航道整治

第四章整治建筑物第一节整治建筑物的作用与布置第二节整治建筑物的组成第三节坝体的结构形式《航道整治》第四节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四章整治建筑物常用的整治建筑物：丁坝、顺坝、锁坝、潜坝、洲头分流坝、洲尾导流坝及护岸等。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1、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按平面形状分普通丁坝：勾头丁坝：Ｄ0.4L丁顺坝：Ｄ0.4L勾头丁坝与普通丁坝相比：①坝头流速可减少20％左右②勾长比的增加减少了坝头最大的冲刷坑深度③勾长比增加坝后冲刷范围减少2、勾头丁坝图2冲刷范围与D/L的变化关系图1D/L与ho/hL的变化关系3、按对水流的影响程度分：长丁坝(L＞B/3)、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（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图2-15淹没丁坝水流泥沙运动情况1、丁坝的使用特点（三）丁坝的使用条件（1）挑流作用强，对航槽的冲刷有利；（2）丁坝长度便与调整；（3）坝址水深一般较浅、工程量较小（4）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。（6）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。2、丁坝在山区河流整治中的使用（1）急险滩整治: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、减缓局部地区流速，以便船舶利用缓流上滩；（2）浅滩整治: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。3、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刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航道稳定性；（2）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡崩塌。（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（3）经验方法：我国常采用上一条丁坝在过水断面的有效投影长度L来确定。表2-1丁坝间距所处位置凸岸凹岸顺直段一般丁坝(1.5～3.0)L(1.0～2.0)L(1.2～2.5)L护岸丁坝(0.8～2.0)L整治线方向与洪水方向夹角较大时，间距可适当缩小顺坝内侧格坝间距可参照凸岸丁坝间距处理。1、丁坝群的间距（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（四）丁坝群的布置3．阶梯式丁坝布置图2-21等高丁坝与阶梯丁坝正面图图2-22阶梯式丁坝系统附近的水流运动3．阶梯式丁坝布置（三）丁坝群的布置坝田淤积效果较好二、顺坝1、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（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•丁顺坝•洲尾顺坝3．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：（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）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、出口长江中游界牌河段抛石坝体施工作用：①壅高上游水位、调整比降、增加航深②促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。设计最低通航水位潜坝四、潜坝四、潜坝龙门镇甄炳碛鲤鱼碛长江213.3201.743185185553185185.5大竹林龙门石小滩子称杆碛丁家沱潜坝航道319035190岛尾坝17.710作用(1)控制河势：稳定水流动力轴线，不使河床边界任意变化。(2)抑制崩岸：防止水流淘刷和波浪冲蚀，防止泥沙坍落河中(3)防止主流顶冲：尤其洪水顶冲处，配合丁坝，矶头挑流保证堤防。五、护岸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2.本图采用1956年黄海高程系；1.本图根据长江航道规划设计研究院勘测处2001年3月1:10000地形图绘制；3.本图平面比尺为1:25000。25.020.0W2W765W18.010.013.020.0蔡家墩25.9W4W5W6H306724.8红庙说明：7169y11G3y5G2G1S2S18.010.013.024.610.0牛头埠y6y7y8y9y10N吴王庙X3y21H44y15y14y13X1X2G6G5y20H43H42H41H40H39H38H37H36H35H34H33H31H32G426.616.016.020.013.010.03.08.010.0W3y2y1y4y12y3y25y24y23y22H45H4622.03.0陆溪口刘家墩直港新洲y1613.03.08.010.013.010.024.320.022.03.03.0中港26.60973113.0-5.00.013.010.08.028.51513宝塔洲-5.013.029.31、鱼嘴与洲头分流坝（1）保护江心洲头，维护河势的稳定；（2）调节汊道分流、分沙比。陆溪口水道洲头分流坝六、鱼嘴与洲头分流坝、导尾工程2、导尾工程（1）调整交汇角，改善流态；（2）束窄通航汊道出口，增加航深。52105235320风簸碛3梭沟皇坟风簸碛村1010335上浅区下浅区第二节整治建筑物的组成第四章整治建筑物一、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。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。一、丁坝、顺坝及锁坝的组成锁坝没有坝头、有两处坝根一、丁坝、顺坝及锁坝的组成1、护底护底是坝的基础，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。2、坝体3、坝面坝面在整治水位上、下最容易受流木、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。3、坝面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。铜鼓滩丁顺坝及坝头安放的扭王字块4、坝头坝头是丁坝、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，根据航道整治工程技术规范的规定，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。5、坝根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。如果河岸或洲滩不具备很强的抗冲刷性，在连接处容易被水流淘刷，使得坝体与岸坡分离。因此，对坝根的处理要特别重视。二、平顺护岸的组成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整治前的岸坡护岸型式：张家洲南港护岸马家咀钢丝笼植草生态护岸新结构护岸型式：长江界牌水道沉排护底1、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。3、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、护洲鱼嘴建在较高江心洲头，其结构形式与斜坡式平顺护岸类似。２、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。３、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、鱼嘴的组成陆溪口洲头分流坝东流水道鱼骨坝三、护滩沙市河段三八滩护滩三、护滩马家咀工程L1#护滩带第三节坝体的结构形式第四章整治建筑物用梢料、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。重型整治建筑物按整治建筑物的牢固程度分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澜沧江绣花滩坝体施工二、石笼、充填袋填心混合结构1、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、桩板式结构将预制的混凝土桩沿坝轴线每隔2m左右打入土中，在桩与桩之间的预留孔栓上钢筋混凝土板，组成的坝体为桩板式结构。图为海川沙海塘的护岸丁坝，对淤滩保海塘效果较好。四、桩土混合结构由直径16~22cm、打入土中2~3m的桩组成实体墙，为了避免水流冲刷桩基，可用碎石增强基床或用充填法、堆筑法在墙体两侧填筑土料棱体，上铺碎石护面形成实体建筑物。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、沉箱式结构六、人工块体混合结构1、四角锥体坝2．钩连块体混合坝六、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10～100kg小块石、100～150kg的块石垫层，然后是用4t重的钩连块体护面，两侧堤脚用150～300ks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3．半圆体混合坝六、人工块体混合结构第四节整治建筑物结构设计与受力分析第四章整治建筑物一、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。结构设计:确定各部分尺寸、组成材料。1、抛石坝粒径尺寸2、断面尺寸2、断面尺寸坝头向河坡、坝身纵坡、坝根纵坡潜坝一般为平坡。3、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）amcpKLKVVhLhh0207.05.084.1式中:ph——从计算水面线起算的冲刷坑最大水深,(m)；h——计算水面下建坝前坝头处水深，(m)；L——丁坝在过水断面上的有效投影长度，(m)；——床沙颗粒的沉速，(cm/s；V——流向丁坝坝头水流的垂线平均流速，(m/s)；cV