第二節圍堰工程

圍堰是臨時擋水建筑物！

一、圍堰的基本型式及構造1．種類▼按所使用的材料分：土石圍堰、混凝土圍堰、草土圍堰、鋼板樁格型圍堰等▼按圍堰與水流方向的相對位置分：橫向圍堰和縱向圍堰▼按導流期間基坑淹沒條件分：過水圍堰和不過水圍堰▼按施工分期分：一期圍堰、二期圍堰等2．不過水土石圍堰

（1）典型斷面型式

▼斜墻式：

基巖河床▼斜墻帶水平鋪蓋式：覆蓋層厚度不大▼垂直防滲墻式：

覆蓋層較厚、當地沒有足夠數量的防滲料▼帷幕灌漿式：

覆蓋層較厚、當地沒有足夠數量的防滲料▼心墻式：

覆蓋層厚度適中、圍堰較高（2）實際斷面型式

（a）影響因素

▼施工條件：

水下（動水、靜水、深水）、水上▼施工工期：

一個枯水期▼圍堰高度：

高圍堰▼臨時性：

降低造價（b）斷面型式

比土石壩復雜，斷面型式不可能單一、標準化，注意邊坡系數

例如，三峽三期土石圍堰（注意：斷面型式、防滲結構）

施工過程？三峽三期土石圍堰典型剖面圖

上游圍堰（a）上游（a）上游（a）上游（a）上游三峽三期土石圍堰典型剖面圖

下游圍堰（3）圍堰的施工序號工程名稱國家壩型壩高（m）上游圍堰型式堰高（m）堰體填筑量（104m3）1碧口中土石壩101土石圍堰5185.22龍羊峽中混凝土重力拱壩175土石圍堰54353魯布革中土石壩101.3土石圍堰42.526.744漫灣中混凝土重力拱壩126土石圍堰56575奧洛維爾美土石壩235土石圍堰6674.16阿可索桑博加納土石壩141土石圍堰451527拉格蘭洼加拿大土石壩160土石圍堰56-8恰爾瓦克俄土石壩168土石圍堰3552.29菲爾澤阿爾巴利亞土石壩165.6土石圍堰4095（約）10二灘中混凝土雙曲拱壩240土石圍堰56123.611小灣（在建）中混凝土雙曲拱壩292土石圍堰57<130上游圍堰主要施工技術指標工程名稱堰高(m)填筑總量(104m3)水上/水下填筑量(104m3)施工時段平均填筑強度(104m3/月)受控最高填筑強度(104m3/月）上升速度（m/月）主要施工設備二灘56123.631.42/92.1811.1～次年6.20(11..15截流)16.94（1018～1062m）25.0（4月）8.825t自卸汽車14t振動碾D8推土機錦屏一級（可研）64.5102.6531.46/71.1911下旬～次年5.30(11..21截流)20.320.3（2、3、4、5月）13.420～32t自卸汽車15t振動碾HP220推土機二灘水電站上游土石圍堰分期填筑施工示意圖錦屏一級水電站上游土石圍堰分期填筑施工示意圖3.過水土石圍堰

如對土石圍堰的堰面、堰腳基礎加以保護，就成為過水土石圍堰

（1）過水土石圍堰類型及特點（參見下表）實例1：上猶江水電站混凝土板護面過水土石圍堰1－砂礫石地基2－反濾層3－柴排護底4－堆石體5－粘土防滲斜墻6－毛石混凝土擋墻7－回填塊石8－干砌塊石9－混凝土護面板10－塊石護面11－混凝土護面板12－粘土頂蓋13－水泥灌漿14－排水孔實例2：柘溪水電站過水土石圍堰1－混凝土溢流面板2－鋼筋骨架鉛絲籠護面3－竹籠護面4－竹籠護底5－木籠6－塊石護面7－粘土斜墻8－過渡帶9－水下拋石10－回填塊石11－灌漿帷幕12－覆蓋層13－基巖

實例3：卡博拉巴薩水電站下游過水土石圍堰1－混凝土溢流面板2－鋼板樁3－灌漿4－拋石體5－覆蓋層（2）應用較普遍的混凝土板護面過水

土石圍堰▼混凝土護面板類型

按施工方式分：現澆混凝土護面板和預制混凝土護面板

按面板截面型式分：矩形板和鍥型板

按面板連接方式分：重疊搭接式和平順連接式

按面板上有無排水設施分：帶排水孔面板和不帶排水孔面板▼面板與下游坡之間的墊層作用：

削減板下水流壓強，有利于面板的平整與穩定▼設計理論不完善：

參考工程經驗、水工模型試驗▼混凝土護面板的安裝或澆筑應錯縫、跳倉，施工順序應從下游面坡腳向堰頂進行▼最不利工況：不一定是最大流量▼面板逐漸變薄：參見下表工程實例壩型建設年代單寬流量（m3/s·m）最大過堰流速（m/s）面板厚度(m)江西上猶江混凝土空腹重力壩（67.5m)1954～19614015（設計）3湖北堵河黃龍灘混凝土重力壩（107m）1969～19782117（實際）2湖北清江水布埡面板堆石壩（233m）2000～20095018（試驗）1.5~1.04.混凝土圍堰

混凝土圍堰的抗沖與防滲能力強，擋水水頭高，底寬小，易于與永久建筑物相連接，還可以過水，因此，應用比較廣泛，但多數工程是以重力式混凝土圍堰作縱向圍堰。（1）拱型混凝土圍堰▼適用條件岸坡陡峻、巖石堅實的山區河流。此時常采用隧洞及允許基坑淹沒的導流方案。▼實例

貴州烏江渡（過水）、湖南鳳灘（過水）、浙江緊水灘（過水）、湖北隔河巖（過水）（2）重力式混凝土圍堰

用于分段圍堰法導流的第一期和第二期縱向圍堰5．其它型式的圍堰▼鋼板樁格型圍堰格體重力式擋水建筑物，可用于基巖或非基巖基礎，一般Hmax

<30m

實例：葛洲壩工程的一期縱向圍堰▼框格填石圍堰：20世紀50年代木籠、竹籠圍堰，一般Hmax

<20m

實例：獅子灘上游木籠過水圍堰，富春江一期上下游圍堰▼草土圍堰草土混合結構，一般Hmax

<6~8m

實例：甘肅鹽鍋峽、八盤峽、劉家峽，寧夏青銅峽及陜西石泉水電站▼其它木板樁圍堰、漿砌石圍堰、榪槎圍堰等6．選擇圍堰型式的方法及原則

選擇圍堰型式時，必須根據當時當地具體條件，在滿足下述基本要求的原則下，通過技術經濟比較選定。1）具有足夠的穩定性、防滲性、抗沖性和強度。2）就地取材，造價便宜，構造簡單，修建、拆除方便。3）圍堰的布置，應力求使水流平順，不發生嚴重的局部沖刷。4）圍堰接頭、與岸坡聯結處要可靠，避免因集中滲漏等破壞作用而引起圍堰失事。5）必要時應設置抵抗冰凌、船筏沖擊破壞的設施。二、圍堰的平面布置與堰頂高程

1.圍堰的平面布置▼堰內空間

主體建筑物輪廓、排水設施、交通運輸道路及堆放材料和模板。通常，基坑橫向坡趾與主體建筑物輪廓之間的距離，不應小于20~30m，基坑縱向坡趾離主體工程輪廓的距離，一般不大于2.0m。圍堰布置圖（a）平面圖（b）A-A剖面（c）B-B剖面1－主體工程軸線2－主體工程輪廓3－基坑

4－上游橫向圍堰5－下游橫向圍堰6－縱向圍堰

圍堰的平面布置（續）

▼圍堰的防沖

實例：六庫水電站一期圍堰保護與優化六庫水電站位于云南怒江州瀘水縣境內、六庫鎮上游，僅有不完全日調節能力，開發任務為發電。最大壩高35.50m，裝機容量5×36MW，工程屬中型，工程等級為三等，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。壩址附近河床覆蓋層為厚約6～23m的沖擊層，左岸灘地相對較深，約8～25m。采用分期導流，一期導流程序如下：（1）2003.11.1～2004.4.30（枯期），在左岸灘地上修建鋼筋混凝土防滲墻施工平臺，防洪標準為枯期20%，設計流量2320m3/s。防滲墻施工完成后，在外側圍堰的保護下進行縱向圍堰基礎開挖及鋼筋混凝土墊層、碾壓混凝土圍堰的施工，汛前將混凝土縱向圍堰澆至820.5m汛期防洪高程；（2）2004.5.1～2006.10.31：導流標準為10%全年洪水，設計流量9250m3/s，由一期上、下游全年土石圍堰及碾壓混凝土縱向圍堰擋水，右岸束窄河床過流，進行左岸基坑內主體建筑物施工。至2006.10.31，左岸壩段澆筑至壩頂高程，并開始第一臺發電機組安裝，汛末拆除一期上、下游土石圍堰。縱向圍堰頭部流態

沖刷地形

圍堰頭部流態

沖刷地形

圍堰的平面布置（續）

▼圍堰的接頭

圍堰與圍堰、圍堰與其它建筑物及圍堰與岸坡等的連接如：混凝土縱向圍堰與土石橫向圍堰的刺墻型式接頭（參見教材圖1-26）堰頂高程

堰頂高程取決于導流設計流量及圍堰的工作條件。▼下游圍堰的堰頂高程

Hd－下游圍堰堰頂高程

hd－下游水位高程

ha－波浪爬高

δ－圍堰安全超高，對不過水圍堰可按下表確定（規范3.4.10），對過水圍堰可不予考慮。不過水圍堰堰頂安全超高下限值（m）圍堰型式圍堰級別ⅢⅣ~Ⅴ土石圍堰0.70.5混凝土圍堰0.40.3▼上游圍堰的堰頂高程

Hu—上游圍堰堰頂高程

z—上下游水位差三、圍堰的拆除

1．拆除條件