河道围堰设计验算与论证
河道围堰方案
河道围堰方案1. 引言在河道管理工作中，河道围堰是一种常见的工程措施，旨在保护河岸、改善水流状况和防洪。
本文将介绍河道围堰的定义、作用、建设方法和注意事项等内容。
2. 河道围堰的定义与作用河道围堰是在河道两岸建设的堤坝结构，主要用于限制河水的流动范围，维护河道的稳定和安全。
其作用主要包括以下几个方面：•控制河水流向: 河道围堰可以引导和控制河水的流向，避免大规模淤积和侵蚀，维持河道的正常水流状况。
•防止洪水灾害: 围堰可以限制洪水的泛滥范围，将洪水引导至设计好的泄洪口，减轻洪水对周边地区的影响，有效防止洪水灾害。
•保护河岸和附近建筑物: 围堰可以提供一定的河岸保护，减少河岸侵蚀和塌方的风险，保护沿岸建筑物的安全。
3. 河道围堰的建设方法河道围堰的建设方法主要包括设计、材料选择、施工和监测等步骤。
3.1 设计河道围堰的设计首先需要根据实际情况确定围堰的长度、高度和形状等参数。
设计过程中需要考虑河道的水流特性、土壤条件、岸坡稳定性等因素，确保围堰的结构安全和稳定。
3.2 材料选择河道围堰的材料选择通常包括土石材料、混凝土和钢筋等。
材料的选择应根据围堰的设计要求、材料的可获得性和工程经济性等因素进行综合考虑。
3.3 施工河道围堰的施工可以采用人工或机械作业。
施工前需要清理河道两岸的杂草和杂物，确保施工区域的清洁。
围堰的施工过程需要严格按照设计要求进行，包括挖掘围堰沟、安装防渗材料、回填土石材料等。
3.4 监测在围堰建设完成后，需要进行定期的监测工作，以确保围堰的稳定性和安全性。
监测内容包括围堰的沉降情况、渗流情况和土壤水分含量等，如有异常情况应及时采取修复和加固措施。
4. 河道围堰的注意事项在河道围堰建设过程中，需要注意以下几个问题：•生态环境保护: 在围堰建设时应尽量减少对水生生物和河岸植被的影响，避免过度开发和破坏河道生态环境。
•河道维护和清理: 围堰建设完成后，需要定期检查和清理围堰，以预防围堰积淤和堵塞。
深水基础围堰的选型及验算
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草袋围堰
钢板桩 围堰
水深 ≤６ 流速较 大的河水 河床 。更适合 于砂类上 、 ｍ， 粘性土 、 碎石 及风化岩等坚硬 河床 ， Ｌ 挡水性 能好 ， 以成为结构的一部分， 可 也可拆除利用 水流速度 ￣２ ｓ埋置不深 的水 中基础 ， ＜ ｍ／， 也町用于修建桩基承 台， 高…最 高水位 ０５ ０７ ． ． ～ ｍ 大型河流的深水基础施工 ， 盖层较薄平坦 的岩石河床 覆
位 超过 施工水 位 ９ ｍ时 ， 以在 围堰 外壁上 加焊相 ２ 可
１引 言
湘 桂 铁 路扩 能改 造 工程 湖 南 段 位 处水 系 十 分
２工程概 况
２１ 址概 况 ．桥 永 州湘江 １大桥 位于 永州 市境 内， 群 通航等 级Ｉ Ｉ Ｉ 级， 主通 航孔 采 用连 续梁 主跨 ２８ ｍ 单 向通 航 孔 ， —０
通 航 净高 １ ． ００ ｍ。
长 ｆ 宽
１ ． ６５ ｌ ９６ ．
岛
一
内 径
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壁 封 厚 厚 底 度
１０ ． ４５ ．
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承 台对 角尺 线长 １ ．８ 考 虑两 侧各 ０５ 施 ９ ｍ， ０ ． ｍ 工 间距 ， 围堰 内径 取 ２ ． 壁厚 １ ｍ。 ０８ ｍ， ． Ｏ 根据 经验 ， 预设 以下尺寸 ， 水平 环板 间距 ：２×
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河道围堰工程施工方案
河道围堰工程施工方案一、工程概况河道围堰工程是指在河道两岸建设围堰，通过围堰来控制河流的流速、防止洪水侵袭、改善河道生态环境以及保护周边土地资源的一项工程。
围堰工程的设计施工需要兼顾经济性、可行性、安全性和环境友好性。
二、施工前的准备工作1. 项目建议书编制在施工前，需要对围堰工程进行项目建议书的编制。
项目建议书应包括工程概况、工程规模、工程地理环境、工程建设的必要性和可行性、工程施工的意义、工程的经济性等内容。
2. 勘测测量在项目建议书编制完成后，需要对施工区域进行详细的勘测测量工作，确定施工区域的地形地貌、水位、水流速度、土质等基本情况，为后续的设计提供准确的数据支持。
3. 环境评估和审批在勘测测量完成后，需要对工程的环境影响进行评估，并根据评估结果进行相应的环境影响申报和审批工作。
确保围堰工程的施工对周边自然环境和生态造成的影响得到最小化。
4. 材料采购在施工前需要对围堰工程所需的各类材料进行采购准备工作，包括混凝土、钢筋、钢板、地膜等各类建材。
5. 施工方案设计在前期准备完成后，需要对围堰工程施工方案进行设计。
施工方案应包括工程开挖、基础浇筑、围堰架设、围堰封闭等一系列的工程流程。
6. 劳务组织在施工前需要对工程所需的人员、设备进行统一的组织安排，确保施工人员和设备的合理调配。
三、工程施工工序1. 围堰地基开挖在施工开始前，需要对围堰工程的地基进行开挖。
地基开挖应根据实际地质情况进行，确保地基平整稳固。
在地基开挖完成后，需要对围堰基础进行浇筑。
基础浇筑应使用优质混凝土，并严格按照设计要求进行浇筑工作。
3. 围堰架设在基础浇筑完成后，需要对围堰的钢筋架设进行。
围堰应使用高强度钢材制作，确保围堰的稳固和耐久。
4. 围堰封闭在围堰架设完成后，需要对围堰进行封闭。
封闭工作应根据实际情况采取合适的方式，确保围堰的完整性和密封性。
5. 河道清淤整治在围堰工程完成后，需要对河道进行清淤整治。
清淤整治应保证河道的通畅和稳定，为后续的河道生态恢复做好准备。
拉森钢板桩水中围堰设计及验算
拉森钢板桩水中围堰设计及验算注：本文着重介绍在水中拉森钢板桩围堰施工中，常见的设计步骤及验算方法，并配以示例图片。
1. 数据参数收集首先需要侧得墩水深, 需清除的淤泥厚, 在抽水清淤时需要设置多层支撑,此处支撑一般采用等弯矩布置。
施工中采用拉森Ⅳ型钢板桩, 需知道钢板桩的惯性模量W ,抗弯强度设计值[f b]。
其他需要的参数：水重度γw ,砂粘土的重度γ ,内摩擦角φ,粘聚力c 。
2. 确定支撑层数与间距按等弯矩布置各层支撑的间距, 得出板桩顶部悬臂端的最大允许跨度如3. 88 m，则支撑层数之间的间距依次为 L1 =2.5 m, L2 =2 m, L3 =2 m, L4 =2.28 m, L5 =2m。
3. 拉森钢板桩的长度计算首先要确定板桩的入土深度,选择用盾恩近似法来计算板桩的入土深度, 需要先计算出朗肯主动土压力系数Ka和朗肯被动土压力系数Kp。
再根据采用的支撑数,算出总的最低钢板桩桩长如16.99 m。
鉴于拉森Ⅳ钢板桩的长度,决定采用拉森桩桩长为 18 m,埋入深度为 6.02 m。
由计算可知埋入深度满足围堰的稳定性要求。
4. 拉森钢板桩强度复核计算需要参数：钢板桩的截面抵抗矩为W ,钢板桩允许抗弯应力[σ] ,得出 Mmax 来判断选用的拉森Ⅳ型钢板桩是否满足强度要求。
5. 抗倾覆验算由3可知：拉森桩理论埋入深度为 L,而实际埋入深度为L′。
计算抗倾覆系数 k =L′/L是否满足要求。
6. 基底隆起验算即水压力和淤泥压力的合力q= γw(H +L5 )+γ′(h + L5 )7. 腰梁支撑强度、刚度钢板桩围堰平面尺寸如为 8.8 m ×10 m,支撑采用并拼双道Ⅰ36b型工字钢 ,斜撑采用 60 cm壁厚 12 mm的管桩。
斜支撑按 45°角布置于腰梁相邻两工字钢之间 ,两斜支撑焊接于三等分工字钢。
腰梁间距D确定后，计算腰梁所承受的均布水平荷载P，即假定腰梁承受相邻两跨各半跨上的侧压力，再分别计算出土中和水中的侧压力。
水利工程围堰
水电水利工程围堰设计导则前言根据原能源部、水利部能源技(1988)12号文《关于水利水电勘测设计技术标准体系的批复》，原能源部、水利部水利水电规划设计总院于1990年委托长江水利委员会长江水利勘测规划设计研究院负责本导则的编写工作。
制定本导则是为了进步我国水利水电工程围堰设计水平，保证设计质量。
本导则编制过程中，经历了编制提纲、调查研究、导则编制三个阶段，先后提出了导则的征求意见稿、送审稿和报批稿。
原能源部、水利部水利水电规划设计总院分期组织了对提纲、各文本内容等方面的讨论、函审和审查，在吸取了我国已建围堰工程设计、施工、运行经验的基础上，通过多次调整和修改，最后定稿。
本导则由原能源部、水利部水利水电规划设计总院提出。
本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院回口。
本导则起草单位为长江水利委员会长江水利勘测规划设计研究院。
本导则主要起草人：高黛安、蒋乃明、陈珙新、张小厅、夏仲平。
本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释。
1范围本标准给出了水电水利工程围堰的设计导则，适用于大中型水电水利工程的可行性研究阶段和招标阶段的围堰设计。
2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
SDJ21—78混凝土重力坝设计规范SDJ145—85混凝土拱坝设计规范SDJ218—84碾压式土石坝设计规范SDJ338—89水利水电工程施工组织设计规范3总则为正确贯彻SDJ338，保证我国水利水电工程围堰设计质量，特制定本导则。
围堰设计应遵循就地取材，施工方便，结构简单，安全可靠，经济公道的原则。
与永久建筑物结合的围堰，应按永久建筑物标准设计。
围堰设计除了执行本导则外，还应符合现行国家、行业标准的有关规定。
4设计标准与基本资料设计标准围堰等级应根据被保护的对象、失事后果、围堰工程规模和使用年限按SDJ338的规定划分为Ⅲ级～Ⅴ级。
顺德水道特大桥墩基钢板桩围堰的设计与验算
特 大 桥 基 础 施 工
盖 层均为淤泥质粉砂层 ． 下卧淤泥 Ｅ ： ５ １０ Ｐ 。地 基对 于围堰 自 ５ ～ ０ｋ ａ 体 自重过大 的围堰易产生失稳 、 倾
； 易浮移 ． 响 其它 围堰在定位 方面易 （ 其他 围堰结构形式 极易发生反涌 。 图２ ６＃ ２ 墩钢板桩计算模型与支撑围檩 ： 时． 之 不仅对 围堰 自身 的整体稳定 ． ２ ｆ 堰外周 河床形成 漏斗型沉降 圈 ． 直 ３ 经工程 软件 计算 ．在侧 向压力 的作用 下 ．结构 的最 大位 移 为
． …
，
一
汁箅 ：主动土压力系数为： ｔ Ｋ ＝ａ ｎ
其中ｕ 为考虑未计算桩土 间摩阻力和 围堰 自 的修正系数 ． 重 凭经 为粉砂 或淤泥质 土 ． 内摩擦角取 为 验 取 为 ０２ ． 封底 混凝 土灌注时厚度 宜比计算值超过 Ｏ ５０ 米 ， ． ． 以便在抽水 ２ ５ 土 的饱 和容重为 ：２ ９ ｋ ／ 主 Ｐ ＝ ． Ｎｍ ， ０ 后将顶层 浮浆和 软弱层凿 除， 以保证质量 。所 以封底厚度 ｘ４ ８ ０ ＝ ＝ ． ＋． ３ ５ ４８ ｍ。取整 ５ ． ｘ ８ ｍ
桩围堰 ： 设计与验算
一
ｎ ｎ 、ｎ １～ 滞、 ＜ ～ 殍询 １６ ９ ｃ ４ 等效 的 Ｏ ｍ宽 矩形钢板 截面 的厚 度为 ：： Ｔ １ｎ １口 １ 宙１ ２ ２ ． ｍ ，则 ４ ． ４ ６
耋
编 号
标 高
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． ２ 墩钢板桩围堰为准 ． 钢板桩 围堰 的内支 撑体系共设 Ｅ 建的太澳高速特 大桥 ． 右侧是既有 ３１ 以河道 中６＃ 道 同时在横向支撑 ３４５６７ ，、、、 间加多 １ 道竖 向支撑 ， ２ 使横向支 心仅 １ — ６ 施工作业空 间严重受 置 ７ ， ４ １ｍ． 撑 ３４５６７ 、、、、 连成整体 。 每道 竖向支撑都采用单根 Ｉ ａ的工字 钢 ， ５ ６ 剪 刀撑采用单 根 Ｉ ａ ４ 的工 字钢 ． ０ 内支 撑层 数与 间距 （ １， 表 ）支撑 围檩构
河道围堰设计验算与论证
河道围堰设计验算与论证一、河道围堰稳定性验算本计算书采用瑞典条分法进行分析计算因为围堰顶标高4.5m，故以今年汛期最高水位4m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上面的作用力。
（1）参数信息条分方法：瑞典条分法；围堰背水面水位标高：-1～2m围堰迎水面水位标高：3m围堰顶标高：4.5m（2）荷载参数：由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载。
（3）土层参数：根据《桥梁施工常用数据手册》，P846砂土和粘土的物理性质指标：1）浸水容γb=γ-γw=17.7-9.8=7.9kN/m3；原状土容重γ：1.81*9.8=17.7(kN/m3)；2）浸润线以下内摩擦系数：f b=0.75*tgφ=0.40，砂土内摩擦角为φ=28°；3）浸润线以下粘聚力C b=0.5*C=0.5*2=1kPa；（4）计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，根据《水利水电工程施工组织设计规范》中第2.2.27条规定：当土石围堰为Ⅳ～Ⅴ级时，边坡稳定安全系数K≥1.05，安全系数要满足≥1.05的要求。
按比例绘出土坡的剖面图。
根据4.5H法及36°辅助线发，确定最危险滑动面圆心的位置。
当边坡为1：1时，边坡倾角为45°，β1=28，β2=37。
如图所示：将移动土体划分成竖直土条。
把滑动土体划分成8个土条，从坡脚开始编号，土条参数计算见表:滑裂面（圆弧）长度：∑Ib=81°*3.14*6.7065/180°=9.476m；水动力计算D：水的重力γw=9.8KN/m2浸润线坡度I：渗流的平均水力比降，计算时可近似地假定浸润线为一条高于正常水位0.5米的直线，其坡度即为渗流的平均水力比降，在无试验资料时I值可参考公路路基设计手册194页表2-1-1。
施工围堰时各工况的受力验算
钢板桩围堰材料强度检算书施工围堰时各工况的受力验算： 一、相关参数：水 ： r=1.0 t/m 3粗圆砾土层 ： r=1.8 t/m 3 φ＝32° 内支撑材质Q235： 轴向压力［σ］＝170Mpa弯曲应力［σw ］＝180Mpa 剪应力 ［ t ］＝80Mpa二、土压系数贝壳砂层 ： Ka=232(45)0.3072tg ︒︒-=贝壳砂层 ： Kp=232(45) 3.2552tg ︒︒+=三、检算工况1（挖土深度至第一道支撑下1090.057处）基坑挖至此处时，无支撑情况板桩外侧水平压力：E1.80.307＝39.787 t/mE w1水t/m钢板桩内侧水平压力：E 土2 1.8×××3.255＝280.374 t/mE w2水t/m则：E+ E w1水=39.787+72=111.787 t/m < E土2+ E w2水=280.374+47.854=328.228 t/m 土1对板桩底D点求弯矩：（39.787+72）12＝447.148<（280.374+47.854）9.783=1070.372 因此主动土压小于被动土压，计算通过，安装第一道支撑。
工况2（挖土深度至第二道支撑下1086.988处）基坑挖至此处时，仅第一道支设第一道支撑A处反力为R1 ，则板桩外侧水平压力：1.80.307＝39.787 t/mEE w2水t/m钢板桩内侧水平压力：E 土2 1.8×××3.255＝132.055 t/mE w2水t/m+ E w1水=39.787+72=111.787 t/m < E土2+ E w2水=132.055+22.539=154.594 t/m 则：E土1对板桩底D点弯矩平衡：（39.787+72）12＝（132.055+22.539） 6.714+R1×10.5得，R1=9.635 t/m对第一道支撑A点处求弯矩：（39.787+72）12）＝726.616 t（132.055+22.539）×（10.5 － 6.714）＝1277.256 t因此主动土压小于被动土压，计算通过，安装第二道支撑后，基坑挖土至垫层底。
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河道围堰设计验算与论证
一、河道围堰稳定性验算
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算
因为围堰顶标高4.5m，故以今年汛期最高水位4m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上面的作用力。
（1）参数信息
条分方法：瑞典条分法；
围堰背水面水位标高：-1～2m
围堰迎水面水位标高：3m
围堰顶标高：4.5m
（2）荷载参数：由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载。
（3）土层参数：
根据《桥梁施工常用数据手册》，P846砂土和粘土的物理性质指标：
1）浸水容γb=γ-γw=17.7-9.8=7.9kN/m3；
原状土容重γ：1.81*9.8=17.7(kN/m3)；
2）浸润线以下内摩擦系数：f b=0.75*tgφ=0.40，砂土内摩擦角为φ=28°；
3）浸润线以下粘聚力C b=0.5*C=0.5*2=1kPa；
（4）计算原理:
根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，根据《水利水电工程施工组织设计规范》中第2.2.27条规定：当土石围堰为Ⅳ～Ⅴ级时，边坡稳定安全系数K≥1.05，安全系数要满足≥1.05的要求。
按比例绘出土坡的剖面图。
根据4.5H法及36°辅助线发，确定最危险滑动面圆
心的位置。
当边坡为1：1时，边坡倾角为45°，β
1=28，β
2
=37。
如图所示：
将移动土体划分成竖直土条。
把滑动土体划分成8个土条，从坡脚开始编号，土条参数计算见表:
滑裂面（圆弧）长度：∑I
b
=81°*3.14*6.7065/180°=9.476m；
水动力计算D：
水的重力γ
w
=9.8KN/m2
浸润线坡度I：渗流的平均水力比降，计算时可近似地假定浸润线为一条高于正常水位0.5米的直线，其坡度即为渗流的平均水力比降，在无试验资料时I值可参考公路路基设计手册194页表2-1-1。
取I=0.05。
A：滑动土体在浸润线以下部分的面积；可通过CAD制图求得
D=γ
w
I A=9.8*0.05*19.24=9.4276KN
稳定系数(将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数)：
K=（tgφ∑Wicosα
i +C
b
l
b
）/（∑Wisinα
i
+D）
= (90+1*9.476)/(66+9.4276)
=1.319≥1.05，所以最高水位4米时，边坡是稳定的。
二、河道围堰抗冲刷能力设计
为了保证汛期洪水河道围堰的稳定性，增强围堰的抗冲刷能力，河道围堰的迎水面和背水面分别增加麻袋围堰；并且在榆溪河与刘千河汇水处增加铁丝石笼，减少汇水处的冲刷。
三、河道围堰土体与河床的锚固力设计
为了增加河道围堰土体与河床的锚固力，在河道围堰的迎水面增设两排柳木桩，纵向间距0.5米，横向间距1米，两排木桩前后错开。
三、河道围堰抗渗设计
围堰施工中，边坡的内、外出现水位差，在挡水土堤内形成渗流场，浸润线在下游坡面逸出，这时，在浸润线以下，下游坡内的土体除了受到重力作用外，还受到由于水的渗流而产生的渗透力作用，因而使下游边坡的稳定性降低。
为了提高河道围堰的抗渗能力，在迎水面和背水面的土体与麻袋中间分别敷设抗渗土工布。
榆林市长盛集团路桥工程建设有限公司
2016年3月31日。