、下挑丁坝和正挑丁坝三种。 900 流向 流向 断 面 图平 面 图4） 按 丁 坝 的 相 对 高 程 划 分相 对 于 设 计 最 低 通 航 水 位 而 言 ， 丁 坝 坝 顶 有 高 有 低 ，据 此 可 将 丁 坝 分 为 高 水 丁 坝 、 中 水 丁 坝 、 枯 水 丁 坝 和 潜 丁 坝 。 1）非淹没丁坝的水流泥沙现象 1 23 A河 床 原 水 面 线Skplcl 坝 丁水 流 1.5m 平 面 图 - 断 面 图B2B1 平 面 图纵 剖 面 图 900图 4-3 丁 坝 附 近 绕 流 现 象 丁 坝 2）淹没丁坝的水流泥沙现象 在 凹 岸 一 般 采 用 正 挑 丁 坝布 置 在 凸 岸 或 弯 道 浅 滩 上 口的 丁 坝 宜 采 用 下 挑 丁 坝布 置 在 深 槽 内 的 丁 坝 通 常 采用 正 挑 丁 坝 布 置 在 边 滩 上 的 丁 坝 则 多采 用 正 挑 丁 坝 或 下 挑 丁 坝 丁 坝 群 的 首 座 丁 坝 应 采 用下 挑 丁 坝 。 在 潮 汐 河 段 或 流 向 顺 逆 不定 的 河 段 上 ， 宜 采 用 正 挑 丁坝 。 L2L1 a) b) 水 流断 面 图 沙 袋无 纺 土 工 布 平 面 图流向 流向图 4-5 淹 没 丁 坝 水 流 泥 沙 运 动 情 况 在流速较大、来沙量小，以维持航槽稳定为主的浅滩，宜采用下挑丁坝。在来沙量大、流速较小，要求冲刷航槽，淤积坝田为主的浅滩，可采用正挑丁坝或上挑丁坝。用于壅高水位、调整比降、减缓流速的丁坝和护岸短丁坝，宜采用正挑丁坝。用于调整流向或把航线挑离危险区的丁坝常用下挑丁坝。 在 山 区 河 流 的 急 险 滩 航 道 整 治 中 ：调 整 流 向 ， 改 善 流 态壅 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 。在 浅 滩 航 道 整 治 中 ：束 窄 河 床 ， 束 水 归 槽 ， 集 中 水 流 冲 深 航 槽 ;与 疏 浚 结 合 ， 减 小 挖 槽 回 淤 量 ， 保 持 航 道 稳 定 性 ;加 高 或 固 定 边 滩 ， 延 长 水 流 对 浅 滩 的 冲 刷 时 间 ； 其 他 ：调整分流比；护岸，防止岸坡崩塌。用丁坝调整流向，改善流态用丁坝壅高滩上水位，以增加浅滩水深或调整急滩比降和流速用丁坝形成错口，使船舶利用坝下回流区“搭跳”上滩；用丁坝堵塞尖潭、倒套； 用 于 整 治 山 区 沙 卵 石 浅 滩 在枯水流量较大，浅区较短的沙卵石浅滩，丁坝布置宜少而精，通常采用带勾头的下挑丁坝 用 于 整 治 平 原 沙 质 浅 滩 在过渡段浅滩，一般用丁坝固定边滩； 在交错浅滩，常用丁坝堵塞倒套，消除溢向倒套的漫滩水流 在散乱浅滩，丁坝应按规划的微弯形整治线布置，控制整治线的关键部位 用 于 整 治 山 区 弯 道 浅 滩在山区河流弯道浅滩，丁坝可布置在凹岸弯顶略上游，以调整水流，加强对凸岸碛嘴的冲刷 用 于 整 治 山 区 急 滩对于某些山区急滩(包括滩段较短的窄槽型急滩)，可在滩口下的一岸布置或两岸同时布置丁坝，壅高水位，减缓滩口流速比降。 确 定 丁 坝 间 距 的 原 则（ 1） 为 防 止 坝 头 、 坝 根 受 到 冲 刷 ， 应 使 下 一 条 丁 坝 的 壅 水影 响 能 避 免 上 一 条 丁 坝 的 坝 头 发 生 较 大 的 跌 水 现 象 。 同 时 应使 水 流 绕 过 坝 头 后 形 成 的 扩 散 水 流 边 线 能 达 到 下 一 条 丁 坝 有效 长 度 范 围 内 ， 避 免 坝 根 冲 刷 。（ 2） 能 控 制 整 治 线 的 各 个 部 位 ， 特 别 是 关 键 部 位 。 使 各 条丁 坝 后 的 回 流 区 边 线 的 连 线 组 成 趋 近 于 整 治 线 的 平 滑 曲 线 ，不 致 因 丁 坝 间 距 过 大 影 响 束 水 攻 沙 效 果 。（ 3） 应 防 止 坝 田 内 产 生 较 大 的 流 速 ， 影 响 坝 田 淤 积 。（ 4） 治 理 浅 滩 时 ， 淹 没 情 况 下 ， 通 过 坝 区 的 流 量 小 ， 主 流区 流 量 大 。 确 定 丁 坝 间 距 的 方 法（ 1） 经 验 取 值 方 法（ 2） 采 用 推 求 “ 尖 灭 点 ” 位 置 的 方 法（ 3） 由 回 流 区 确 定 丁 坝 的 间 距 （1）对口丁坝及错口丁坝 对 口 丁 坝 岸 线 岸 线 丁 坝 D L B2 B1 A B 等 高 丁 坝 600 01200 3 2 13 6 0 0 6 3 12 3 1200 0600 阶 梯 升 高 式 丁 坝 0 6 3 12 3 1200 0600 阶 梯 降 低 式 丁 坝 距 离 (m) 错 口 平均 低水 位以 上(m) 等 高 丁 坝 600 01200 3 2 136 0 平均 低水 位以 上(m) 0 6 3 12 3 1200 0600 阶 梯 升 高 式 丁 坝 0 6 3 123 1200 0600 阶 梯 降 低 式 丁 坝 距 离 (m) 1 2 3阶 梯 降 低 式 丁 坝 阶 梯 升 高 式 丁 坝 321 面 流 格 坝 （2）阶梯式丁坝系统 对 口 丁 坝岸 线 岸 线 丁 坝 D L B2 B1 A B 等 高 丁 坝 600 01200 3 2 136 0 0 6 3 12 3 1200 0600 阶 梯 升 高 式 丁 坝 0 6 3 123 1200 0600 阶 梯 降 低 式 丁 坝 距 离 (m) 错 口 平均 低水 位以 上(m) 用 于 整 治 山 区 弯 道 浅在 山 区 河 流 弯 道 浅 滩 ， 丁坝 可 布 置 在 凹 岸 弯 顶 略 上游 ， 以 调 整 水 流 ， 加 强 对凸 岸 碛 嘴 的 冲 刷 用 于 整 治 山 区 急 滩对 于 某 些 山 区 急 滩 (包 括 滩段 较 短 的 窄 槽 型 急 滩 )， 可在 滩 口 下 的 一 岸 布 置 或 两岸 同 时 布 置 丁 坝 ， 壅 高 水位 ， 减 缓 滩 口 流 速 比 降 。 （ 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）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。 锁 坝 ： 从 一 岸 到 另 一 岸 横 跨 河 槽 及 串 沟 的 建 筑 物 ， 又 名 堵 坝 作 用 ： 塞 支 强 干坝 顶 高 程 ： 取 决 于 设 计 水 位 下 通 航 汊 道 需 要 的 流 量 。潜 坝 位 置 ： 进 口 、 中 部 、 出 口 又 来 沙 如 阜 县 薛 案 沙锁 坝二 百 亩 长 春 沙 碾 砣 港 小李港 大李港 开 沙天 生 港 水 道港横 港 沙 长 江 九 圩 港天 生 港 芦 泾 港 南 通 港任 港 潜 坝 ： 在 最 枯 水 位 时 均 潜 没 在 水 下 而 不 碍 航 的 建 筑 物 作 用 ： 壅 高 上 游 水 位 ， 调 整 比 降 ， 增 加 水 深 ； 促 淤 赶 沙 ， 减 少 过 水 断 面 和 消 除 不 良 流 态 等 。 1972.3.15测1975.3.11测 设 计 水 位 4m 7m 航 道 150m 2.5m图 4-12 莱 茵 河 下 游 里 斯 深 槽 回 填 一 、 抛 石 丁 坝1 材 料 选 用 及 粒 径 确 定抛 石 坝 的 石 质 ， 要 选 未 风 化 的 不 溶 于 水 的 岩 石忌 用 页 岩 和 疏 松 的 砾 岩 等 。一 般 多 用 花 岗 岩 、 砂 岩 、 玄 武 岩 和 石 灰 岩 。块 石 应 具 有 合 理 的 级 配 ， 坝 身 不 宜 采 用 片 状 石坝 体 应 按 设 计 要 求 嵌 砌 牢 固 。 采用砂土或粘土料填筑坝体，块石护脚护坡，沉排护底。对于石料缺乏的平原河流这种坝型较经济实用。同时这类坝型的坝心土料还可以利用水力冲填方法修筑，大部分工作可以机械完成。 土心丁坝因具有较好的护岸导溜作用，在我国黄河中、下游及北方中、小河流广泛使用。 按照施工方法的不同，黄河下游土心丁坝又分为旱工、水工两种。 (四)井柱坝 井柱坝是用钢筋混凝土栅栏所构成的透水建筑物。井柱坝吸收了木桩编篱坝、厢埽和透水石笼工程的优点，且维修工作量小，坚固耐用。井柱丁坝可起滞流落淤、护滩保堤和控导流势的作用。1966年，井柱坝已在长江口南岸海塘上运用，后推广到海河、黄河护滩护堤工程中。 (五)网坝 网坝是用铁丝或塑料、尼龙绳编成网屏，将网屏系挂在桩上所建成的活动透水建筑物。按照网屏固定方式的不同，可以分为桩网坝和浮网坝两种。桩网坝与我国古代使用的木桩编篱坝或篱屏坝相似，先在河床上打一排木桩或混凝土桩，桩头露出水面，网屏挂在桩上。浮网坝只将桩头露出河底，或用坠体代替，把网屏下缘挂在其上，网屏上缘悬挂浮物，使网体漂浮在水中。浮 网 坝 的 作 用 主 要 是 缓流 促 淤 ， 多 用 于 团 滩 促淤 、 围 垦 和 护 岸 ， 也 能引 导 水 流 ， 刷 深 航 槽 ，同 时 在 海 岸 工 程 中 ， 具有 消 波 消 能 作 用 。 2 丁 坝 的 断 面 尺 寸 在 坝 根 与 河 岸 坡 面 连 接 段 ， 根 据 岸 坡 的 地 形 ， 采 取 坝 顶 纵 坡 ， 紧靠 坝 根 上 下 游 河 岸 ， 各 建 一 定 长 度 的 护 岸 。其 长 度 视 土 质 、 流 速 、 坝 轴 线 与 水 流 交 角 而 定 。我 国 山 区 河 流 整 治 的 经 验 认 为 ： 上 游 护 岸 5 15m长 ， 下 游 护 岸10 25m长 ， 并 高 出 坝 根 1 3m， 一 些 小 河 上 往 往 只 要 护 310m范 围 就 够 了 。 一 般 采 取 如 下 措 施 ：（ 1） 将 坝 头 放 宽 成 梨 形 ， 即 在 背 水 面 将 坝 顶 加 宽 1/3 1/2倍 ，并 将 头 部 作 成 圆 滑 曲 线 ；（ 2） 放 缓 坝 头 向 河 坡 ， 采 用 1： 3 1： 5坡 度 ；（ 3） 加 大 坝 头 处 的 河 底 面 积 ， 护 底 伸 出 5 12m， 一 般 采 用 沉排 ；（ 4） 在 坝 头 下 游 一 侧 加 设 一 段 与 水 流 方 向 平 行 的 顺 坝 ， 使 坝轴 线 成 勾 头 状 。 山 区 河 流 的 河 床 多 为 基 岩 和 卵 石 覆 盖 ， 坝 基 一 般 不 需 要 处理 。 在 卵 石 粒 径 较 小 且 松 散 的 地 方 ， 可 先 沿 坝 轴 线 平 抛 一 层 块石 护 底 ， 然 后 再 进 行 筑 坝 。 在 平 原 河 流 和 河 床 易 冲 刷 的 河 段 ， 应 采 取 可 靠 的 护 底 措 施。 护 底 采 用 柴 排 或 土 工 织 物 软 体 排 。 由 于 梢 料 来 源 困 难 ， 目 前一 般 都 用 土 工 织 物 软 体 排 。 要 保 持 坝 面 稳 定 主 要 应 发 挥 整 体 作 用 。施 工 水 位 以 上 ， 一 般 选 用 较 大 的 石 块 嵌 紧 或 用 条 石 浆 砌 。在 潮 汐 河 口 ， 丁 坝 坝 面 一 般 采 用 大 型 的 混 凝 土 人 工 块 体 或 模 袋混 凝 土 压 顶 ， 两 边 边 坡 应 设 置 25 40cm的 干 砌 块 石 或 浆 砌 块石 护 面 。 或 采 用 混 凝 土 人 工 块 体 护 面 。 壅水：指因水流受阻，而产生的水位升高现象。