堤防工程施工工艺文档格式.docx

1、筑堤土料应该就地取材，便于施工，而且不易受冲刷和产生开裂，同时土料的抗渗性能和密实性能也都比较好。1均质防护堤修筑均质防护堤的土料应具有一定的不透水性和可塑性，粘粒含量适宜，土中有机物和水溶性盐类的含量不超过允许的数值。通常选择渗透系数不大于1X10-4cm/s，粘粒含量为10%25%的壤土。粘粒含量过大，施工比较困难；而粘粒含量过小，则防渗性能差，而且抗剪强度小，也容易产生液化。土的可塑性不仅影响到土料填筑时的碾压效果，而且影响到今后堤身适应变形的能力。对于均质防护堤，一般以塑性指数在7以上的轻壤土和中壤土为最好。土中有机物的含量，按重量计以不超过5%为宜。水溶性盐类的含量，按重量计以不超过

2、3%5%为宜。所谓水溶性盐类，通常是指氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、磷酸钙、磷酸铁和石膏等物质，这些物质易于被水溶滤，溶滤后将增大土的压缩性，降低土的强度。，我国西北地区的黄土，虽然其天然密度小，湿陷性大，但在适当的填筑含水量和压实密度的情况下，仍为修筑均质土堤的良好材料。2斜墙和心墙用作斜墙和心墙的土料，一般要求其渗透系数不大于1X105/s，土料的塑性指数在720之间，粘粒含量在15%30%。塑性指数在1017之间的中壤土和重壤土是填筑斜墙和心墙的较理想的土料。粘粒含量在40%60%，塑性指数在1720的砂质粘土和轻粘土也可使用，但应用非粘性土较好地保护，以免干裂和冰冻。3石料用作排水和

3、护坡的石料，除了应有较高的抗水性和耐风性能力外，还应有足够的强度，软化系数不小于075085，岩石孔隙率不大于3，吸水率不大于08，而且不易受水的溶蚀。石块应具有一定重量，一般应不小于22kN/m3。此外，石料还应具有一定的抗冻性，冻融25次以后的饱和抗压强度应不小于（3949）103kPa。我国黄河大堤所用的土料中，粉质壤土和粉质粘土约占60%，粉质砂壤土和粉土约占40%；长江荆江大堤和淮河里运河东堤的筑堤土料绝大部分是粉质壤土，少数是粉质粘土和粉质砂壤土；淮北大堤的筑堤土料大部分是砂壤土，少数是普通壤土和粘土。堤身一般是单一土料的均质断面，土的干容重为140155kN/m3。在荆江大堤，干

4、容重最大者达1730kN/m3，最小者为123kN/m3。四、防护堤边坡的护坡为了防止风，风浪、冰、雨水、温度变化和河道中水位变化等因素对防护堤边坡的影响，防护堤的迎水坡和背水坡应进行护坡。常用的护坡型式有以下几种：（1）草皮护坡。是在防护堤边坡上铺砌厚度为1015cm的草皮，并用直径为2cm，长约30cm的小木桩将草皮牢固地钉在边坡上。对于防护堤的背水边坡，在暴雨时为了能排除坝坡上的雨水，常用碎石在边坡上铺成方格形，在方格中铺砌草皮或植草。碎石层的宽度约为1530，方格的间距为1520cm，如图5-3所示。（2）植物护坡。在防护堤的迎水坡上，种植能在水中生长的灌木，灌木在边坡上分行种植，每行

5、的间距为2050cm，每行中各株的间距为1020cm。植物护坡不仅能防止风浪对防护堤边坡的冲刷，而且在一定程度上还能起到消能的作用。（3）砖护坡。是在防护堤的边坡上先铺筑一层厚度为1020cm的砾石垫层，然后在垫层上铺砌一层单层砖，如图5-4所示。砖的铺砌可采用平铺，也可以采用侧铺或竖铺，前者用于风浪较小的情况，后者则用于风浪较大的情况。在砖护坡的底部应用木料保护，如图5-4所示。（4）编柳填石护坡。用柳枝编成07mX09m或10ml0m的方格，在方格中填石，其高度一般不超过05m，方格的各边与防护堤的轴线成450角。（5）石笼护坡。用铅丝编成宽2m，长6m，高度为05m左右的铅丝笼，放置在防

6、护堤的边坡上，然后在铅丝笼中填以石块，并将铅丝笼封闭，即成石笼护坡。（6）堆石及砌石护坡。堆石及砌石护坡的厚度决定于河道风浪的情况，通常有下列四种型式：用厚度为05075m的堆石作表层，其下铺设厚度为0203m的碎石或砾石垫层。用厚度为0304m的堆石作表层，其下铺设厚度为02025m的砾石或碎石垫层。用厚度为0405m的双层砌石作表层，其下铺设厚度为02025m的砾石或碎石垫层；用厚度为02035m的单层砌石作表层，其下铺设厚度为015020m的砾石或碎石垫层。对于无粘性土的迎水边坡，在垫层以下应铺设一层厚度为010020m的砂垫层，此时护坡的颗粒组成应按反滤层的要求铺设。对于粘性土的迎水坡

7、，在垫层下也应加一层砂垫层，其厚度决定于当地的冰冻深度。在堆石或砌石护坡的底部，应设深度为0610m的浆砌石或混凝土保护齿墙。（7）混凝土护坡。通常采用宽度为1530m，长度为30m，厚度为015020m，现场浇筑的混凝土板做成，在两块混凝土板的接缝处，设置厚度为0510cra的接缝木板。有时也常采用尺寸为03mX04m，厚度为015020m的六角形预制混凝土板铺设，在混凝土护面的下面，应铺设厚度为015020m的砾石或碎石垫层。若筑堤土料为非粘性土，则在砾石及碎石垫层下还应铺设厚度为012015m的砂垫层。（8）钢筋混凝土护坡。钢筋混凝土护坡可做成钢筋混凝土板护坡，也可以用钢筋混凝土做成宽度

8、为1015m，高度为03m，厚度为015020m的正方形梁格，在梁格中填石块，在石块层的下面铺设厚度为015020m的砾石或碎石垫层。通常钢筋混凝土格的轴线与防护堤的轴线布置成450，在钢筋混凝土格梁内，沿梁高的上下面设置直径为6mm的两层钢筋。五、堤坝及其地基的渗流破坏堤坝及其地基在渗流的作用下，土中的细小颗粒常常会随着渗透水流被带出坝体及其地基，使得土的孔隙变大。由于土的孔隙增大，土中较大的颗粒也能够被渗透水流带走，按照这种情况逐渐发展，堤坝坝体或其地基内就逐渐形成一个管状的渗流通道，称为管涌现象。随着管涌的继续发展，坝体或其地基内就会形成空洞，以致造成坝体或其地基的塌陷或坍滑。在有些情况

9、下，位于坝体及其地基的渗透水流出逸处，在渗透压力作用下，一定范围内的土体会产生移动，这种现象称为流土。无论是发生管涌现象还是流土现象，最终都会导致堤坝的破坏和失事，所以在堤坝的设计中要采取相应的措施避免这种现象的发生。（一）管涌和流土的判别管涌和流土的发生不仅与渗透水流的情况（渗透压力、渗透坡降等）有关，而且也与堤坝坝体及其地基的土的颗粒级配有关，所以对管涌和流土的判别，应从土的颗粒组成和渗流坡降两方面来进行分析。1细颗粒的含量根据一些人的研究认为，管涌和流土的发生与土中细颗粒土料充填粗颗粒土料孔隙的程度有关，细料充填粗料孔隙的程度愈充分、愈密实，则土的渗透性就愈小，因而产生管涌的可能性就愈小

10、，而产生流土的可能性就愈大；反之，若细料充填粗料孔隙的程度愈不充分，则土的渗透性就愈大，此时产生管涌的可能性就愈大，而产生流土的可能性就愈小。2渗透破坏的临界坡降（1）管涌临界坡降当渗流的方向为自下而上时，根据土颗粒在渗流作用下的平衡条件，可得非粘性土中产生管涌的临界坡。（2）流土临界坡降防护堤背水坡坡脚处，在渗透压力作用下地基土产生流土的临界坡。（二）防止渗透破坏的措施由于产生管涌和流土的条件主要是渗流坡降和土的颗粒组成，故防止渗透破坏的措施为：（1）在堤坝内设置防渗体（如粘土斜墙、心墙），在地基内设置防渗墙、截水墙，以降低渗流坡降。（2）在可能发生管涌的地段设置反滤排水，在可能发生流土的地

11、段设置反滤盖重。（三）反滤层设计1反滤层的要求反滤层应满足下列要求：（1）被保护的土粒不得随渗水穿越反滤层；（2）允许随渗水被带走的细小颗粒（一般指粒径d0Imm的颗粒），应能自由通过反滤层，而不致被截留在反滤层内，造成反滤层堵塞；（3）在相邻的两层反滤层之间，颗粒较小一层中的土颗粒不得穿越颗粒较大一层的孔隙；（4）反滤层中各层的颗粒在层内不得产生相互移动；（5）反滤层应始终保持良好的透水性、稳定性和耐久性。（6）反滤层的层数反滤层一般为23层，如被保护土为粘性土，反滤层可采用两层；如被保护土为非粘性土，则反滤层可采用三层。（7）反滤层的层厚反滤层的最小层厚应满足要求。2反滤盖重的厚度为了防止

12、出现流土现象，在渗流出逸处应铺设反滤盖重（图510），所谓反滤盖重，既其构造符合反滤层要求的盖重。（二）重力坝施工工艺标准一、重力坝的类型重力坝是一种依靠本身重力来维持其稳定性的一种坝型，通常可根据坝体的结构、筑坝的材料和泄水条件来进行分类。1按坝体结构重力坝按其坝体结构的不同，可分为实体重力坝和宽缝重力坝两类。（1）实体重力坝：坝体断面是一个实体，如图38（a）所示，因此坝体结构简单，施工方便，是重力坝中最常用的一种坝型。（2）宽缝重力坝：是沿坝的长度方向每隔一定距离在坝体内设置垂直于坝轴线的宽缝，如图3-8（b）所示。由于坝体内设置了直达坝基的宽缝，因此可以降低坝基的扬压力，便于坝体混凝土

13、水化热的发散，与实体重力坝相比可以节约1015的混凝土，但是这种坝的施工比较复杂，模板的用量也比较大。2按筑坝材料按筑坝材料的不同，重力坝可分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝两类。混凝土重力坝的坝体全部是用混凝土建造的，便于机械化施工，所以多用于重要的和较高的坝。浆砌石重力坝的坝体多用水泥砂浆砌石筑成，水泥用量较少，砌石技术易于掌握，可以用人工和简易机械施工，因此这种坝型在中小型水库工程中被广泛采用。3按泄水条件按重力坝顶部是否溢流的条件，重力坝可分为非溢流重力坝图39（a）和溢流重力，坝图39（b）两类。在一座水库i程中，通常将重力坝的一部分（靠堤坝部分）做成非溢流的，而另一部分（河床部分）做成

14、溢流的，此时非溢流部分的坝段称为挡水坝段，溢流部分的坝段称为溢流坝段。二、重力坝的构造（一）重力坝的分缝为了避免重力坝在运用过程中由于温度变化和坝基不均匀沉陷等原因导致坝体产生裂缝，应在重力坝沿坝的长度方向（坝轴方向）设置横缝，将坝体分为若干个坝段，横缝垂直于坝轴线，其间距一般为1220m。横缝的宽度应使相邻坝段在最大气温变幅下能自由变形，通常当坝段长度不超过20m时，横缝的宽度为Ion左右，施工时为了保证缝的宽度，应涂抹12层软沥青或沥青玛碲脂。为了防止横缝漏水，缝中应设置专门的止水，图3-30所示为常用的几种止水形式。其中止水片有金属止水片、橡胶止水片和塑料止水片，金属止水片常采用1016

15、mm的紫铜片，止水片的两端埋人混凝土中的长度一般为2025cm，第一道止水片距上游坝面的距离约为052Om。沥青井通常做成方形或圆形，沥青井内充填的填料常采用号或号石油沥青、水泥和石棉粉的混合物。1钢筋混凝土塞；2口沥青油毡；3口止水片；4一沥青井；5一加热电极；6预制块；7排水井；8坝体（二）坝体排水为了排除坝体渗水，减小渗水对坝体的有害影响，在重力坝坝体内靠近上游坝面的地方应设置排水管，将坝体渗水由排水管排人廊道，再由廊道排出坝外。（三）坝体廊道系统为了进行灌浆、排水、观测、检查和交通的需要，重力坝坝体内应设置廊道，这些廊道互相连通，形成廊道系统。重力坝坝体内的廊道可分为基础灌浆廊道和坝体

16、排水检查廊道两类。基础灌浆廊道位于坝基面以上靠近上游坝面处，主要用于坝基防渗帷幕的灌浆和坝基排水。基础廊道距上游坝面的距离一般为005013倍的上游水头，且不小于45m。基础廊道的宽度一般为2530m，高度为3545m。排水检查廊道主要用于坝体排水、检查和观测，其宽度一般为1525m，高度为22一3.5m，距上游坝面的距离应不小于005007倍水头，且不小于30m。重力坝坝体内的廊道通常沿坝高每隔1520m设置一层，各层廊道在两岸处应设置出口，而且相互间用竖直井（电梯井）连通。（四）坝基防渗与排水1坝基防渗帷幕为了防止坝基渗透，通常通过基础廊道在坝基内钻孔和灌浆，形成防渗帷幕。防渗帷幕应伸人坝

17、基内相对不透水层35m，不同坝高情况下相对不透水层的单位吸水量值应符合要求。通常帷幕的深度约为坝高的0307倍。防渗帷幕灌浆孔的排数，对于高坝可采用两排，中低坝可采用一排，排距和孔距应根据坝高和工程地质、水文地质情况决定，通常孔距为1540m。灌浆压力，在帷幕表层段一般不小于1015倍坝前静水头，孔底段应不小于23倍坝前静水头。2坝基排水为了降低坝基的渗透压力，在坝基防渗帷幕的下游侧，应设置坝基排水孔幕。坝基排水孔幕一般设置一排主排水孔，对于高坝还可设置23排辅助排水孔，中坝可设置12排辅助排水孔。主排水孔与防渗帷幕灌浆孔的距离不宜小于2m，孔距一般为23m，主排水孔深度通常为防渗帷幕深度的0

18、406倍，对于高中坝不应小于lorn。辅助排水孔的孔距一般为35m，孔深一般为612m。排水孔的孔径不宜小于1l0mm。（三）土石坝施工工艺标准一、土石坝的种类根据施工方法的不同，土石坝可以分为：碾压式土石坝、水力冲填坝、水中倒土坝、水堕坝、定向爆破筑坝等几种，其中应用最广的是碾压式土石坝。根据坝体防渗方式及土料配置的不同，土石坝又可分为：（1）均质土坝。坝体基本上由同一种土料填筑，如图3-33（a）所示。（2）塑性心墙坝。坝体两侧用透水性较好的砂或砂砾填筑，中间防渗体则用透水性较小的粘性土填筑，如图3-33（b）所示。（3）塑性斜墙坝。坝体的上游侧用透水性较小的粘性土填筑，做成防渗体，其他部

19、分则用透水性较好的砂或砂砾填筑，如图3-33（c）所示。（4）多种土质坝。坝体由几种土料分区填筑，土料的配置一般是透水性由上游部位向下游部位逐渐增大，如图3-33（d）、（e）所示。（5）土石混合坝。坝体的一部分用土料填筑，另一部分用堆石填筑，通常当土料布置在坝体的上游部位时，则堆石布置在坝体的下游部位；如土料布置在坝体的中央，则堆石布置在坝体的上下游两侧，如图3-33（f）、（g）所示。土石坝的防渗体心墙和斜墙可采用粘性土填筑也可采用沥青混凝土或钢筋混凝土建造，前者称为塑性心墙和斜墙，后者称为刚性心墙和斜墙。（a）均质土坝；（b）心墙坝；（c）斜墙坝；（d）、（e）多种土质坝；（f）、（g）

20、土石混合坝二、土石坝的基本剖面及尺寸土石坝的基本剖面是一个梯形，上下游坝面做成斜坡形，根据坝高的不同，可以是一级斜坡，也可以是多级斜坡（台阶形）。（一）坝顶高程土石坝的坝顶应高出水库水面以上，并考虑到风浪的影响，通常坝顶在水库静水位以上的超高d可按下式估算：d=e+hB+A式中d坝顶在水库静水位以上的超高（m）；当土石坝的坝顶设置防浪墙时，按上述方法确定的d值，是指防浪墙墙顶在水库静水位以上的超高，此时在正常（设计）情况下坝顶最少应高出水库静水位以上05m，在非常（校核）情况下坝顶也不得低于水库静水位。按上述方法确定的坝顶高程，是指坝体建好后，沉降已经稳定时的坝顶高程，因此设计的坝顶高程应该在

21、上述高程上再加上估算的坝体沉降值。土石坝的沉降量通常采用经验公式来估算，根据国内外约100座土石坝的近200个实测资料的统计分析，得到土石坝运用期的最终沉降计算公式如下：（二）坝顶宽度土石坝坝顶的宽度决定于坝的构造、交通要求、施工条件和水库在汛期的防汛抢险的需要，如果坝顶为交通道路，则坝顶宽度应满足公路路面宽度的要求。（三）坝坡土石坝的上、下游坝坡通常设计成直线形或折线形，前者用于高度较低的土石坝，后者用于高度较大的土石坝。坝坡坡率的大小与坝高、土料的性质和边坡的工作条件有关。根据坝坡稳定性的要求，对于较高的土石坝，或者是土料的抗剪强度较低的土石坝，坝坡的坡率应大一些；而对于高，庹较低，或土料

22、的抗剪强度较高的坝，坝坡坡率则可略小一些。处于水下的坝坡，其坡率应稍大；而位于水上的坝坡，则其坡率可略小。对于较高的土石坝，其上、下游坝坡可以从坝顶到坝底分为几段，各段采用不同的坡率值。通常沿坝坡每隔815m分为一段，各段的坡率值从坝顶到坝底逐段增大，形成折线形，但是考虑到施工和检修方便，同时也考虑到坝坡排水（雨水）和稳定性的需要，在坝坡上不同坡率的交接点处，设置宽度为1530m的平台，称为马道，也称为戗台或戗道。在拟定土石坝的上下游边坡时，通常是根据坝体土料的物理力学性质，坝的高度，以及，坝坡的工作条件等因素，参考已建成的，坝高、坝型和土料性质基本相近的土石坝，初步拟定边坡的坡率值，然后再通

23、过稳定分析对坝坡作适当修改。（四）堤坝防护施工工艺标准1用护坡和护底形式的护岸工程来保护堤坝护坡和护底是用能抵抗水流冲刷的材料覆盖在受到冲刷的堤坝上，防止水流对堤坝的直接冲刷。护坡和护底的种类很多，通常在堤坝的水上部分可采用干砌块石或浆砌块石，在河岸的水下部分则采用抛石、沉排、沉柳石枕或石笼等进行保护。沉排又名柴排，用上下两层梢枕作成网格，其间填以捆扎成方形或矩形的梢料（多采用桔料或苇料），上面再压石块的排状物，其厚度根据需要而定，约为04510m，长度一般为4050m，宽度约为830m。图76所示为沉排护岸。柳石枕是在梢料内裹以石块，捆扎成直径为0810m的柱状物体，长度可根据需要而定，是一

24、种常用的护岸和护底的基本构件。石笼是用梢料、木条、竹条或铅丝编成的笼子，内填以石块做成的护坡和护底材料，石笼常做成矩形和圆柱形两种2用护岸建筑物来保护堤坝用高于洪水位的下挑丁坝来保护堤坝，在水流湍急，冲刷严重的地方，通常采用不透水的永久性丁坝；在水流较缓，冲刷不十分严重的地方，则常采用透水丁坝。丁坝的长度视需要而定，如果仅仅为了保护堤坝，不需要将水流挑开时，丁坝可短一些，否则丁坝则需要略长一些。在保护堤坝不受冲刷的情况下，往往需要连续使用若干个丁坝，丁坝与丁坝之间的距离一般约为坝身长度的15倍。3用植柳、沉树等方法保护堤坝这种方法主要是通过减缓流速，使泥沙淤积的办法来保护岸滩，防止冲刷，这在多

25、沙河流上效果是比较明显的，但在水流较急的地方，则只能作为一种辅助性的护岸措施。4用其他方法来保护堤坝（1）在受冲刷的堤坝的对岸河漫滩上或边滩上开拓新的引河，或者是疏浚原有叉道，将主流引走，以防止冲刷。（2）用导流屏或挖泥船将逼近受冲堤坝的江心滩或边滩挖除一部分，以减小水流的弯曲程度，并且增大水流的过水断面，以减轻水流的冲刷程度。导流屏是一组飘浮在水上或沉没在水底的一种导流建筑物，如图78所示，其作用是在水中引起人工环流，利用水流本身的力量来控制泥沙运动的方向和河床冲淤的变化。一组飘浮在水上的导流屏，其作用是使河道内的表面清水流向河中央，而河底含沙较多的浑水流向两侧，起到疏浚河槽的作用。一组沉没

26、在水中的导流屏，其作用是使河底挟沙较多的浑水流向河道中央，而河道表面的清水则流向两侧，以使桥墩前形成淤积，避免冲刷，以保护桥墩的安全。护岸建筑物在布置上的一般原则如下：（1）护岸工程应按河道整治线布置，布置的长度应大于受冲刷或要保护的堤坝长度。（2）在弯曲河道的凹岸，一般都应用护坡建筑物加以保护。（3）护岸建筑物的布置应根据不同水位时水流冲刷的情况区别对待，对于冲刷严重的河段，应采用坚固耐冲的护岸建筑物。（4）在河道宽阔，水流横向摆动大，水势变化剧烈的游荡性河段上，应将丁坝和护坡护底结合使用，而以较长的丁坝为主起挑流作用，较短的丁坝为辅，护坡和护底则建在丁坝与丁坝之间，以免坝的根部受到冲刷。在河道狭窄，水流横向摆动不大的河段上或堤的布置线路凸出的游荡性河段上，则应以短丁坝为主，护坡护底建筑物为辅；而在水流变化不剧烈的河段上，则以护坡护底为主，以短丁坝为辅，甚至仅采用护坡和护底。丁坝是一种坝形的建筑物，它的一端与堤坝相连接，另一端则伸向河槽，其方向可以与水流正交或斜交，在平面上与堤坝形成丁字形，故称为丁坝。丁坝由坝头、坝身和坝根三部分所组成。丁坝的种类很多，按刁坝坝轴与水流方向交角的不同，丁坝可分为上挑丁坝、垂直丁坝和下挑丁坝三种，按丁坝坝身形式的不同，丁坝可分为一般挑水坝、人字坝、月牙坝、雁翅坝、磨盘坝等几