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2025环球网校一级建造师《水利水电工程管理与实务》考点精讲-第17讲
【课前学习建议】
此讲主要学习内容涉及围堰的类型、设计、布置、材料选择、稳定和堰顶高程学习重点包括土石
围堰的防渗结构形式(识图)、土石围堰填筑材料渗透系数、土石围堰边坡稳定安全系数,重点掌握
堰顶高程的计算和不过水围堰的安全加高值。土石围堰填筑材料渗透系数与筑坝用土石料的渗透系数
有相同,可以对比学习。堰顶高程的计算是本讲最为重要的内容,简单来说就是相应水位+波浪爬高+
安全加高值,其中安全加高值的表格是最小值,实际操作中加高值可能大于表中数值。
2.2 导流建筑物及基坑排水
考点:围堰类型、布置与设计【重要】
【考频分析】2022、2021、2019、2018等年选择/案例
一、围堰类型
分类标准 分类名称
材料 土石围堰、混凝土围堰、钢板桩围堰、草土围堰、袋装土围堰
与水流方向的相对位置 横向围堰、纵向围堰
导流期间基坑淹没条件 过水围堰(满足堰顶过水要求)、不过水围堰
1.土石围堰 8
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1
土石围堰能充分利用当地材料,4 9对地基适应性强,施工工艺简单,应优先采用。可与截流戗堤结
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信
合,可利用开挖弃渣,并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工,是我国应用最广泛
微
系
的围堰类型。 联
题
押
准
精
土石围堰的防渗结构形式有:(22年案例、15年选择)
①斜墙式;②斜墙带水平铺盖式;③垂直防渗墙式;④灌浆帷幕式。
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唯
2.混凝土围堰
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混凝土围堰结构形式有重力式(如图)、拱形等形式。
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信
微
系
联
题
混凝土围堰宜优先选押用重力式碾压混凝土结构,宜建在岩石地基上。河谷狭窄且地质条件良好的
准
精
堰址可采用混凝土拱围堰。
分段围堰法导流施工 中,用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水,而且可与永久建筑物相结合作
为坝体或闸室体的一部分。
3.钢板桩格形围堰
钢板桩格形围堰是由一系列彼 此相连的格体形成外壳,然后在内填以土料或砂料构成。钢板桩格
形围堰按挡水高度不同,其平面形式有圆筒形格体、扇形格体、花瓣形格体,应用较多的是圆筒形格体。
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装配式钢板桩格形围堰适用于在岩石地基或混凝土基座上建造,其最大挡水水头不宜大于 30m;
打入式钢板桩围堰适用于细砂砾石层地基,其最大挡水水头不宜大于20m。
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【例题·案例节选】【2022】
某大(2)型节制闸工程共26孔,每孔净宽10m。施工采用分期导流,导流围堰为斜墙带铺盖式
土石结构,断面型式示意图如图1。
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微
系
【问题】根据背景资料联,判定本工程导流围堰的建筑物级别,并指出图1中A、B、C、D所代表
题
的构造名称。 押
准
【参考答案】 精
(1)围堰的建筑物 级别:4级。
(2)A表示铺盖;B表 示(黏土)斜墙;C表示反滤层;D表示护面。
二、围堰的平面布置
分期围堰法导流时,上、下游 横向围堰一般不与河床中心线垂直。其平面布置通常为梯形,既有
利于水流顺畅,也便于道路交通的布 置和衔接。采用全段围堰导流时,围堰尽量与河床中心线垂直。
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一
唯
三、土石围堰填筑材料(22年案例)(21年选择)
均质土围堰 ≤1×10-4cm/s
渗透系数 防渗体≤1×10-5cm/s
斜墙/心墙土石围堰
堰壳>1×10-3cm/s,可采用天然砂卵石或石渣
软化系数 宜>0.7的石料《水利水电工程围堰设计规范》
级配要求 反滤料和过渡层优先选用满足级配要求的天然砂砾石料
【课中知识拓展】
10-3>10-4>10-5,渗透系数越大,透水性越好。
【例题·案例节选】【2022】
某水利工程水库总库容0.64×108m³,大坝为碾压混凝土坝,最大坝高58m。在右岸布置一条导流
隧洞,采用土石围堰一次拦断河床的导流方案。施工期间发生如下事件:
围堰填筑前,监理工程师对心墙填筑料和堰壳填筑料的渗透系数进行了抽样检测,心墙填筑料的
渗透系数为1.0×10-4cm/s,堰壳填筑料的渗透系数为1.7×10-3cm/s。监理工程师要求施工单位更换
填筑料。
【问题】判定监理工程师提出更换哪个部位的填筑料?说明理由。
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【参考答案】
更换心墙填筑料。
理由:心墙是防渗体,防渗体土料渗透系数不宜大于1×10-5cm/s,本题中1.0×10-4cm/s不符合
要求,故应进行更换。堰壳填筑料的渗透系数宜大于为1×10-3cm/s,本题中堰壳填筑料的渗透系数为
1.7×10-3cm/s符合要求,故不需要更换。
四、围堰的接头和防冲
(1)围堰的接头
土石围堰与岸坡的接头:扩大接触面和嵌入岸坡的方法,以延长塑性防渗体的接触范围,防止集
中绕渗破坏;
土石围堰与混凝土纵向围堰的接头:通常采用刺墙形式插入土石围堰的塑性防渗体中,并将接头
的防渗体断面扩大,以保证在任一高程处均能满足渗径长度要求,也可以利用土工膜进行横向围堰与
纵向围堰防渗搭接。
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联
(2)围堰的防冲 题
押
一般采取抛石护底、准铅丝笼护底、柴排护底等措施。在围堰转角处设置导流墙,也可以解决冲刷
精
问题。
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五、围堰防渗
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4 9
(1)覆盖层及水深较浅:开挖齿槽或 建截水墙 信
3
微
(2)深厚覆盖层上的低水头围堰:铺盖或 悬挂式防渗形
系
式
堰基覆盖层 一
联
(3)根据覆盖层厚度和组成情况:可比较选 用防渗唯墙、灌浆、桩、防渗土工膜等处理
防渗处理
方式
(4)卵石和漂石含量多:不宜采用钢板桩
土工膜:挡水水头不超过35m
堰体防渗材
当地土料:丰富、满足防渗、开采
料选择
铺盖防渗:渗透系数宜<1×10-4cm/s,厚度不宜小于2m
六、土石过水围堰的防护
(1)过水前向基坑充水形成水垫;基坑边坡覆盖层预先作好反滤压坡。
(2)土石过水围堰溢流面形式和防冲材料宜进行方案比较;溢流面可根据水力条件,施工条件
等因素采用钢筋石笼、大块石(串)、合金网石兜或混凝土板等保护,并设置反滤垫层。
(3)可在堰脚岩基上设重力式镇墩,也可在堰脚覆盖层上设置柔性防护结构,保护堰体坡脚和
堰后基础。
(4)过水围堰堰顶横河向宜做成两岸高、中间低的断面形式。
七、围堰稳定及堰顶高程【强制性标准P196】
1.围堰稳定
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土石围堰、混凝土围堰与浆砌石围堰的稳定安全系数应满足下列要求:
(1)土石围堰边坡稳定安全系数应满足下表的规定。
土石围堰边坡稳定安全系数(19、18年案例/选择)
围堰级别
计算方法
3级 4级、5级
简化毕肖普法 ≥1.30 ≥1.15
瑞典圆弧法 ≥1.20 ≥1.05
(2)重力式混凝土围堰、浆砌石围堰
计算方法
围堰类别 抗剪断公式
抗剪强度公式
一般情况 排水失效
重力式混凝土围堰
≥3.0 ≥2.5 ≥1.05
浆砌石围堰
2.围堰堰顶高程(22年案例)
不过水围堰堰顶高程和堰顶安全加高值应符合下列规定:
(1)堰顶高程不低于设计洪水的静 水位与波浪高度及堰顶安全加高值之和,其堰顶安全加高不
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低于表值。 9
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信不过水围堰堰顶安全加高下限值(m)
微
系 围堰级别
联
围堰类型
题
押 3 4~5
准
土石围精堰 0.7 0.5
混凝土围堰、浆砌 石围堰 0.4 0.3
(2)土石围堰防渗体顶 部在设计洪水静水位以上的加高值:斜墙式防渗体为0.6~0.8m;心墙
式防渗体为 0.3~0.6m。
【例题·案例节选】某新建中型拦河闸工程,施工期由上、下游填筑的土石围堰挡水,其中上游
围堰断面示意图如图1-1所示。
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信
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工程施工过程中发生如下事件:
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一
事件一:施工单位依据《水利水电工程施工组织设计规范 》( SL303-2017),采用简化毕肖普法,
对围堰边坡稳定进行计算,其中上游围堰背水侧边坡稳定安全系数计算结果为1.25。
【问题】
1.计算上游围堰最低顶高程(波浪爬高按0.5m计);指出斜墙的布置的不妥之处?并说明理由。
2.上游围堰背水侧边坡稳定安全系数计算结果是否满足规范要求?规范中要求的边坡稳定安全
系数最小值应为多少?
【参考答案】
1.(1)上游围堰最低顶高程:10+0.5+0.5=11.0m。
(2)不妥之处:斜墙式防渗墙顶部设置。
理由:土石围堰防渗体顶部在设计洪水静水位之上有加高值,斜墙防渗体为0.8~0.6m。
2.(1)上游围堰背水侧边坡稳定安全系数计算结果满足规范要求。
(2)边坡稳定安全系数最小值应为1.15。
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