1、草土圍堰施工方案3.1.1. 平面布置草土圍堰的平面布置見圖3-1。圍堰占用水域57×57m。3.1.2. 橫斷面堰體橫斷面見圖3-1。. 堰頂高程按常水位季節的高水位101.5m加高0.7m，即堰頂高程定為102.2m。. 堰體斷面頂寬為9m，施工時近似按矩形截面施工，其邊坡由圍堰土自重壓縮和被水沖刷后形成，約1:0.21:0.4。. 穩定性驗算草土圍堰受到的水平力為外側水壓力P水、外側土壓力P卵石，受到的豎向力為自重G0、外側卵石對堰體的豎向壓力G卵石、基底水的滲透壓力U，見圖3-2。圖3-2 草土圍堰受力示意(尺寸單位:米)計算工況：草土圍堰高H=4m，水頭高H水=4m，草土圍

2、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，取卵石的內摩擦角=300，則主動土壓力系數Ka=tg2（45-30/2）=0.33，草土體基底與地基的摩擦系數f=0.4。外側水壓力:P水=1/2H水 2水=80KN/m外側土壓力: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堰體重量:G0=1/2(9+11)×4×草土=480KN/m外側土對堰體的豎向壓力：G卵石=1/2×(11-9)/2×4) 卵石=38KN/m滲透壓力

3、:U=1/2×H水×9×水=220KN /m抗滑穩定系數：K1=f(G0+G卵石-U)/(P水+P卵石)=1.23>1.2滿足要求。抗傾覆穩定系數：K2=(G0×5.5+ G卵石×6)/(U×11×2/3+P水×4×1/3+ P卵石×4×1/3)=1.63>1.5滿足要求。3.1.3. 堰體材料. 土料黃土、粉土、壤土、粘壤土等均可用作草土圍堰的填筑材料，土料的天然干重度不得小于1.4，含水量以1317%為宜。土料應含有一定量的10cm以下的粗顆粒，土料入水后10min左右

4、被完全浸潤并崩解對施工較為有利。若粉粒過多，土料入水后立即崩解為稀泥狀，不利于堰體成型。每立方草土圍堰用土量約為0.650.75m3。. 草料草桿采用新鮮稻草，長度不得小于0.5m。草捆直徑一般為4550cm，長度為110120cm，重量約為10kg。草捆必須扎緊，要求用草繩綁扎三道，草捆外形示意見圖3-3。每立方草土圍堰用草量約為6585kg。圖3-3 草捆外形示意圖3.1.4. 堰體填筑工藝. 草捆鋪設開挖堰體基槽后，沿堰體的長度方向擺設一層草捆。每排草捆采用草繩聯系成一個整體，并且兩排相鄰草捆之間按草捆長度的1/3進行搭接。. 鋪散草在捆草的表面均勻鋪設一層30cm厚的散草。堰體兩側沿邊

5、緣鋪設一層與堰體軸線垂直的草桿，其它部位可任意散鋪。. 鋪土散草鋪完后，即在上面鋪土，厚度為2535cm。鋪土時，除堰體兩邊留出20cm寬的草邊不蓋土外，其余部位需要將散草均勻覆蓋。重復以上三道工序，直至填筑到要求的高程。. 碾壓草土圍堰水下填筑施工過程中，對鋪土可不必進行夯實或碾壓，當水下填筑部分全部完成后，要求對全堰面壓實，使干密度達到1.5g/m3以上。. 草土圍堰施工順序草土圍堰施工順序見圖3-4。. 其它施工要點. 設置子堰圍堰內的匯水面積較大，并且巖溶發育，通過設置子堰來增加基坑的排水能力。. 堰體底部防滲在堰體底部鋪設一層塑料薄膜，使堰體與河床透水層隔離，可防止堰體底面被沖刷破壞

6、。. 裂縫處理施工中堰體表面出現裂縫時，可根據大小選擇處理方法。當出現裂縫寬度小于5cm時，應及時碾壓處理。當出現大于5cm的裂縫時，應進行局部加草土補強壓實。. 施工監測為防止圍堰因變形過大而破壞，應進行施工監測。通過二種方法進行監測，一為通過目測對圍堰的開裂、沖刷、明顯沉降或位移等進行觀察，一為通過在堰體的中央、角點或經過處理的破壞位置設置沉降位移觀測點，通過測量儀器觀測其沉降、變形情況及其發展趨勢。. 施工排水在子堰內、子堰與主堰之間均設置一定數量的排水溝和抽水坑，現場視需要及時采用足夠數量的潛水泵進行排水。3.2. 就地拌制混凝土圍堰施工方案. 圍堰布置由于7#墩處基巖面以上覆蓋層均為

7、卵石，擬采用原地挖槽，原地倒入水泥，采用挖掘機就地水下攪拌的方式，沿承臺四周構筑圍堰堰體。圍堰布置見圖3-5。. 平面布置圍堰平面占用水域33.6×33.6m。. 堰頂高程按常水位季節的高水位101.5m加高0.7m，即堰頂高程定為102.2m。. 堰體斷面堰體高度為4m時，考慮圍堰渡洪時結構受力的需要，寬度設置為3.7m，如受基巖面高程的限制，以頂面高程102.2m為基準，需要調整堰體高度時，圍堰寬度也需相應調整。. 受力驗算. 堰體穩定性驗算就地拌制混凝土圍堰受到的水平力為外側水壓力P水、外側土壓力P卵石，受到的豎向力為自重G0、基底水的滲透壓力U，見圖3-6。圖3-6 就地拌制

8、混凝土圍堰受力示意(尺寸單位:米)計算工況：圍堰高H=4m，水頭高H水=4m，圍堰外側卵石的高度與圍堰頂齊平，就地拌制混凝土堰體的容重砼=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，取卵石的內摩擦角=300，則主動土壓力系數Ka=tg2（45-30/2）=0.33，堰體基底與地基的摩擦系數f=0.5。外側水壓力:P水=1/2H水 2水=80KN/m外側土壓力: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堰體重量:G0=3.7×4×砼=340.4KN/

9、m滲透壓力:U=1/2×H水×3.7×水=74KN /m抗滑穩定系數：K1=f(G0 -U)/(P水+P卵石)=1.22>1.2滿足要求。抗傾覆穩定系數：K2=(G0×2)/(U×3.7×2/3+P水×4×1/3+ P卵石×4×1/3)=2.07>1.5滿足要求。. 地基穩定性驗算根據圖3-6，作用于基底的合力的偏心距e為：e = 3.7/2-(3.7/2×G0-P水×4×1/3-P卵石×4×1/3-U×3.7×2

10、/3)/(G0-U)=0.72>3.7/6=0.62基底出現拉應力，一般不考慮地基能承受此拉力，則基底應力重分布，假定全部荷載由受壓部分承擔及基底壓應力仍按三角形分布。圖3-7 地基應力示意圖(尺寸單位:米)由圖3-7，地基壓應力的合力N= G0U,堰體基底最大壓應力為：max=2(G0U)/(3×(1/2×3.7-e)=156.9Kpa<=300Kpa滿足要求。. 基坑內邊坡穩定性驗算為達到最大開挖深度的目的，需要在基坑內繼續開挖。當開挖處為巖層時，可直立向下開挖，當開挖處卵石層較厚時，必須驗算邊坡的穩定性。計算工況：卵石層較厚的部位，堰體高H=4m，水頭高H

11、水=4m，圍堰外側卵石的高度與圍堰頂齊平，開挖至基底高程時，繼續向下放坡開挖，挖深1m。采用瑞典圓弧法驗算邊坡穩定，將堰體的基底壓力換算成卵石高度hmax=max /19=8.2m，并對可能的滑動土體進行條分，見圖3-8。坡高1m，邊坡坡率為1:3.5。圖3-8 條分法示意圖(尺寸單位:米)采用4.5H法畫出最危險滑動圓弧圓形位置的輔助線，在輔助線上定出圓心o2，作通過坡腳的圓弧，把邊坡分為10個土條，檢算其穩定性,結果見表3-1,k2=1.21。表3-1 堰內邊坡穩定系數計算表編號容重(KN/m3)面積(m2)土條重量Qi（KN）i切向力Ti=Qisini法向力Ni=Qicositg摩阻力N

12、itg穩定系數K21190.295.51-56-4.63.10.57741.81.212190.7714.63-39-9.211.40.5776.63191.0820.52-26-9.018.40.57710.64191.2924.51-14-5.923.80.57713.75191.4427.36-3-1.427.30.57715.86191.5228.8884.028.60.57716.57191.4928.31199.226.80.57715.48191.3425.463113.121.80.57712.69192.3244.084631.730.60.57717.710194.3983

13、.416977.929.90.57717.2合計105.8127.9在輔助線上另找二個圓心o1、o3，同法算得k1=1.29，k3=1.22，對比k1、k2、k3，得到最小穩定系數kmin=k2=1.21>1.2,邊坡穩定，但安全儲備十分有限，當卵石層較厚時，堰內能繼續放坡開挖的深度非常有限。. 主要施工措施. 測量放樣樁基施工完成后，清除場地，按照設計圖將圍堰堰體的平面位置放出。. 混凝土的拌制方法采用PO325水泥、堰體處現有的卵石拌制堰體混凝土。采用挖掘機，就地挖槽水下拌制堰體混凝土。混凝土的配合比現場通過試驗確定，現暫定水泥摻量350kg/m3。. 堰體施工開始開挖基槽時，先采用

14、挖掘機試探基巖面的深度，然后根據基巖面的深度確定該部位的堰體深度和寬度。按照能攪拌均勻的要求先將挖深基槽，基槽底部預留7080cm厚的卵石，倒入水泥，采用挖機攪拌；底層拌勻后，回填一層厚度7080cm的卵石，再倒入水泥，再采用挖掘進行攪拌均勻；重復此工作，直至該部位全斷面攪拌均勻。. 基坑開挖堰體全部施工完成，并達到強度后，按設計圖的要求進行基坑開挖。基坑內的覆蓋層和軟弱巖層，采用挖掘機開挖。為防止對樁基產生損傷，影響工程質量，以及為防止劇烈爆破影響周邊堰體的安全，擬對基坑內堅硬巖層采用無聲爆破方案施工。. 基坑內排水圍堰內設置一定數量的排水溝和抽水坑，現場視需要及時采用足夠數量的潛水泵進行排水。3.3. 方案比較以下通過列表3-2，從水域占用、防洪性能、地基沉降要求、安全性、施工周期等五個方面對兩個方案進行比較。表3-2 施工方案對照表 方案對比內容草土圍堰就地拌制混凝土圍堰備注水域占用3249 m21129 m2防洪性能弱強草土圍堰頂面不能