丁坝设计

丁坝设计丁坝是河道整治和航道整治中常见的建筑物。丁坝是一种间断性的有重点的护岸型式，具有调整水流作用，在特定的条件下为一些河堤除险加固时所采用。在河床宽阔、水浅流缓的河段，常易采用这种护岸型式。当丁坝长度很短时，常称之为“垛”，即为短丁坝。丁坝的平面布置主要是指丁坝的长度、方位角以及丁坝间距等。一般而言，丁坝在垂直水流方向的投影长度与稳定河宽之比小于0.33时，为短丁坝，否则为长丁坝。长丁坝虽然挑流能力强，但是其深入河道主槽较多，对水流的影响很大，坝前局部冲刷剧烈，易出线且出险后难抢护，一般不采用长丁坝。短丁坝则对水流的影响较小，挑流能力强，坝前冲刷较轻，产生的回流较弱，但其导流能力较差。根据丁坝坝顶高程与水位的关系划分，丁坝分为淹没丁坝和非淹没丁坝两种。用于枯水期整治的丁坝，经常处于水下，为淹没式丁坝；用于中水整治的丁坝，其坝顶一般不被淹没，成为非淹没式丁坝。根据丁坝坝轴线与水流方向的夹角划分，丁坝可分为上挑丁坝、正挑丁坝和下挑丁坝三种。当丁坝坝轴线与水流方向的夹角为110°~120°，称之为上挑丁坝；60°~70°为下挑丁坝；当夹角为90°时，为正挑丁坝。研究认为，下挑丁坝有利于控导水流，对水流流态改变较小，把头冲刷坑相对较小，对丁坝坝体稳定有利。丁坝的设计1、丁坝的平面布置根据《堤防工程设计规范》（GB50286-94）的规定，丁坝设计的平面布置应根据河道整治规划、水流流势、河岸冲刷情况和已建同类工程经验确定。一般需符合以下要求：1）丁坝的长度应根据堤岸、滩岸与治导线距离确定；2）丁坝间距可为坝长的1~3倍，处于治导线凹岸以外位置的丁坝以及海堤的促淤丁坝的间距可增大；3）非淹没丁坝宜采用下挑型式布置，坝轴线与水流流向的夹角可采用30°~60°。强潮海岸的丁坝，其坝轴线宜垂直于强潮流方向。根据工程经验，一般丁坝在垂直水流方向的投影一般不超过0.25倍的河道宽，对于中小河流，可取0.1倍的河道宽。该段河道河道宽约50m，因此，丁坝垂直水流流向的投影长度可取5m。本次设计取下挑丁坝，与水流流向夹角为60°，则可计算出丁坝的长度为5.77m，本次设计取5.80m。丁坝间距取为丁坝长的3倍，即17.4m，治理段全长335m，则需设置20道丁坝。丁坝坝顶高程通常等于或略高于河道常水位（中、低水位），本工程拟采用淹没丁坝，设计丁坝顶高程为26.00m。2、丁坝断面型式考虑到就地取材的方便，本设计拟采用土心丁坝，坝顶宽度5.0m，上下游坝坡坡比1:1.5，护砌厚度取0.8m。3、丁坝坝头局部最大冲刷深度根据南京水利水电科学研究院毛昶熙的研究，丁坝坝头局部冲刷水深可按照下式计算：61max1728.0dhgdsqT式中，T——从水面算起的冲坑深度，（m）；qmax——平面扩散的横向分布的最大单宽流量；ss，、s分别为河床质和水的重度；g——重力加速度；h——不冲时的水深或冲坑前的固定护坦末端上的水深；d——河床砂的粒径或者等效粒径。若已知粘土的粘聚力c（kPa）值，可按照下式计算等效粒径d（m）：2551034.0cd根据试验资料，qmax的计算公式如下：20max11bbqq式中，BQq0，其中，Q为设计流量，B为原河宽；b——丁坝坝长（m）。本次河道治理工程，设计流量为2012.3m³/s，原河宽为50m，丁坝坝长5.8m，河床质为粘土，其粘聚力为25，h为2.0m，计算可得丁坝坝头冲坑深度T为32.94m。