【正文】 滿足基坑排 水運行要求。過水圍堰應(yīng)分析研究圍堰過水水力條件，并通過水工模型試驗論證消能防沖措施。 圍堰堰體便于與永久建 筑物相結(jié)合。 過水圍堰運行期的擋水條件和過水水力學條件，包括圍堰頂過流水深、單寬流量、流態(tài)及流速資料。 4 設(shè)計標準與基本資料 設(shè)計標準 圍堰等級應(yīng)根據(jù)被保護的對象、失事后果、圍堰工程規(guī)模和使用年限按 SDJ338 的規(guī)定劃分為Ⅲ級～Ⅴ級。 1 范圍 本標準給出了水電水利工程圍堰的設(shè)計導(dǎo)則，適用于大中型水電水利工程的可行性研究階段和招標階段的圍堰設(shè)計。 制定本導(dǎo)則是為了進步我國水利水電工程圍堰設(shè)計水平，保證設(shè)計質(zhì)量。 本導(dǎo)則起草單位為長江水利委員會長江水利勘測規(guī)劃設(shè)計研究院。 圍堰設(shè)計應(yīng)遵循就地取材，施工方 便，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，經(jīng)濟公道的原則。 水工、關(guān)鍵布置及工程規(guī)模，圍堰保護的永久建筑物型式及布置。 圍堰型式應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，在計劃工期內(nèi)按設(shè)計要求建成。 土石圍堰用作縱向圍堰時，其坡腳流速宜控制在 5m/s 以內(nèi)。 其他型式圍堰 漿砌石、木籠、竹籠、草土等圍堰型式，應(yīng)用地區(qū)特點較強，可用于當?shù)亓显簇S富、施工單位經(jīng)驗較多的工程。 斷流圍堰布置 上、下游斷流圍堰布置宜選在離壩軸線較近，河道順直，工程量較小，地形、地質(zhì)條件較好，施工簡便的位置。之間。 為滿足施工需要和防汛搶險要求，各類圍堰堰頂寬度宜按下列有關(guān)數(shù)值選用：土石圍堰7m～ 10m，混凝土圍堰 3m～ 6m。 圍堰滲流計算應(yīng)考慮圍堰運行中各種條件，選擇最不利工況核算堰體及堰坡穩(wěn)定。 c)當圍堰基礎(chǔ)內(nèi)有軟弱夾層、緩傾角結(jié)構(gòu)面及不利的地形、地質(zhì)時，應(yīng)核算沿最不利結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定。 混凝土重力式圍堰在設(shè)計洪水位時，迎水面答應(yīng)有主拉應(yīng)力 ～ ，堰體答應(yīng)有主拉應(yīng)力 。 堰基防滲體與堰體防滲墻的連接，堰基防滲體與岸坡或建筑物接頭防滲處理，應(yīng)滿足滲透 穩(wěn)定的要求。 其他處理 在覆蓋層較淺時，圍堰基礎(chǔ)可作挖除處理。 混凝土圍堰施工可選用起重機起吊混凝土料罐進倉、混凝土泵進倉、汽車直接進倉和膠帶機輸送混凝土進倉等方案。 圍堰拆除范圍、拆除寬度和高程，應(yīng)提出拆除設(shè)計。三峽工程的混凝土縱向圍堰壩體段及下縱段 (工程運行后為溢流壩段與右岸電廠的導(dǎo)墻 )均按永久建筑物設(shè)計。還應(yīng)考慮可能遭遇超標準洪水時的緊急措施。我國一些水電工程 (如烏江渡、隔河巖 )過水圍堰設(shè)計擋水流量標準采用實測流量分析法，通過對圍堰過水次數(shù)和停工天數(shù)的分析比較，選擇公道的擋水流量標準。 圍堰平面布置方案研究，需要關(guān)鍵總布置圖、永久建筑物結(jié)構(gòu)型式和施工程序等資料。過水水力學條件可按圍堰過水設(shè)計洪水流量和導(dǎo)流泄水建筑物聯(lián)合泄流進行計算，求得圍堰過水泄流量及均勻流速。分期導(dǎo)流方案，利用束窄河床泄流或已建的永久泄水建筑物泄流，對縱向圍堰及下游橫向圍堰坡腳可能造成沖洗，擬先進行水力學計算分析，必要時通過水工模型試驗驗證。 圍堰型式選擇應(yīng)充分利用當?shù)夭牧虾椭黧w建筑物基礎(chǔ)開挖料，在大中型水電工程中應(yīng)優(yōu)先選用土石圍堰，以便于填筑和拆除。例如：長江葛洲壩二、三江上游土石橫向圍堰采用砂壤土心墻防滲體；大江下游土石橫向圍堰高度 30m～ 34m，河床部位軸線長780m，堰基砂礫石覆蓋層厚度 10m～ 15m，均勻滲透系數(shù) 17m/d，最大 85m/d，圍堰防滲體采用二江基坑開挖的黏土質(zhì)粉砂巖石渣和二江圍堰拆除的砂壤土及砂礫石混合料，在截流戧堤設(shè)砂礫石過渡帶，其迎水側(cè)全部拋填混合料，水下邊坡 1∶ 4，水上邊坡 1∶ 3，實測混合料的滲透系數(shù) 103cm/s～ 103cm/s。但據(jù)國內(nèi)已建防滲墻設(shè)計及施工經(jīng)驗，對于覆蓋層深度超過 60m 的防滲墻或在填料未經(jīng)壓實的堰體中建造高度超過 30m 的防滲心墻，計算防滲墻體拉應(yīng)力超過混凝土答應(yīng)拉應(yīng)力，需研究采用結(jié)構(gòu)措施。例如：陜西省安康水電站一期圍堰基礎(chǔ)砂卵石覆蓋層厚 8m～ 15m，采用插打鋼板樁防滲墻，圍堰運行防滲效果較好。因此，采用單寬流量和流速衡量土石過水圍堰設(shè)計指標較為全面?；炷羾叱Ｓ弥亓κ胶凸靶?。 縱向混凝土圍堰本身抗沖流速可達 20m/s，但對圍堰迎水面的基礎(chǔ)需采取相應(yīng)的防沖保護措施，才能確保圍堰安全運行。漿砌塊石圍堰需在干地施工，以保證砌石質(zhì)量。 浙江富春江水電站上游過水圍堰，高度 28m，采用竹籠背水側(cè) 設(shè)土石支撐體的竹籠土石混合圍堰，圍堰頂部采用竹筋混凝土面板保護，溢流單寬流量 30m3/(s?m)。例如：葛洲壩一期土石縱向圍堰因圍護二期縱向圍堰上、下游端部彎段施工的需要，上游橫向段與縱向段的相接處和下游橫向段與縱向段的相接處形成凸出部位 (稱磯頭 )，起到挑流作用，磯頭部位坡腳流速達 5m/s～ 7m/s，縱向段沿線及下橫段坡腳處為回流區(qū)，流速 1m/s～ 2m/s，對磯頭部位進行重點防沖保護，運行實踐證實此設(shè)計是成功的。 上、下游橫向圍堰迎水坡腳距導(dǎo)流泄水建筑物進出口的間隔，通常，距導(dǎo)流泄水建筑物進口，混凝土圍堰為 10m～ 30m，土石圍堰為 30m～ 50m；距導(dǎo)流泄水建 筑物出口，混凝土圍堰為 30m～50m，土石圍堰為 50m～ 100m?？v向圍堰位置還應(yīng)根據(jù)關(guān)鍵布置要求，考慮導(dǎo)流流量和導(dǎo)流期間的水力學條件及對通航的影響，圍堰及河床的防沖保護措施等因素，綜合分析比較，以確定最優(yōu)布置方案。土石縱向圍堰與土石橫向圍堰相接，其接頭處的防滲體必須封閉，滿足防滲要求。對采用三期導(dǎo)流的混凝土縱向圍堰，二、三期共用。 圍堰頂寬主要考慮施工和防汛搶險要求。 b)混凝土圍堰：迎水坡 1∶ 0～ 1∶ ；背水坡 1∶ ～ 1∶ 。邊坡 1∶ ～ 1∶ 。 混凝土圍堰基礎(chǔ)為巖基時，需計算沿基礎(chǔ)軟弱層面的滲透穩(wěn)定的滲流量，以便研究采取防滲處理措施；若堰基為有壓滲流，要確定沿堰體基巖面的水 頭分布或揚壓力線，以便核算堰體的穩(wěn)定性。其他型式圍堰穩(wěn)定計算安全系數(shù)，鋼板樁格型圍堰穩(wěn)定計算內(nèi)容及安全系數(shù)為參照國外水電工程鋼板樁格型圍堰設(shè)計計算公式及安全系數(shù)；漿砌塊石圍堰、框架填石圍堰、竹籠圍堰、草土圍堰穩(wěn)定計算內(nèi)容及安全系數(shù)系參照國內(nèi)已建的圍堰工程設(shè)計施工實踐經(jīng)驗并與土石圍堰及混凝土圍堰采用值類比而擬定。 混凝土圍堰穩(wěn)定計算內(nèi)容及計算方法可參照《水工設(shè)計手冊》第五卷混凝土壩中有關(guān)公式。堰體坡腳的防沖結(jié)構(gòu)型式通常采用： 1)坡腳護底順坡式，保護堰體坡腳及下游河床覆蓋層，護底長度視覆蓋層厚度而定。 混凝土拱圍堰應(yīng)力計算通常采用拱冠梁法，對按Ⅲ級建筑物設(shè) 計的圍堰宜用有限元法進行拱圍堰應(yīng)力分析計算。 圍堰基礎(chǔ) 砂礫石覆蓋層的防滲處理采用垂直防滲可較完全地截斷堰基滲流，技術(shù)上可靠，對屬Ⅲ級～Ⅳ級建筑物的圍堰宜優(yōu)先選用。 堰基覆蓋層下的基巖，巖溶發(fā)育或漏水量大的斷層破碎帶，通常采用灌漿處理。例如：長江葛洲壩工程二江上游土石圍堰高度 14m，堰基砂卵石覆蓋層厚 7m～ 19m，滲透系數(shù) 200m/d～ 300m/d，采用 4m3 索鏟開挖截水槽，開挖邊坡 1∶ 1，底寬 6m，挖至最深處，遇流沙層，下放鋼板沉井 (寬 3m，長 15m)至基巖回填黏土截水墻，圍堰運行防滲效果良好。例如：安徽省史河梅山水庫上游土石圍堰高度 ，堰基砂卵覆蓋層厚 10m～ 12m，砂卵石中卵石含量較少，采用鋼板樁防滲墻上按堰體的木板心墻圍堰，運行防滲效果良好。 堰體基礎(chǔ)是砂基，軟土地基為消除液化并進步砂基密度，常選用振沖加固和強夯加固。心墻及斜墻防滲體填筑稍向上游傾斜，以利排泄雨水。為保證汽車直接進倉澆筑混凝土的施工質(zhì)量，設(shè)計提出四條措施 (對進倉汽車輪子要派專人在倉面外沖洗干凈，不答應(yīng)將泥塊泄進倉面；澆筑層厚小于 ；常態(tài)混凝土初凝前，應(yīng)先在混凝土面上墊鋼板 ，汽車在鋼板上通行；混凝土初凝后，強度未達到 5MPa 前，不答應(yīng)汽車在混凝土面上行走 )以控制施工質(zhì)量。在機械開挖至基巖面后，潛水工下水檢查并對建基巖進行表面清理。按其所用的草料型式分為散草法、捆草法和埽捆法三種。對土石圍堰還需布置 2個測壓管橫斷面，以觀測堰體浸潤線的變化。 a)土石圍堰觀測設(shè)計根據(jù)圍堰型式及地形、地質(zhì)條件和運行特點增加專門性觀測項目，選擇 2個～ 4 個觀測斷面，埋設(shè)沉降計、位移計、傾斜儀、引伸儀、土壓計、孔隙壓力計以觀測堰體內(nèi)部變形和應(yīng)力 (堰體內(nèi)部位移及土體應(yīng)力應(yīng)變，堰體總應(yīng)力及孔隙壓力，防滲體的應(yīng)力應(yīng)變，堰基滲壓觀測等 )。圍堰拆除施工工期緊，任務(wù)重，應(yīng)盡量加快拆除速度以滿足工程施工總進度的要求。 根據(jù)永久建筑物運行要求，確定圍堰拆除范圍、拆除寬度及高程。 e)過水圍堰，堰頂過水時的表面流速及流態(tài)觀測，通常在水流表面投放浮標，用交匯法測定浮標行跡，定出 流向，并可測出表面流速；采用目測或攝影方法觀測水流表層現(xiàn)象如回流、漩渦、折沖水流、水花翻涌等的位置及范圍。 10 圍堰觀測與拆除設(shè)計 圍堰運行期間，通常進行的觀測項目： a)圍堰變位 (垂直位移和水平位移 )觀測，在堰體頂部及坡面設(shè)置固定標點，觀測其鉛直方向及垂直圍堰軸線的水平方向的位置變化。對兩岸水深小于 的部位，可采用從岸邊端進法澆混凝土料出水面，并以混凝土趕水，振搗密實。 混凝土圍堰采用碾壓混凝土施工，其施工設(shè)計應(yīng)研究碾壓混凝土施工布置、施工程序、施工強度和所需施工機械設(shè)備。對狹窄場面防雨，宜用苫布覆蓋，做好防滲體填筑面保護，下雨或雨后禁止車輛通行。 強夯法加固可消除粉 細砂液化并進步密度，珠海及深圳國際機場用強夯法處理地基，相對密度由不足 進步至 以上。例如：浙江省富春江水電站三期下游土石圍堰高度 12m，堰基砂礫石覆蓋層厚 7m～ 15m，采用水泥灌漿 (二排孔 )處理；黃河龍羊峽水電站上游土石圍堰高度 53m，堰基砂卵石覆蓋層厚 13m，采用水泥灌漿 (三排孔 )處理；葛洲壩一期土石縱向圍堰下游橫向段高度 21m，堰基砂礫石覆蓋層厚 8m～ 16m，采用水泥黏土灌漿三排孔處理，圍堰運行實踐表明，灌漿防滲可滿足要求。例如：福建省閩江水口水電站二期上游土石圍堰高度 ，堰基砂卵石厚度 7m～ 25m，采用柔性混凝土防滲墻上接堰體土工膜心墻。例如：湖北省丹江口水利關(guān)鍵二期上游土石圍堰最 大高度 44m，堰基砂卵石覆蓋層厚度 14m，表層為中細砂，滲透系數(shù) 25m/d～55m/d，下層為砂卵石，滲透系數(shù)達 103m/d～ 294m/d，采用黏土心墻內(nèi)展蓋 (在堰體底部 )防滲，展蓋在低土石圍堰保護下干地施工，展蓋長度按 4倍水頭，厚度采用靠心墻處為 4m，首端 2m，圍堰運行防滲效果良好。水平防滲展蓋施工簡便，但必須結(jié)合下游排水減壓設(shè)施，才能有效地解決堰基滲透題目，當堰基砂礫石滲透系數(shù)較大時，用黏土展蓋防滲可靠性較差。對按Ⅲ級建筑物設(shè)計的圍堰，尚需分析計算堰體沉降量及沉降過程，其計算公式可參照《水工設(shè)計手冊》第三卷第十四章沉陷計算中的有關(guān)公式。 2)坡腳設(shè)擋墻的陡坡式，擋墻一般采用混凝土結(jié)構(gòu)，宜建在基巖上。建在軟基和深覆蓋層上的過水圍堰，應(yīng)校核沿基礎(chǔ)中最不利層面的抗滑穩(wěn)定。對屬Ⅲ級建筑物的圍堰，尚需核算校核洪水位 (或保壩洪水位 )的靜水壓力和施工荷載作用下圍堰 的穩(wěn)定。通常，計算堰基下游滲流出口的滲流坡降，若計算值小于覆蓋層的容許坡降，則需采取防滲處理，并在堰基下游滲流出口處設(shè)置反濾層蓋重以防止堰基滲透變形。束窄河床的壅水高度 (實際為最大收縮斷面與上游水位之差 )計算可利用能量方程推導(dǎo)出的近似公式計算；通過束窄河床的水力計算，求出壅水高度和束窄段最大收縮斷面的均勻流速，以便確定上游橫向圍堰及縱向圍堰沿線的水面線，橫向圍堰及縱向圍堰堰頂高程和研究圍 堰及河床的防沖保護方案。 d)鋼板樁格型圍堰：圓筒形格體直徑 (D)為高度 (H)的 ～ ；相鄰兩圓筒中心距 2L=(～)D；圓筒與連弧交角 30176?？筛鶕?jù)圍堰實際情況確定，通常，對高圍堰堰頂寬度取用大值，低圍堰堰頂寬度取用小值。 縱向圍堰背水坡腳距永久建筑物基礎(chǔ)開挖邊坡開口線不宜小于 10m，若布置有困難，可在背水坡腳處設(shè)置臨時擋墻。 縱向圍堰的長度一般伸出上、下游橫向圍堰坡腳 10m～ 30m，也可在與縱向圍堰相接的堰體坡腳設(shè)置塊石防沖體，防止泄流對圍堰坡腳造成的危害性沖洗。對河床較寬，且縱向圍堰建在覆蓋層基礎(chǔ)上，一期圍堰束窄河床程度取用 30%～ 40%，例如：大化水電站一期圍堰束窄河床程度為40%，羅馬尼亞與南斯拉夫在多瑙河上合建的鐵門水電站一期圍堰束窄程度為 35%。 上、下游橫向圍堰通常布置為直線，若為圍護永久建筑物施工需要，圍堰可布置為折線，例如：葛洲壩工程二期上、下游土石橫向圍堰為圍護大江船閘及導(dǎo)航墻施工，圍堰布