1、1横向交通过水围堰1、概述为满足合同文件节点工期要求，及确保 5 月 1 日农田灌溉用水，在 5 月 1日前完成过水围堰施工，以保证供水期一期围堰内的拦河闸正常施工。选定在原一期交通围堰浑蒲进水闸上游位置上，即浑蒲进水闸连锁砖上游端头位置，与拦河闸一期横向围堰相连接。交通过水围堰分为过水段围堰和非过水段围堰。依据业主提供的 5 月 1 日灌溉水位高程 35.4m，和业主要求的 60m3/s 的流量，再加上浪高和安全超高，围堰高程为 36.3m。围堰总长约 100m，过水段长20m，底部采用涵管过水。2、土坝设计2.1 围堰堰型选择由于横向过水围堰属于临时性工程，在施工结束或汛期过水时需拆除此围
2、堰，并且围堰无需承受汛期来水冲击，其强度要求较低，因而采用土石围堰挡水。此围堰总长 100m，过水段围堰长 20m，非过水段围堰长 80m。过水段围堰采用涵管过水。2.2 围堰的稳定分析围堰作为一个整体，依靠重力维持稳定的。产生围堰失稳形式主要是堰坡滑动或堰坡与堰基一起滑动。围堰稳定分析的目的就是核算围堰在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载作用下，堰坡是否有足够的稳定性。堰坡稳定性计算时，应先确定滑裂面的形状，围堰滑坡的形式与围堰结构、土料和地基的性质以及围堰的工作条件等密切相关。2.3 稳定计算非过水段围堰采用均质材料，即非粘性土围堰，因而本围堰适于瑞典圆弧滑动法计算稳定分析。参数的确定：51
3、097.mkg湿 508.mkg干%62.425326.198.7mkNr湿 50.18.9mkNr干51mVgs50. %62.40sw389.v3506.9181.3.0.51 mkNVrrs 计算步骤如下：1）按一定比例绘出围堰横剖面图，将计算的浸润线绘于图上；侵 润 线 36.1: 1:0.6 35.42044H2H0+123+456+78+9 -235352） 确定危险滑弧圆心的范围，方法如图。在 eg 线上，比较后选一最优点 O1为圆心，以半径 作圆弧。取土条宽度 ，以通过圆心 O1mR3mb3.0的铅垂线作为 0 号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2，9，以右的编
4、号为-1，-2，-3。各土条的 sin i 和 cos i值填入下表中；33） 量出各土条中心线的各种土体高度 h1i和 h2i，其他计算过程见 Excel表。围堰堰坡稳定系数计算表土条编号 sin i cos i H1i h2i li tan i ci r 湿 r 浮 R0 0 1 0.334 0.0010 0.3 0.268 3.158 2.034 1.001 31 0.1 0.99 0.413 0.0012 0.256 0.229 2.695 1.736 0.854 2 0.2 0.98 0.481 0.0014 0.261 0.233 2.751 1.772 0.872 3 0.3 0
5、.95 0.518 0.0016 0.271 0.242 2.849 1.835 0.903 4 0.4 0.92 0.532 0.0016 0.284 0.254 2.990 1.926 0.948 5 0.5 0.87 0.520 0.0016 0.304 0.272 3.200 2.061 1.014 6 0.6 0.8 0.477 0.0014 0.333 0.298 3.509 2.260 1.112 7 0.7 0.71 0.389 0.0012 0.384 0.343 4.042 2.604 1.281 8 0.8 0.6 0.161 0.0005 0.245 0.219 2.5
6、83 1.663 0.819 9 0.9 0.44 -1 -0.1 0.99 0.244 0.0007 0.25333 0.226 2.667 1.718 0.845 -2 -0.2 0.98 0.125 0.0004 0.256 0.229 2.695 1.736 0.854 -3 -0.3 0.95 0.012 0.0000 0.235 0.210 2.470 1.591 0.783 围堰堰坡稳定系数计算表土条编号 wi=r 湿 h1i+r 浮h2iTi Ni ci*li Mr Ms K0 62.119 0 62.119 57.000 1399.310 0 1 76.613 7.661 7
7、5.847 57.600 1480.615 146 2 88.320 17.664 86.553 58.800 1557.930 336 3 95.084 28.525 90.330 60.900 1617.059 542 4 97.596 39.039 89.789 63.900 1671.304 742 5 95.470 47.735 83.059 68.400 1722.538 907 6 87.547 52.528 70.037 75.000 1781.631 998 7 71.506 50.054 50.769 86.400 1900.118 951 8 29.569 23.655
8、17.741 55.200 1139.139 449 9 0 0 0 0 0 0 -1 44.836 -4.484 44.388 57.000 1309.023 (85)-2 22.998 -4.600 22.538 57.600 1209.163 (87)-3 2.126 -0.638 2.020 52.800 1013.484 (12)17801.312 4886 2.4由于 ，并且本围堰为临时05.1V40.2 KiK级 建 筑 物正 常 运 用 情 况 下 得建筑物，因此非过水段围堰满足稳定设计要求，同时过水段也满足稳定设计要4求。为保证交通要求，围堰顶宽 4m，迎水面坡比 1：1，背
9、水面坡比 1：0.6。交通过水围堰结构尺寸见附图。2.4 交通过水围堰及下游堰底防护交通过水围堰分为过水段围堰和非过水段围堰，属于临时性建筑物，在 5月 1 日至 7 月 1 日满足交通过水要求。过水段围堰长 20m，围堰下游由右挡墙、连锁砖和斜坡段组成；非过水段围堰长 80m，由斜坡段、护脚和外延段，下游主要是原河道砂砾石地面。交通过水围堰防护分为三部分：过水段围堰防护、非过水段围堰防护和下游底部防护。（1）过水段围堰防护过水段围堰长 20m，为保证过水段围堰稳定，防止水流冲刷，过水段围堰上下游堰面和涵管四周需设置防护。涵管下部围堰的上游堰面采用草袋土防护，从高程 32.95m 铺至堰底。涵
10、管顶部的上下游侧砌筑 40cm 厚草袋土，草袋土砌筑至放坡垂直线位置，草袋土上部上游堰面采用土工布防护，土工布右从高程35.75m 铺至 35.15m，上下层土工布压入围堰超过放坡垂直线 25cm。涵管两侧竖向码设一排砂袋，从高程 32.95m 至 34.75m。（2）非过水段围堰防护非过水段围堰长 80m，为保证非过水段围堰稳定，防止水流冲刷，非过水段围堰上下游堰面需设置防护。上游堰面采用草袋土防护，从高程 35.4m 铺至堰底；下游堰面采用土工布防护，从高程 34.75m 铺至堰底，土工布横向铺设，下部土工布压上部土工布 50cm，采用铅丝连接，上下层土工布压入围堰内 1m长。（3）围堰下
11、游侧底部防护过水段围堰下游底部防冲处理，在过水段下游斜坡段底部沿顺水流方向铺设一层土工布，采用 6m 在连锁砖上部压 0.5m 宽，坡脚位置压 0.5m；顺水流方向铺设长 30m，并且压入涵管下 1m。土工布两侧沿顺水流方向各码一排砂袋，码设的砂袋覆盖土工布边缘。非过水段围堰下游底部防冲处理采用抛投封口砂袋或块石铺设。3、过水围堰埋涵过水量计算5交通过水围堰填筑浑蒲进水闸连锁砖上游端头位置，与拦河闸一期横向围堰相连接。涵管直接铺在连锁砖上游仅靠端头，原挡水围堰位置，在其上部铺设涵管，再填筑砂土修筑围堰。过水段围堰长 20m，每根涵管内径 1.5m，壁厚15cm，每排铺设 11 根涵管。灌溉期浑
12、蒲进水闸供水水位 35.4m，连锁砖高程 33m，过水流量为 60m/s。连锁砖位置的过水断面：宽 b=21m，高差 ，涵管前后高差mh4.23.5，过水面积：mz 8.0634.524.0.21hbS正常供水流速为：smQ9.561涵管过水断面面积采用试算法，假设涵管内径 1.5m，壁厚 15cm，其涵管要求： 221 43.1975.043AsmQ.6采用能量守恒定律确定涵管的过水能力： gggz 222221 z 12涵管出水后断面尺寸： 22 6.316.34mA断面过水改变损失系数:5.01 178.06.3492212 A78.0.21， 0.1所以：681.92.067.012
13、221gz sms9.31.2采用涵管满足过水能力4、涵管承载力说明交通过水围堰填筑浑蒲进水闸连锁砖上游端头位置，与拦河闸一期横向围堰相连接。涵管直接铺在连锁砖上游仅靠端头，原挡水围堰位置，在其上部铺设涵管，再填筑砂土压实。交通过水围堰过水段设计尺寸，堰长 20m，堰顶高程 36.3m。由于原围堰已经满足 5 月 1 日前挡水交通要求，现填筑的交通过水围堰是在原围堰上，对应进水闸位置开挖至 32.95m 高程，将直径 1.5m 的涵管下到此位置，并排铺设。围堰迎水面坡比为 1：1，背水面坡比为 1：0.6；过水段围堰涵管顶部在砂土放坡段垂直砌筑 40cm 厚草袋土，其上部 75cm 高砂土放坡
14、，顶部为 40cm 土层，在砂土两侧各预留 20cm。涵管两侧预留 20cm，因而涵管单列 6m 长，布置 3 根 2m 长涵管；每排 11 根。涵管上部承受压力有静荷载和动荷载，静荷载主要是车重和上部土石围堰重；动荷载主要是运动车辆引起的，动荷载为静荷载的 0.2 倍。涵管承受压力： 21G涵管上部土石围堰重：thbl 734.61.851 车辆行驶时，最少要三点着地才能保证车辆正常运行，并且每点不能作用在同一根涵管上，最重的车 取 40t，因而车辆在每个点产生的静动荷罐 车30m载：tG16342.1因而涵管需承受：t734.27.21涵管的承载力：7mKNgGN/5.128.9734.2
15、/经市场调查选购符合上诉要求的涵管，涵管的相关参数见附表。5、结语综上所述，交通过水围堰涵管满足过水要求、满足承载力计算，并且围堰符合稳定要求。交通过水段围堰填筑采用反铲将原对应进水闸位置段的围堰开挖至 32.95m高程，再将涵管吊装定位，再填筑砂土压实。交通过水围堰过水段设计尺寸，堰长 20m，靠右挡墙延长位置预留 20cm，堰顶高程 36.3m，围堰迎水面坡比为1：1，背水面坡比为 1：0.6。由于原围堰纵剖面堰顶是凹面，测量放点计算填筑方量。过水段围堰涵管顶部在砂土放坡段垂直砌筑 40cm 厚草袋土，其上部75cm 高砂土放坡，顶部为 40cm 土层，在砂土两侧各预留 20cm。涵管两侧预留20cm，因而涵管单列 6m 长，布置 3 根 2m 长涵管；每排 11 根。交通非过水段围堰堰顶 40cm 采用土层填筑，其余全部采用砂土填筑，堰长80m，堰底高程为随原围堰走向铺设，堰顶高程为 36.3m，围堰迎水面坡比为1：1，背水面坡比为 1：0.6。围堰工程量见下表 工程量表序号 名称 型号 工程量 单位 备注1 砂土 3300 m32 草袋子 1*0.5*0.2 1500 个3 涵管 2m*1.5m 33 根4 土工布 3m 宽 22 m5 土工布 6m 宽 191 m6 块石 80mm-120mm 15 m3
