河道修防工培训讲义-基础知识7-10

1、河道是陆地表面宣泄水体的通道，自然河道一般不能满足人类多方面的需求，甚至因河道洪水泛滥给人类带来灾难，需进行河道整治。本章主要介绍河流分类及河道整治常识。水系河流是沿地表线形（长条形）凹槽集中的经常性或间歇性水流，每条河流都有河源和河口，河源是河流的发源地，如发源于某地的泉水、湖泊、沼泽或冰川；河口是河流的终点，如流入海洋、河流、湖泊、沼泽、沙漠等。除河源和河口外，根据水文和河谷特征还将河流划分为上游、中游、下游三段。由大小不同的河流（干流和各级支流）、湖泊、沼泽和地下暗流等组成的脉络相通的水网系统称为水系，也叫河系或河网，水系以它的干流名称或以注入的湖泊、海洋名称命名，如黄河水系、长江水系等

2、。在同一水系中，直接流入海洋或内陆湖泊、或最终消失于荒漠的河流称为干流，也习惯把从河源到河口线路最长、级别最高的河流称为干流。直接或间接流入干流的河流统称为支流，其中把直接汇入干流的支流称一级支流，汇入一级支流的支流称为二级支流，依次分为多级支流。河流分类较大的河流称为江、河、川、水，较小的河流称为溪、涧、沟、曲等。河流常根据河口（河流的终点）、流经地区地理位置、河道平面形态、水源补给条件等不同进行分类。（1）根据河口分类：把直接流入海洋的河流称为入海河流（外流河）；把流入河流（如支流）、内陆湖泊、沼泽及消失在沙漠中的河流统称为内流河，其中又把消失在沙漠中的河流称为瞎尾河。（2）根据流经地区地

3、理位置分类：分为山区河流和平原河流。1）山区河流：河流流经地势陡峻、地形复杂的山区，具有以下特点：平面形态复杂，急弯、卡口、巨石突出、岸边不规则；河道横断面形态常呈现比较窄深的“V”或“U”形；河道纵剖面比降较陡，河底不规则，伴有浅滩、深潭、跌水瀑布现象；河道比较稳定，演变缓慢；洪水暴涨陡落。2）平原河流：河流流经地势平坦广阔、土质松散的平原地区，具有以下特点：平面形态多变；河道横断面较为宽阔，比较宽浅，大多伴有河漫滩而呈复式断面；河道纵坡面比降较平缓，沿程有深槽与浅滩相间；河床上有深厚的冲积层，河道冲淤变化大，如果不受约束则演变比较剧烈；洪水涨落过程平缓，持续时间较长。（3）根据河道平面形态

4、分类：分为游荡型、弯曲型、分汊型及顺直型河流或河段。1）游荡型河流：游荡型河段多分布在河流的中下游，其特点有：河道宽浅，宽窄相间、如藕节状；窄段水流集中，宽段水流散乱、沙滩密布、汊道交织、主流摆动不定；河床冲淤变化迅速，同流量下的含沙量变化大；洪水暴涨暴落，水位变化大。 2）弯曲型河流：是冲积平原河流常见河型，它由正反相间的弯道和介于两弯道之间的直段连接而成，具有以下特点：河道具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸，河道较窄深、宽度小、宽度变化范围小；主河槽较稳定，河势变化相对较小，有弯道横向环流现象；冲刷和淤积位置变化不大；洪水位表现比较稳定。3）分汊型河流：河流分为若干股（岔道），岔道之

5、间有沙滩或岛屿。按平面形态分为顺直分汊型河段、弯曲分汊型河段、弓形分汊型河段及复杂分汊型河段。4）顺直型河流：河流外型相对顺直。（4）根据水源补给条件分类：分为雨水补给型、高山冰雪补给型和地下水补给型三类，较大河流一般是两种或三种补给方式并存。另外，为沟通水系、发展水上交通而开挖的人工河道称为运河或渠；为分泄洪水而人工开挖的河道称为减河。河床演变.1河流泥沙（1）泥沙来源：河流泥沙主要来源于流域水土流失（土壤侵蚀），每年每平方公里地面被冲蚀所产生泥沙的数量称为侵蚀模数，土壤结构疏松、抗冲蚀能力差、气候干燥、植被稀少、坡陡沟深、暴雨集中及人类不合理开发是导致水土流失的主要原因。某河段泥沙除来自水

6、土流失、还来自于水流对河床的冲刷，当来沙少时水流就会冲刷河床而挟带泥沙。（2）泥沙运动：处在动水中的泥沙，受重力作用而有下沉趋势，受水流紊动（混掺、上浮、扩散）作用可被长距离挟带，当重力作用超过紊动扩散作用时泥沙将下沉淤积河床，当紊动扩散作用超过重力作用时泥沙将被上浮而冲刷河床。泥沙分布是不均匀的，浓度是上稀下浓，颗粒是上小下大。泥沙浓度用含沙量（单位体积浑水内所含干沙的数量）表示，单位时间通过河流某断面的泥沙总量为输沙率。.2河床演变河道在自然条件下或受到人为干扰时所发生的变化称为河床演变，这种变化包括在垂直方向（横断面的水深方向）、河道横向（横断面上与水深垂直的方向，反映河道的平面位置变化

7、）及沿流程方向（纵向）的变化。（1）河床演变的基本原理：水流具有与之相对应的挟沙能力（一定水沙条件下单位水体所能挟带悬移质或悬移质中床沙质的数量称为该水流的挟沙能力，简称挟沙力），当来沙量与水流挟沙能力相适应时，水流处于输沙平衡状态，河床不冲不淤；当水流处于输沙不平衡状态时河床将发生淤积或冲刷，造成河床变形（河床演变）。由此可见，河床演变以水为动力、以泥沙为纽带，来沙与输沙不平衡引起冲刷或淤积是河床演变的基本原理。（2）河床演变形式：从断面形状和位置的变化分析，河床演变可分为纵向变形、横向变形；从河床演变的长期发展过程（总趋势）分析，分为单向变形和循环往复变形。1）断面形状和位置的变化：在水深

8、方向（垂直方向），河床演变表现为冲刷下切或淤积抬高；沿流程纵向，河床演变表现为纵剖面的冲淤变化，通常表现为上游河段河床不断下切、下游河段河床淤积抬高（总趋势）；横向上，表现为河道在平面位置上的摆动，这是由于两岸冲刷或淤积、河弯发展所致。2）河床演变发展过程（总趋势）：如果河床在相当长的时间内向一个方向变化（如冲刷或淤积）则称为单向变形，如黄河下游河床总趋势是不断淤积抬高而成为“悬河”；如果在较短的时间内河床处于冲刷与淤积的交替变化，则称为循环往复变形。（3）影响河床演变的主要因素：来水量及来水过程；来沙量、来沙组成及来沙过程；河道比降及其沿程变化；河床形态、地质地形及其它边界条件等。（4）弯曲

9、型河段的河床演变：水流入湾后主流贴近凹岸流动；受离心力（表层水流离心力大）作用，凹岸水位壅高，在压力差作用下使底层水流流向凸岸，形成横向环流，横向环流与水流纵向流动组合成螺旋流；由于表层水流含沙量小、底层水流含沙量大，造成了横向输沙不平衡，引起凹岸冲刷、坍塌、后退，凸岸淤积、淤进，使弯道越来越弯曲、弯道顶点不断向下游移动，这种复合变化称为蠕动，随着不断演变形成S形河弯、甚至成形河环，发展到一定程度将影响行洪能力，遇较大洪水可能自然裁弯；弯曲型河段沿流程呈现凹岸深槽与凸岸或过渡段浅滩的交替变化，这种深槽与浅滩也在随着河道流量的大小而发生变化，如洪水期间刷槽、淤滩，枯水期间淤槽、冲滩。（5）游荡型

10、河段的河床演变：河床不断淤积抬高，可能导致串沟、汊道、夺流等；涨水冲刷，落水淤积，涨水冲槽淤滩，落水塌滩淤槽；漫滩走溜时易造成主流摆动改道。河道整治规划在实施整治之前要根据具体要求（整治目的）、结合实际情况做好整治规划设计。（1）河道整治规划内容：河道整治坚持全面规划、综合治理、因势利导、分清主次、因地制宜、科学建设的原则，规划内容主要包括河道特性分析、整治任务与要求、整治规划设计主要参数、整治工程措施、整治效益论证、环境影响评价、方案比较及论证等。（2）编制河道整治规划步骤：根据整治目的确定规划内容，拟定规划大纲；通过实地查勘观测、收集分析有关资料、提出初步整治规划；必要时对重点整治河段或重

11、点整治项目进行模型试验或试点，在此基础上优化完成规划编制。（3）整治规划设计参数：主要包括设计流量与水位、设计河宽、治导线等。1）设计流量与水位：分为洪水河槽、中水河槽及枯水河槽设计流量。洪水河槽设计流量：根据河道工程的设计标准洪水确定；枯水河槽设计流量：一般取保证率为90%95%的水位作为设计枯水位，由此确定枯水设计流量；中水河槽设计流量：一般取造床流量（造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的流量称为造床流量，造床流量对天然河道的河床特性及河槽基本尺寸起支配作用，一般选择平主河槽的流量作为造床流量）及相应水位作为设计流量与水位。2）设计河宽：可通过分析实测资料得出的经验公式或平均数值确定

12、：如将统计的造床流量下的平均河宽作为中水整治河槽的设计河宽；或参考满足泄洪要求的主槽宽度确定中水整治河槽的设计河宽。3）治导线：整治后通过设计流量时的平面轮廓称为治导线（也叫整治线），分为洪水治导线、中水治导线和枯水治导线，一般以造床流量作为中水治导线的设计流量。JC-7-1 河弯平面形态主要参数示意图治导线平面形态：治导线由曲线段和直线段间隔组成，曲线段一般为复合圆弧曲线或余弦曲线。复合圆弧曲线由23个或更多不等半径的圆弧曲线复合（平顺连接）而成，弯道顶处半径最小、两侧半径逐渐变大，该曲线迎流和送流条件比较好；余弦曲线是余弦函数曲线，其半径也是弯道顶点处半径最小、两侧逐渐变大，该曲线平缓、水

13、流平顺、河势比较稳定。治导线参数：治导线参数主要有设计河宽B、弯曲半径R、直段长度d、弯曲段长度S（内外弧长或中心处的长度 ）、弯曲段中心角、河弯间距L、河弯跨度T、弯曲幅度P等，见图JC-7-1。河道整治措施进行河道整治时应综合考虑不同河流或同一河流不同河段的河道形态和河床演变特性等因素、结合具体的整治目的与要求而优化选择整治措施。.1弯曲型河流（河段）整治河流或河段过于弯曲，不利于渲泄洪水，会造成弯道上游水位抬高，易形成大溜顶冲凹岸、甚至危及堤岸安全。对于弯曲型河流或河段的整治，一是稳定现状，即当河湾发展成适度弯道时及时对凹岸加以保护，以防止弯道向不利的方向发展；二是改变现状，当过于弯曲时

14、可通过因势利导使其向有利方向发展、或通过人工裁弯将迂回曲折的河道改变为适度弯曲的连续河湾。.2游荡型河段整治游荡型河段河势变化较大：常出现“横河”、“斜河”，造成大溜直接顶冲堤岸，危及大堤安全；主流摆动造成滩地剧烈坍塌，此冲彼淤易形成滩区滚河现象，危及滩区居民生命财产安全；造成引水和航运困难。对游荡型河流或河段的整治原则是：以防洪为主，在确保大堤安全的前提下，兼顾护滩、护村及引水和航运要求；稳定中水河槽，控导主流，以利于排洪排沙入海。整治措施是：“以坝护湾，以湾导溜”。.3分汊型河段整治整治分汊型河段的措施主要为固定、改善或堵塞汊道，以调整水流、维持或创造有利河势、逐渐淤积堵塞某些汊道，或直接

15、借助工程将某些汊道堵死，满足整治要求。（1）汊道的固定：通过工程措施可使汊道进出口具有较好的水流条件、保持稳定的分流分沙比，从而可稳定河势和固定汊道。常用工程措施有：在江心洲首部修建前端窄矮并潜入水下、顶部逐渐扩宽增高的分水堤（鱼嘴），在尾部修建反向分水堤，在岸边修建平顺护岸，见图JC-7-2。（2）汊道的改善：改善汊道包括调整水流与调整河床两方面，前者如修建顺坝或丁坝，后者如疏浚河道等。应在分析汊道分流分沙及其演变规律的基础上根据具体情况 图JC-7-2 固定汊道工程措施示意图采取相应工程措施，如在上游节点修建控导工程以改善来水来沙条件，可在汊道入口处修建顺坝、导流坝、鱼嘴等以改善分流分沙比

16、，修建导流顺坝和平顺护岸以稳定河势等。（3）汊道的堵塞：可通过修建导流坝或锁坝而减小汊道过流量，从而逐渐将该汊道淤积堵塞；也可通过修建工程而直接将汊道堵死。.4顺直型河段整治对顺直型河段的整治一般是通过稳定边滩而稳定河道，可采用顺坝防护或修建淹没式丁坝群等工程措施，以利于坝档落淤、促使边滩淤长，从而稳定河道。整治工程与整治建筑物河道整治工程主要包括险工、控导、护滩、防护坝等，见图JC-7-3。为控导水流、防止水流淘刷堤防而在经常临水的危险堤段依托大堤修建防护工程称为险工；为控导水流、稳定中水河槽、保护滩岸而依滩修建的防护工程称为控导护滩工程；仅为保护滩 图JC-7-3 险工和控导工程示意图岸免

17、受水流冲淘刷后退而修建的工程称为护滩工程；为防止漫滩水流顺堤行洪（冲刷堤防）及控导水流而沿堤修建的防护工程称为防护坝工程。7.2.3.1整治工程位置线整治工程位置线是指整治工程中主要整治建筑物（如坝、垛）头部的连线，简称工程位置线或工程线，它是布置整治建筑物的依据。整治工程位置线依据治导线而确定，它是一条上平、下缓、中间陡的凹入型复合圆弧曲线，上段采用较大的弯曲半径、甚至采用直线，以利于迎流入弯；中段采用较小的弯曲半径，以便于在较小的弯曲段范围内完成对水流方向的调整；下段弯曲半径比中段稍大，以便将水流平稳地送溜出弯并导向预定方向。（1）工程位置线型式：分为分组弯道式、连续弯道式和单坝挑流式。

18、1）分组弯道式：工程位置线由几段不连续的、不同半径的圆弧曲线组成。一处工程分成几个坝组，每个坝组由35道坝自成一个小弯道，见图JC-7-4。这种布置可适应不同的来溜，便于重点防守；但由于弯道短而调整 水流和送流能力较差，且随着来 图JC-7-4 某险工平面布置图溜方向变化其出溜方向会发生明显变化，所以不利于控制河势。2）连续弯道式：工程位置线是一条连续的复合圆弧曲线。见图JC-7-5。这种型式“以坝护弯、以弯导流”，水流入弯平顺，导 图JC-7-5 某工程平面布置图溜能力强，出溜方向稳，冲刷轻，易于防守，新修整治工程常采用这种布置形式。3）单坝挑流式：依次间隔修建多个丁坝，靠每个坝控导水流，这

19、种布置往往使坝前水流湍急、坝上游回流大、坝前头冲刷坑深、下游河势不稳，可能造成防守困难，要慎重选用。（2）工程位置线与治导线的关系：治导线是整个河段的河道经过整治后通过设计流量时的平面轮廓，而工程位置线是一处整图JC-7-6 整治工程位置线与治导线的关系治工程中的整治建筑物的位置线（坝垛头部连线），后者是前者的局部、是对前者的细化、依据前者确定、但又区别于前者，如工程位置线的中下部分多与治导线重合、而上部一般采用放大半径或沿治导线切线布置建筑物，如图JC-7-6所示。7.2.3.2河道整治建筑物的分类河道整治工程所用建筑物称为河道整治建筑物，河道整治建筑物有多种分类方法：（1）按建筑物材料和使

20、用年限分类：分为轻型与重型、或临时性与永久性建筑物，轻型或临时性建筑物一般用竹、木、秸、梢料、柳石等材料修建；重型或永久性建筑物一般用土、石、金属、混凝土等材料修建。（2）按建筑物与水位的关系分类：分为非淹没、淹没及潜没建筑物，达到堤防设计洪水位仍不被淹没（还有超高）的称为非淹没整治建筑物；某水位以下不被淹没、较高水位被淹没的称为淹没整治建筑物；枯水位时仍被淹没的称为潜没整治建筑物。（3）按建筑物与水流的关系分类：分为非透水、透水及环流整治建筑物。（4）按建筑物的形状和作用分类：分为丁坝、垛、护岸、顺坝、导流坝、潜坝、锁坝等，锁坝主要用于堵塞汊道（塞支强干）。（5）按建筑物的平面形状分类：如月

21、牙坝、人字坝、磨盘坝、鱼鳞坝等；（6）石料整治建筑物按砌筑方法分为堆石（堆砌）坝、干砌石坝、浆砌石坝等。河道整治建筑物一般为永久性、非淹没式，主要用石料修建而成，常用丁坝、垛和平顺护岸，建筑物结构为堆石坝、干砌石坝、浆砌石坝。7.2.3.3整治建筑物的布置在整治工程中布置整治建筑物时，险工以丁坝为主、垛为辅，必要时再在坝垛之间修建平顺护岸；控导工程以短丁坝(坝垛)、小间距为主，必要时辅以平顺护岸；遵循“上段密、下段疏、中段适度，上段短、中下段长”的原则；具体到每个建筑物的布置主要涉及其位置、方位、坝长及间距的选择和确定：（1）位置：确定整治建筑物位置要考虑河势上提下挫范围，以能掩盖住中小水着流

22、或控制住大水顶冲位置为宜，且工程上首要有足够的藏头长度，以防水流剿后路。（2）方位：坝垛方位指其迎水面与工程位置线的夹角，或指水流方向与坝垛迎水面的夹角，或指坝垛轴线与堤岸边线之间的夹角，一般3060°，常用3045°；（3）坝长：一般采用丁坝100m、垛1030m。（4）间距：坝垛间距（中中）与坝长成正比，一般采用1倍的比例关系。7.2.3.4整治建筑物的平面形状（1）丁坝：坝根与河岸相连、坝头伸向河槽、平面上呈丁字形；丁坝具有较强的控导水流（挑流）和保护堤岸的能力，但坝前或坝后易产生回流和引起局部冲刷，坝头前冲刷坑往往较深。根据坝轴线与水流方向交角的大小可分为上挑丁坝（

23、>90°）、下挑丁坝（<90°）、正挑丁坝（=90°），一般采用下挑丁坝并采用3060°的夹角。丁坝各部位的名称见图JC-7-7和图JC-7-8所示，主要有坝根、迎水面、背水面、上跨角、下跨角、前头、土坝体顶、坦石顶、坦石、根石等。图JC-7-7 丁坝形状及各部位名称图JC-7-8 丁坝、垛、护岸断面各部位名称丁坝坝头的平面形状主要有圆头（半圆）形、流线形、拐头形等，见图JC-7-9所示。圆头（半圆）形：适应来溜方向、抗溜能力强、施工简单、易防守抢护，但缺少送溜段，导溜效果不如流线型，当坝身长且方位角较大时可使坝下游回溜加重，背水面仍需较长裹

24、护。流线形：坝上跨角至坝前头为流线型时，对水流干扰小、迎溜顺、托溜稳、导溜能力强、回溜弱、坝前冲刷坑浅、易防守抢护，但放样和施工较复杂。 拐头形：可借助拐头调整溜势， 图JC-7-9 坝头形状图但易使水流分离、增大坝裆内回溜强度、扩大冲刷范围、增加裹护长度。（2）垛：平面形状主要有抛物线形、磨盘形、雁翅形、月牙形、鱼鳞形等，常用抛物线形或简化抛物线形，见图JC-7-10。简化抛物线形的中部为圆弧曲线、迎水面和背水面均为圆弧的切线、迎水面与岸边成30°交角、背水面与岸边成60°交角，这种形状能适应多种 图JC-7-10 垛的平面形状图JC-7-11 散抛（扣）石坝断面图来溜方

25、向、出溜平顺、施工简单、易于防守抢护，但其送溜段短、挑溜作用弱，常布置在整治工程的迎溜段（上段）；二次抛物线或复合抛物线形具有迎水面与水流方向夹角小、迎溜顺、托溜稳、导溜段长、导溜能力强、产生回溜弱、冲刷坑小等优点。7.2.3.5整治建筑物结构常用整治建筑物如丁坝、垛、护岸等多由土石修筑而成，一般分为土坝体、护坡（水上裹护体，也称为坦石）及护根（水下裹护体）三部分，在土坝体与护坡之间应设有反滤材料垫层或粘土坝胎，其剖面形式参见图JC-7-11所示。（1）土坝体：一般用壤土筑成，当用沙性土料填筑时要用粘性大的土包边盖顶，包盖厚度一般；裸露部分的边坡一般12，顶宽一般不小于1012m，顶部（坝顶）

26、高程取决于滩面和设计洪水位的高程，如险工坝顶高程低于大堤顶高程、控导工程坝顶高程为整治流量相应水位加超高1m或当地滩面高程超高。（2）护坡：是防止坝体遭受水流冲刷而在外围用抗冲材料加以裹护的部分。常采用的护坡形式有浆砌石护坡、干砌石护坡、堆石护坡、混凝土护坡。（3）护根：也称为根石，是为防止冲刷基础、维护坝岸稳定而在护坡（坦石）以下修筑的防护工程。护根一般用抗冲、适应基础变形的松散块体材料（如块石、混凝土块、石笼等）修筑而成；根石坡度一般为11.311.5、或更缓，险工一般设置宽2m的根石台；随着河床冲刷、基础沉降及水流挟带走失，当护根材料不足时应及时抛投补充。土石方及混凝土工程施工是水利工程

27、建设及维修养护的基础，是河道修防工需重点掌握的内容之一。本章分别介绍土方工程、石方工程及混凝土工程施工的基本知识。施工准备这里所讲的施工准备仅指围绕施工开始所做的必要准备，不包括施工准备阶段应完成的其他准备工作（如施工现场的征地、拆迁，施工现场的水、电、路、通信准备和场地平整，生产和生活临时工程建设，组织招标设计，组织施工、监理、设备和物资采购的招标投标等）。（1）技术交底：包括项目法人（或建设单位）组织设计单位对施工单位进行的设计交底及施工单位技术人员对施工人员的交底，主要内容有：查看工地，交待工程情况，讲解技术要点，介绍质量标准、施工规范、操作规程和注意事项，强调安全施工。（2）设计单位及

28、时提供施工图纸、解决有关技术问题，或在施工现场派驻设计代表。（3）施工单位：建立施工测量控制网；熟悉图纸，准确放样（重要放样监理和设计单位参加、请有测量资质的单位放样），测设各类控制和保护桩。（4）土场的使用：因涉及土料指标的选用和概预算单价的确定，所以土场的选择应在设计阶段就基本确定，规划确定土场需考虑土料的质量、储量、位置三要素，质量上满足土质要求，储量上既要满足总量要求、还要满足各施工阶段及对不同土料的用量要求，位置（平面位置和高程）分布合理、运距短、施工干扰少、满足不同时间段（如雨季、涨水）的挖用需求。土场的使用要遵循近土先用、低土先用、低土低用、高土低用、高土高用的原则；使用前要清除

29、土场表层腐植土、树草根、砖瓦块等杂质，规划好挖土作业场面和运土道路，以减少施工干扰和提高土料的挖用率；应选择满足土质和含水量要求的土场直接挖用、或挖用中注意土料调配（包括土质调配和含水量调配），含水量偏高时可采取分层开挖（挖用顶层、凉晒底层）、作业面凉晒、土场内翻晒或挖沟排水等措施，含水量偏低时可采取作业面洒水（沙性土）或土场加水（粘性土）措施。（5）工程清基：清基范围应超出设计边线0.30.5m；要清除表层草皮、杂质杂物、腐植土、淤泥及不符合设计要求的土层，对清基范围内的坟墓、房基、水井、泉眼、洞穴、钻孔、废弃建筑物等彻底清除后要按填筑标准分层回填压实，清基后统一整平、压实，验收合格后方能进

30、行填筑施工。 土方开挖工程施工土方开挖包括独立工程（如河道、渠道）和其它工程的基坑开挖施工。开挖施工要熟悉图纸、准确放样、按要求开挖，施工中要解决好排水或降水问题、注意边坡稳定（一般1111.5、或支护）、合理利用或弃放开挖料、减少施工干扰。.1土方开挖的排水土方开挖当中的排水有明排和暗排两种方式。（1）基坑明排水：即随开挖随排水，当坑内出现明水时挖排水沟和集水坑、用抽水机泵抽排。明排水易于操作、设备简单，但对施工干扰较大、开挖场面仍比较泥泞湿滑、两岸地下水位仍可能较高、易产生滑坡等险象，适合于小型工程的开挖。（2）暗排水：预先抽水降低地下水位（也称人工降低地下水位），可创造好的施工条件、增加

31、边坡稳定，适宜大型、机械开挖工程，但需要成套专用设备、成本较高。暗排水分为井点排水和井管排水两种：1）井点排水：沿基坑四周下井管（下段带有滤网、周围填沙砾料、顶层用粘土密封），用抽气和抽水设备直接通过井管抽吸地下水。浅井点可降低地下水位45m，降深较大时可采用分层（一般不超过三层）布置，降深要求更大时可采用深井点。 2）井管排水：沿基坑四周布设单独工作的水井（下段是沉淀管，中段是滤水管），由抽水设备通过在井内另外布设的抽水管将自然流入井内的水抽走，从而降低地下水位。.3土方开挖方法土方开挖施工分为人工开挖和机械开挖。（1）人工开挖：13类土可直接用脚蹬铁锨进行开挖，3类以上的土需要用镐配合铁锨

32、进行开挖，更坚硬的土石可先爆破、再开挖。人工开挖施工简单、灵活，但工效低。（2）机械开挖：用于土方开挖的常用机械有挖掘机、装载机、铲运机、推土机等。1）挖掘机：单斗挖掘机按挖掘方式分为正向铲、反向铲（更适用于停机面以下开挖，如开挖沟槽、基坑和土场取土）、抓斗式和索式挖掘机，见图JC-8-1 ；按行走装置分为履带式和轮胎式挖掘机；还可按斗容量（如0.3方、1方等）分类。挖掘机在一个停机位置所能开挖到的工作面称为掌子或掌子面，一次所能开挖高度或深度（掌子高度）与挖掘机型号、土质等有关。挖装施工时，按挖掘机与车辆的位置关系分为侧向开行和正向开行：车辆停放在挖掘机侧面（挖土后旋转90°左右装

33、车）的方式为侧向开行；车辆停放在挖掘机后方（旋转180°左右装车）的 图 JC-8-1 单斗挖掘机工作装置类型方式称为正向开行。2）装载机及其施工：有履带式和轮胎式两种，多为轮胎式。它具有行走方便灵活、适应范围广等特点，多用于集渣、装载、推运、整平、起重、牵引等作业，更适宜挖装停机面以上的料物和短距离运输。3）铲运机及其施工：铲运机能综合完成挖（装）、运、卸、摊铺、刮平等作业，适宜运距80800m，200350m效率最高；有自行式和拖式两类，多为拖式（拖拉机牵引）。 4）推土机及其施工：能完成推运、平土等作业，广泛用于清基、平整场地、平土、浅层开挖、短运距推土、修筑围堰道路及辅助性作

34、业，适宜运距60m100m。土方填筑工程施工除施工放样、清基处理等准备工作外，土方填筑工程的施工工序主要分为取土、运土、填土、压实。土方填筑也有人工施工和机械施工之分，以下重点介绍机械施工：.1取土指从选定的土场中、按照计划安排和土料调配要求、用挖土机械挖土（取土）。取土前要进行土场清基，取土所配置的挖装机械数量（挖装能力）要适应填筑进度的要求。.2运土运土方式主要有水力运输、有轨运输、皮带机运输、自卸汽车运输、铲运机运输等，选择运输方式应考虑工程规模、施工进度、施工条件、土场位置和条件等，常用自卸汽车运输或铲运机运输。自卸汽车（按行驶条件分为公路和越野自卸汽车，按卸料方式分为后卸式、底卸式及

35、侧卸式，常用后卸式、公路自卸卡车）运输具有操作灵活、机动性大、便于组合、适应性强的特点；铲运机运输能综合完成挖土、运土、卸土、铺土及平土等作业，但受适宜（经济）运离80800m的限制。.3填土填土（铺土）包括卸土、摊铺、平整；分人工和机械施工，一般是自卸汽车按指定位置卸土、推土机或平地机完成摊铺整平；铺土前要做好地基或已压层面及接头处理。（1）地基或已压层面的处理：地面起伏不平时按水平层逐层填筑，坡度较陡时削至缓于15；在软土地基上填筑时应平衡上土并延缓施工速度，以增加排水固结及沉陷时间、防止不均匀沉陷；对光面碾压的粘性土层在再次铺土前应刨毛处理，对出现质量问题的土层（如弹簧土、松土层等）应处

36、理合格后再铺土。（2）两工接头的处理：相邻工段应尽量均衡上土，严禁出现界沟，上下层的分段接缝位置应错开；接头处出现高差时应以坡度1315的斜坡相接。（3）铺土施工：沿长度方向齐头并进随卸随平，粘性土采用进占法（车辆在新铺土层上行驶）、沙性土采用后退法（车辆在已碾压的土层上行驶）卸土摊铺，铺土要均匀、平整、符合材料分区和尺寸（层厚、边界以外10cm30cm）要求、清除杂质、打碎或清除超粒径土，处理临时坡道等缺口时应将已板结土层刨松或清除。.4压实压实有硪实（夯实）和机械碾压之分。硪实（夯实）是用硪具或电动夯对土层夯击，适用于零星工程或无法碾压区域；机械碾压应用更广泛。（1）影响压实质量的因素与压

37、实参数选择影响压实质量的主要因素有土质、含水量、压实机具、铺土厚度、碾压遍数等。土质已提前选定，则含水量、压实机具、铺土厚度、碾压遍数为需要选择确定的压实参数。1）压实机具选择：根据工程规模、土质、设备配备或供应等情况直接选择。2）含水量、铺土厚度、碾压遍数的确定：可参照类似工程或通过碾压试验确定。小型土方工程：直接取用土场土料的含水量（过干洒水、过湿翻晒），借鉴类似工程的铺土厚度，初定碾压遍数并根据碾压检测结果调整碾压遍数直至符合碾压质量要求。大中型土方工程：一般可通过碾压试验确定，将三项指标分别选择不同数值并组成不同组合，然后对每种组合分别进行碾压试验，根据对压实效果的测定分析而最终确定某

38、种组合（与土料含水量最接近的那组）为确定的压实参数。含水量：过高或过低均不易压实，在最优含水量附近才易压实，而最优含水量随压实功（与机具重量、铺土厚度、碾压遍数有关）的增大而减小，粘性土可选择塑限p、及p±2%三个含水量分别进行试验，非粘性土可取土场含水量。铺土厚度：参照类似工程并根据已选碾压机械，选定不同厚度分别进行碾压试验。碾压遍数：参照类似工程并根据已选定的以上指标，确定不同碾压遍数进行试验。（2）压实机具：压实分为静压碾压、震动碾压和夯击三种。1）静压碾压：利用碾压机械自重产生的静荷载对土料进行压实，常用静压碾压机械有平碾、不开震动的震动碾、羊脚碾、气胎碾、链轨拖拉机等。平碾

39、压实后层面光滑，不宜用于粘性土的压实；羊脚碾的滚筒上设置“羊脚”，增加了羊脚底部的压强和侧面挤压作用，压过的土层表面被翻松，专用于粘性土料的碾压；气胎碾可通过装载而调节自重，压实后表面光滑，适于表面压实；链轨推土机可用于小型工程的碾压。2）震动碾压：是将震动和碾压作用结合于一体的压实机械，利用大小随时间呈周期变化的重复作用力对土料实施碾压，压实土层厚度较大，更适用于非粘性土的压实。3）夯击：借助于夯具产生的冲击力（与夯具重量和提升高度有关）对土层击实，常见夯击机具有硪具、蛙式打夯机、起重机械夯板（强夯）。（3）压实方法与压实速度：压实机械开行方法有回转法和进退法两种方式，机械碾压开行速度一般为

40、：平碾或震动碾2km/h，铲运机或拖拉机采用2档。（4）压实标准 1）粘性土的压实标准以压实度（压实后的干密度与土料的最大干密度之比）表示，1级堤防应不小于0.94，2级和高度超过6m的3级堤防应不小于0.92，其他堤防应不小于0.90。已知土料的最大干密度和设计压实度可计算压实后应达到的干密度，施工中检测干密度的方法有称瓶比重法、烘干法、核子密度仪法。2）非粘性土的压实标准以相对密度Dr=（emax-e）/（emax-emin）表示，1、2级和高度超过6m的3级堤防应不小于0.65，其他堤防应不小于0.60。（5）压实作业要求：一般按长度方向前行和倒退碾压，工段间碾压、搭接宽度不小于0.3米

41、，错距搭接宽度不小于10cm（碾子）或不小于1/3轮轨，碾压时土料含水量要适中。石方施工分类石方施工包括开挖（爆破）施工和砌筑施工，开挖爆破作业程序主要有钻孔、装药、封堵、起爆、爆后检查、拒炸药包处理、开挖（采）、运输等，本节重点介绍砌筑施工。砌筑施工技术交底、施工放样和清基等施工准备工作与土方工程基本相同，基槽开挖（超出起坡线0.51.0m）与土方开挖工程施工相同。.1砌筑方法砌筑方法主要分为浆砌、干砌和堆砌，根据砌缝形状又分为平缝砌和花缝砌。（1）浆砌：是使用胶凝材料浆液或由胶凝材料拌制成的砂浆进行砌筑的方法。按砌体表层石料的摆放方法不同分为平砌（砌体表层石料的一个面水平、另一个面铅垂摆放

42、，当砌体坡面倾斜时则砌筑成台阶状）和扣砌（砌体表层石料的裸露面平行于坡面，小面平行于坡面称为丁扣砌，大面平行于坡面称为平扣砌）；按砌缝形状又分为平缝砌（表层石料按厚度基本一致的层层砌筑，层层间的砌缝水平）和花缝砌（表层石料随石块形状自然衔接砌筑，砌缝不规则）。（2）干砌：是不使用胶凝材料浆液或砂浆的砌筑方法，也分为平砌、扣砌、平缝砌和花缝砌。（3）堆砌：是直接抛填散石或石笼、或再经平顺整理（习惯称为拣整或粗排）的修筑方法，由此而成的裹护体如散抛石护坡（也称乱石护坡）、散抛石坝（也称乱石坝）。.2砌筑施工石方工程的不同结构位置往往采用不同的修筑方法，一般分为表层石料砌筑、内部石料填筑（也称为填腹

43、石）、修做垫层或回填粘土、抛石（堆砌）、勾缝等施工。（1）表层石料砌筑：砌筑时挂线控坡和找平，有选石、加工、试安、修整、砌筑等工序。（2）内部石料填筑：分为浆填或干填石，浆填石又分为坐浆法（先铺浆再填石）和灌浆法（先填石再灌浆）。（3）修做垫层或回填粘土：为适应变形和排出坝后积水时防止渗透变形，在砌体与土坝体之间应设置具有反滤作用的砂石垫层，一般是边修做垫层、边砌筑；也可在砌体与土坝体之间回填粘土（称为粘土坝胎），应边砌筑、边分层回填夯实。 （4）堆石（抛石）施工：分为岸坡顶抛石、水上（船）抛石、人工抛石、机械抛石、抛散石和抛石笼，抛石完成后要探测水下坡度、拣整平顺水上坡面、必要时对面层扣排。

44、（5）勾缝：根据形状不同勾缝分为平缝（与砌体表面平）、凹缝（低于砌体表面，也称阴缝）、凸缝（凸出于砌体面），勾缝后应注意养护（不少于7天）。混凝土工程施工工序包括模板作业、钢筋作业、混凝土拌合、运输、浇筑和养护。模板作业模板及其支撑有承重、成型、固定、保护等作用；模板质量将直接影响工程质量，如模板表面不平整或接缝不严密将导致混凝土蜂窝麻面、模板变形可导致浇筑体走样等，所以要求模板：尺寸准确，有足够的稳定性、强度及刚度，接缝严密，表面平整光滑，力求标准化和系列化，加工、运输、装拆方便，节约材料。模板按板面形状分为平面模板和曲面模板；按材料分为木模板、钢模板、钢木模板等；按使用特点分为拆移式（拆、

45、装重复使用）、移动式（整移重复使用）、滑升式（随浇筑、随滑动升高）和固定式（特型或异型）模板。安装模板前要正确识图、准确放样、检查模板质量；安装模板要设置数量、强度和刚度足够的撑拉杆等固定设施，保证模板尺寸和位置准确、固定稳定、支撑牢固。 钢筋作业.1钢筋的分类按轧制外形分为光面钢筋（圆钢）和带肋钢筋（螺纹钢筋）；按直径大小分为钢丝（3图JC-8-2（a ） 板配筋图图JC-8-2（b） 梁配筋图5mm）、细钢筋、中粗钢筋和粗钢筋（22mm以上）；按力学性能（强度）分为级钢筋（圆钢）、级钢筋、级钢筋和级钢筋；按在结构中的作用分为受力钢筋（如受拉、受压）、架立钢筋、分布钢筋、箍筋、构造筋等。（1

46、）受拉钢筋：配置在混凝土构件的受拉区、用于承受拉力或以承受拉力为主的钢筋，以弥补混凝土的抗拉能力不足，见图JC-8-2（b）。绑扎钢筋或装运使用受弯预制构件时，要正确确定受拉钢筋的位置，使受拉钢筋一侧受拉或受弯，防止构件断裂。（2）受压钢筋：配置在受压区、用于承受压力或以承受压力为主的钢筋。（3）箍筋：梁柱中用于固定受力筋在截面上的位置并承受一部分斜拉应力的钢筋。（4）架立筋：用于固定箍筋、并与箍筋一起固定受力钢筋的位置，形成钢筋笼架。（5）分布筋：板内与受力筋垂直分布的钢筋，用于固定受力筋并将荷载传递给受力筋、也能抵抗温度变形，见图JC-8-2（a）。 （6）构造筋：因构造要求或施工安装需要

47、而配置的钢筋。如预埋锚固筋、吊环等。.2钢筋的配料加工（1）配料计算：根据设计钢筋图表确定需要的钢筋种类、数量及每根的长度。1）直钢筋长度=构件长-两端保护层厚度+两端弯钩需增加的长度（弯钩长度），弯钩长度（从弯钩顶点算起、包括弯后直段长度）与直径和弯钩形状有关，见表JC-8-1。表JC-8-1 半圆弯钩需要增加长度参考表钢筋直径d（mm）6810121820283236一个弯钩的长度（mm）406d5d2）弯起钢筋的长度=直段长度+斜段长度+两端弯钩需增加的长度-各弯起处因弯曲而伸长的长度（也称弯曲调整值），弯曲调整值与钢筋直径和弯曲角度有关。3）箍筋的长度=箍筋周长+搭接增加值。4）搭接长

48、度：根据接长方式、钢筋直径按规定计算搭接长度。（2）钢筋加工：包括调直、去锈、切断、弯曲、焊接（接长）等。线材（12mm以上）可用大锤敲直、用板柱铁板和扳手调直、或用弯筋机调直，盘圆（10mm及其以下）一般采用张拉调直；可采用张拉除锈、铁锤敲击除锈或钢丝刷除锈；可采用断线钳、气割、电切割、切割机等方式切断；弯曲包括划线（划出各试弯点位置）、试弯、弯曲成型等工序；钢筋的接长方式有焊接（对接焊、搭接焊）和绑扎搭接。.3钢筋的绑扎安装钢筋的绑扎安装包括将钢筋绑扎成网片或笼架并固定在准确位置上、或在现场直接绑扎固定，要求钢筋（型号、形状、尺寸）和位置准确、绑扎牢固（转角和接头处均应绑扎）、接头位置合理

49、（不在同一断面、不在受拉区）、搭接长度和保护层厚度满足要求。绑扎钢筋常用工具有绑钢筋钩子、带板口撬杠、绑扎架等；绑扎筋一般为2022号铅丝或铁丝，绑扎楼板钢筋一般用单股铅丝、绑扎梁柱钢筋一般用双股铅丝。混凝土拌合.1配料配料是根据设计配合比准确计算并称量各材料的用量。配料前要严格检查材料质量、清除杂质杂物，材料计量（电子称重、磅秤或地磅称重）要准确，并根据含水量变化（淋雨、加热、预冷）调整用水量。.2拌和拌和混凝土分为人工拌和、机械拌和，多为机械拌和，分为拌和机拌和、拌和楼（站）拌和。一般工程常用鼓形、自落式、循环式拌和机，拌和时按拌和机容量配料，干料倒入料斗并由卷扬装置提升倒入滚筒内，拌和用

50、水直接加入滚筒内，拌和后由出料口卸出；拌和楼，将骨料堆放、水泥仓库、温控设施、配料称量装置、生熟料传送运输设备、成套的拌和及附属设备等集中布置成楼层结构，形成拌和运输流水线。混凝土拌和质量常用拌和物的和易性和强度指标来反映。混凝土运输运输混凝土要减少颠簸震动，减少转运次数，装、卸落差不宜超过2m，以防发生离析；容器不漏浆、不吸水、不宜装得过满，以防水泥砂浆损失；要合理布置拌和地点，减小运输距离，缩短运输时间，以防产生初凝；要采取保温措施，以防温度回升或热量损失；要注意防雨，以免因加大水灰比而影响混凝土质量；要分标号分别运输并标明混凝土标号，以防混掺或错用。混凝土运输分为水平运输、垂直运输、混合

51、运输三种方式。从拌和机（站）出料口至浇筑地点仓前的运输为水平运输，有人工运输（手推车、架子车）、无轨机械运输（翻斗车、自卸汽车）、有轨运输；从仓前至仓里的运输为垂直运输，如用卷扬机、升高塔、门机、塔机、缆机、履带式起重机、混凝土泵等运输；从出料口直接运至浇筑仓里为混合运输。混凝土浇筑浇筑施工包括浇筑前的准备工作和浇筑过程的入仓铺料、平仓、振捣三个工序。.1准备工作浇筑前的准备工作包括基础面处理、施工缝处理、各项检查、及清仓处理等。（1）基础面处理：对于砂砾地基应清除杂质、整平基面、浇筑1020cm低强度混凝土垫层；对于土基可铺碎石、盖湿砂、压实；对于岩基，清除表面松软岩石、棱角、反坡，用高压水

52、枪冲洗并除去积水。（2）施工缝处理：施工缝包括施工分块缝和因间隔超初凝时间而形成的冷缝。对未完全硬化的缝面可采用高压水枪、风砂枪、钢丝刷进行冲毛或刷毛并冲洗干净；对已硬化的缝面可人工或机械凿毛，使表层石子半露，并清碴、冲洗；纵向垂直缝可只冲洗。（3）各项检查：浇筑前要检查模板尺寸及位置是否准确、支撑与固定是否稳固、接缝是否严密，钢筋的数量、规格、形状、尺寸、及位置是否正确，绑扎是否牢固，保护层厚度是否符合要求，预留和预埋设施（件）是否齐全、准确；施工条件（如脚手架、水、电、料物供应、机具、设备等）是否满足要求。（4）清仓处理：浇筑前要清除仓内碎渣、垃圾、杂物，并进行冲洗。.2入仓铺料入仓铺料有

53、斜层、平层和台阶铺筑法。按倾斜方向（坡度小于10°）、由一端向另一端整体推进地铺料为斜层铺筑法，适宜小体积、浇筑块高度1.5m以下的浇筑；将整个浇筑体分为多个平层、逐层浇筑的方法为平层铺筑法；按平层铺料（边铺边振捣）、本层未完就陆续开始另一层的铺料、各层形成台阶状的浇筑方法为台阶铺筑法。铺料方法和料层厚度的选择应考虑施工能力（拌和、运输、振捣）、气温、初凝时间、温控要求等因素，以不产生冷缝为宜，大体积混凝土浇筑多采用平层铺筑法或台阶铺筑法。分层铺料的间隔时间（本层混凝土自拌和出料口开始、到开始覆盖另一层混凝土止所经历的总时间）不得超过混凝土的初凝时间。.3平仓振捣对仓内混凝土拌和物进

54、行平整，使其厚度和材料分布均匀、顶面平坦，称为平仓；一般利用插入式振捣器或振捣机进行平仓，小型工程也常用铁锨平仓。通过振捣使混凝土拌和物变得均匀密实，人工振捣一般用振捣锤、振捣杆、振捣铲、铁锨等工具进行锤击或插捣，机械振捣常使用插入式或表面式振捣器进行振捣。混凝土养护与温控措施混凝土的硬化和强度提高要在较长时段内、随着水化反应的持续发生逐渐完成，这期间需要有足够的水分、一定的温度、并控制温差，所以要对混凝土采取温控措施和加强养护，养护时间的长短主要取决于当地气温和水泥品种，一般为28天。.1保潮常用保潮方法有：用水覆盖；用潮湿的麻袋、草袋、锯末、湿砂、湿土等覆盖，并洒水保持湿润；用塑料薄膜封盖

55、，利用内部水分保持湿润；直接洒水或用水管滴水保潮。.2保温及温控措施水化反应速度与温度成正比，所以要保持适当温度；而水化反应释放的热量又使内部温度升高，如果内外温差过大则可能导致温度裂缝，所以又要减小内外温差。（1）冬季施工采取保温措施：采用发热量高的快凝、早强性水泥；掺入早强、催化、防冻剂；加热水或骨料加热（如烘炒、蒸汽加热）拌和；保温蓄热（用草帘、锯末、稻草、麦秸、炉渣等保温材料覆盖，让内部产生的热量散发在其周围，使其内外温度都较高）；加热养护（如搭设暖棚保温、采用蒸汽养护等）。（2）夏季施工采取温控措施1）减少混凝土的发热量：选用低热水泥；减少水泥用量（采用小坍落度混凝土、埋设大块石、掺

56、用粉煤灰、加入减水剂等）。2）降低混凝土拌和物的入仓温度：尽量避开高温季节或高温时间浇筑；采取遮荫防晒措施；采用加冰或加冰水拌和；骨料预冷；运输保温，防止温度回升。3）加快混凝土散热：增加洒水次数，加快热量扩散和防止热胀干缩裂缝；薄层浇筑，增加散热面；适当延长浇筑间隔时间，增加散热时间；采取预冷措施后采用较厚层浇筑，防止冷气丧失；大体积混凝土内部预埋水管，通过循环冷却水加快内部散热。9.堤防观测基本知识堤防工程观测项目应根据工程级别、运行条件、地质地形条件、水文气象条件、运用管理和维修养护要求等因素综合分析确定，基本观测项目有水位观测、堤身表面观测、工程变形（沉降、水平位移）观测、工程内部探测

57、、渗流观测等，本章主要介绍堤防工程的日常观测（堤身表面观测和水位观测）。水位、潮位观测水位观测水位，指水体某固定点的自由水面相对于基准面的高程（以米计）。江河水位是指江河上某断面位置、某时间、对应某流量的水面高程，观测水位时一定要选择观测位置、并根据水情和需要确定观测时间。.1观测断面位置（站点）的选择根据河势和工程情况，一般将水位观测断面（站点）选择在以下位置：靠水时间长、溜势比较稳定、代表性强的河段或重要工程段落位置；进洪、泄洪工程口门的上下游；水闸、泵站等引水工程的进出口（临背河）；其他需要观测水位的地点或工程部位。.2水位观测方法水位观测方法主要有利用水尺的人工观测和利用自记水位计观测，也可利用遥感技术进行观测和传递。（1）利用水尺观测水位1）水尺的设置：水尺按用途分为基本水尺、参证水尺、辅助水尺等。基本观测站（常设测站）设置基本水尺，用于逐日观测水位；设置在自记水位计旁、用以校核自记水位计的水尺为参证水尺；辅助水尺是在主要