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1、1草土围堰施工方案草土围堰施工方案3.1.1.3.1.1. 平面布置平面布置草土围堰的平面布置见图 3-1。围堰占用水域 5757m。3.1.2.3.1.2. 横断面横断面堰体横断面见图 3-1。. 堰顶高程按常水位季节的高水位 101.5m 加高 0.7m，即堰顶高程定为 102.2m。. 堰体断面顶宽为 9m，施工时近似按矩形截面施工，其边坡由围堰土自重压缩和被水冲刷后形成，约 1:0.21:0.4。. 稳定性验算草土围堰受到的水平力为外侧水压力 P水、外侧土压力 P卵石，受到的竖向力为自重 G0、外侧卵石对堰体的竖向压力 G卵石、基底水的渗透压力 U，见图 3-2。图图 3-23-2 草
2、土围堰受力示意草土围堰受力示意( (尺寸单位尺寸单位: :米米) )计算工况：草土围堰高 H=4m，水头高 H水=4m，草土围堰的容重 草土=12KN/m3，水的容重 水=10KN/ m3，卵石的容重 卵石=19KN/m3，卵石的浮容重 卵石=11KN/m3，取卵石的内摩擦角 =300，则主动土压力系数 Ka=tg2（45-30/2）=0.33，草土体基底与地基的摩擦系数 f=0.4。外侧水压力:P水=1/2H水 2水=80KN/m2外侧土压力:P卵石=1/2(H-H水)2卵石Ka+(H-H水)H水卵石Ka+1/2H水2卵石Ka=29.3KN/m堰体重量:G0=1/2(9+11)4草土=480
3、KN/m外侧土对堰体的竖向压力：G卵石=1/2(11-9)/24) 卵石=38KN/m渗透压力:U=1/2H水9水=220KN /m抗滑稳定系数：K1=f(G0+G卵石-U)/(P水+P卵石)=1.231.2满足要求。抗倾覆稳定系数：K2=(G05.5+ G卵石6)/(U112/3+P水41/3+ P卵石41/3)=1.631.5满足要求。3.1.3.3.1.3. 堰体材料堰体材料. 土料黄土、粉土、壤土、粘壤土等均可用作草土围堰的填筑材料，土料的天然干重度不得小于 1.4，含水量以 1317%为宜。土料应含有一定量的 10cm 以下的粗颗粒，土料入水后 10min 左右被完全浸润并崩解对施工
4、较为有利。若粉粒过多，土料入水后立即崩解为稀泥状，不利于堰体成型。每立方草土围堰用土量约为0.650.75m3。. 草料草杆采用新鲜稻草，长度不得小于 0.5m。草捆直径一般为 4550cm，长度为110120cm，重量约为 10kg。草捆必须扎紧，要求用草绳绑扎三道，草捆外形示意见图 3-3。每立方草土围堰用草量约为 6585kg。3图图 3-33-3 草捆外形示意图草捆外形示意图3.1.4.3.1.4. 堰体填筑工艺堰体填筑工艺. 草捆铺设开挖堰体基槽后，沿堰体的长度方向摆设一层草捆。每排草捆采用草绳联系成一个整体，并且两排相邻草捆之间按草捆长度的 1/3 进行搭接。. 铺散草在捆草的表面
5、均匀铺设一层 30cm 厚的散草。堰体两侧沿边缘铺设一层与堰体轴线垂直的草杆，其它部位可任意散铺。. 铺土散草铺完后，即在上面铺土，厚度为 2535cm。铺土时，除堰体两边留出20cm 宽的草边不盖土外，其余部位需要将散草均匀覆盖。重复以上三道工序，直至填筑到要求的高程。. 碾压草土围堰水下填筑施工过程中，对铺土可不必进行夯实或碾压，当水下填筑部分全部完成后，要求对全堰面压实，使干密度达到 1.5g/m3以上。3.1.5.3.1.5. 草土围堰施工顺序草土围堰施工顺序草土围堰施工顺序见图 3-4。3.1.6.3.1.6. 其它施工要点其它施工要点. 设置子堰围堰内的汇水面积较大，并且岩溶发育，
6、通过设置子堰来增加基坑的排水能力。. 堰体底部防渗在堰体底部铺设一层塑料薄膜，使堰体与河床透水层隔离，可防止堰体底面被冲刷破坏。4. 裂缝处理施工中堰体表面出现裂缝时，可根据大小选择处理方法。当出现裂缝宽度小于5cm 时，应及时碾压处理。当出现大于 5cm 的裂缝时，应进行局部加草土补强压实。. 施工监测为防止围堰因变形过大而破坏，应进行施工监测。通过二种方法进行监测，一为通过目测对围堰的开裂、冲刷、明显沉降或位移等进行观察，一为通过在堰体的中央、角点或经过处理的破坏位置设置沉降位移观测点，通过测量仪器观测其沉降、变形情况及其发展趋势。. 施工排水在子堰内、子堰与主堰之间均设置一定数量的排水沟
7、和抽水坑，现场视需要及时采用足够数量的潜水泵进行排水。3.2.3.2. 就地拌制混凝土围堰施工方案就地拌制混凝土围堰施工方案3.2.1.3.2.1. 围堰布置围堰布置由于 7#墩处基岩面以上覆盖层均为卵石，拟采用原地挖槽，原地倒入水泥，采用挖掘机就地水下搅拌的方式，沿承台四周构筑围堰堰体。围堰布置见图 3-5。. 平面布置围堰平面占用水域 33.633.6m。. 堰顶高程按常水位季节的高水位 101.5m 加高 0.7m，即堰顶高程定为 102.2m。. 堰体断面堰体高度为 4m 时，考虑围堰渡洪时结构受力的需要，宽度设置为 3.7m，如受基岩面高程的限制，以顶面高程 102.2m 为基准，需
8、要调整堰体高度时，围堰宽度也需相应调整。. 受力验算. 堰体稳定性验算5就地拌制混凝土围堰受到的水平力为外侧水压力 P水、外侧土压力 P卵石，受到的竖向力为自重 G0、基底水的渗透压力 U，见图 3-6。图图 3-63-6 就地拌制混凝土围堰受力示意就地拌制混凝土围堰受力示意( (尺寸单位尺寸单位: :米米) )计算工况：围堰高 H=4m，水头高 H水=4m，围堰外侧卵石的高度与围堰顶齐平，就地拌制混凝土堰体的容重 砼=23KN/m3，水的容重 水=10KN/ m3，卵石的容重 卵石=19KN/m3，卵石的浮容重 卵石=11KN/m3，取卵石的内摩擦角 =300，则主动土压力系数 Ka=tg2
9、（45-30/2）=0.33，堰体基底与地基的摩擦系数 f=0.5。外侧水压力:P水=1/2H水 2水=80KN/m外侧土压力:P卵石=1/2(H-H水)2卵石Ka+(H-H水)H水卵石Ka+1/2H水2卵石Ka=29.3KN/m堰体重量:G0=3.74砼=340.4KN/m渗透压力:U=1/2H水3.7水=74KN /m抗滑稳定系数：K1=f(G0 -U)/(P水+P卵石)=1.221.2满足要求。6抗倾覆稳定系数：K2=(G02)/(U3.72/3+P水41/3+ P卵石41/3)=2.071.5满足要求。. 地基稳定性验算根据图 3-6，作用于基底的合力的偏心距 e 为：e = 3.7/
10、2-(3.7/2G0-P水41/3-P卵石41/3-U3.72/3)/(G0-U)=0.723.7/6=0.62基底出现拉应力，一般不考虑地基能承受此拉力，则基底应力重分布，假定全部荷载由受压部分承担及基底压应力仍按三角形分布。图图 3-73-7 地基应力示意图地基应力示意图( (尺寸单位尺寸单位: :米米) )由图 3-7，地基压应力的合力 N= G0U,堰体基底最大压应力为：max=2(G0U)/(3(1/23.7-e)=156.9Kpa1.2,边坡稳定，但安全储备十分有限，当卵石层较厚时，堰内能继续放坡开挖的深度非常有限。3.2.2.3.2.2. 主要施工措施主要施工措施. 测量放样桩基
11、施工完成后，清除场地，按照设计图将围堰堰体的平面位置放出。. 混凝土的拌制方法采用 PO325 水泥、堰体处现有的卵石拌制堰体混凝土。采用挖掘机，就地挖槽水下拌制堰体混凝土。混凝土的配合比现场通过试验确定，现暂定水泥掺量 350kg/m3。. 堰体施工开始开挖基槽时，先采用挖掘机试探基岩面的深度，然后根据基岩面的深度确定该部位的堰体深度和宽度。按照能搅拌均匀的要求先将挖深基槽，基槽底部预留 7080cm 厚的卵石，倒入水泥，采用挖机搅拌；底层拌匀后，回填一层厚度 7080cm 的卵石，再倒入水泥，再采用挖掘进行搅拌均匀；重复此工作，直至该部位全断面搅拌均匀。. 基坑开挖堰体全部施工完成，并达到
12、强度后，按设计图的要求进行基坑开挖。基坑内的覆盖层和软弱岩层，采用挖掘机开挖。为防止对桩基产生损伤，影响工程质量，以及为防止剧烈爆破影响周边堰体的安全，拟对基坑内坚硬岩层采用无声爆破方案施工。. 基坑内排水围堰内设置一定数量的排水沟和抽水坑，现场视需要及时采用足够数量的潜水泵进行排水。3.3.3.3. 方案比较方案比较以下通过列表 3-2，从水域占用、防洪性能、地基沉降要求、安全性、施工周9期等五个方面对两个方案进行比较。表表 3-23-2 施工方案对照表施工方案对照表方案对比内容草土围堰就地拌制混凝土围堰备注水域占用3249 m21129 m2防洪性能弱强草土围堰顶面不能过水地基沉降要求低高沉降过大时，混凝土围堰易开裂破坏安全性强弱草土围堰为成熟的施工工艺，混凝土围堰在此种工况下使用较少见施工周期30 天20 天堰体成型的周期3.4.3.4. 方案选择方案选择从上述比较可以看出，两个方案各有优劣。从方案的成熟性和对地基的沉降要求来看，选择草土围堰更为合适。但是，目前已经接近雨季，草土围堰占用的水域更大，对贺江行洪非常不利，并且围堰顶部不能过水，所以该方案必须在雨季过后方可采用。因此，为节约施工工期，可尝试采用就地拌制混凝土围堰方案施工。
