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围堰筑岛设计汇报
演讲人:
日期:
目录
CATALOGUE
02.
围堰设计原理
04.
施工工艺与流程
05.
安全与环境保障
01.
03.
筑岛设计方案
06.
成本与进度管理
项目背景概述
01
项目背景概述
PART
工程地点与环境特点
水文地质条件
工程区域位于河流交汇处,地下水位较高,土层以砂质黏土和粉砂为主,需考虑渗透性和承载力对围堰稳定性的影响。
气候与生态因素
周边设施限制
区域多雨,季节性水位波动显著,周边存在湿地生态系统,设计需兼顾防洪与环境保护要求。
邻近既有桥梁和管线,施工需避免对其造成扰动,并预留安全距离。
1
2
3
设计目标与需求
结构安全性
围堰需抵御水流冲击和土压力,采用钢板桩或双排桩结构,确保施工期稳定性。
施工效率优化
通过模块化设计和机械化施工缩短工期,减少人工干预,降低复杂环境下的作业风险。
环保合规性
控制泥沙扩散,采用生态友好型材料,设置沉淀池和防污帘保护水域生态。
分阶段实施
协调材料运输与设备进场,避免雨季或极端天气影响关键节点进度。
资源调度计划
风险预案
针对地质突变或设备故障制定应急方案,预留缓冲时间保障整体工期可控。
划分为围堰搭建、岛体填筑、主体施工及拆除四个阶段,明确各阶段技术衔接点。
项目时间规划
02
围堰设计原理
PART
围堰结构类型选择
土石围堰
适用于水深较浅、流速较缓的河道,采用分层填筑压实工艺,需考虑土石料的渗透系数及抗冲刷性能,核心在于防渗体(如黏土心墙)的构造设计。
01
钢板桩围堰
适用于深水或软土地基,通过锁口连接的钢板桩形成连续挡水结构,需计算桩体嵌固深度及弯矩分布,并配套内支撑体系以抵抗水土压力。
双壁钢围堰
针对大型桥梁基础施工,由内外壁板加隔舱构成,兼具挡水和承重功能,需进行浮运稳定性验算及下沉过程中的水密性控制。
混凝土围堰
多用于永久性挡水工程,采用现浇或预制结构,设计时需考虑温度应力控制及接缝止水措施,适用于高水头工况。
02
03
04
水力学计算分析
渗流场模拟
基于达西定律建立有限元模型,分析围堰内外水位差下的渗流路径、渗透坡降及渗流量,确保防渗体系满足允许渗透量要求。
波浪荷载计算
采用JONSWAP谱或PM谱推演设计波高,计算波浪对围堰的冲击力及越浪量,尤其需关注台风期极端工况下的结构安全。
冲刷深度预测
运用经验公式(如Laursen法)或CFD数值模拟,预估围堰周边局部冲刷坑发展,指导抛石护底的范围及厚度设计。
过流能力校核
针对导流围堰,需通过曼宁公式复核泄流通道尺寸,确保施工期设计洪水能安全下泄,避免堰前壅水过高。
稳定性评估方法
整体抗滑稳定分析
采用瑞典圆弧法或毕肖普法计算最危险滑裂面,考虑水位骤降、地震等工况下的安全系数,要求黏性土≥1.3、砂性土≥1.5。
地基承载力验算
依据太沙基理论或汉森公式,核算围堰基底应力是否小于修正后的地基容许承载力,软土地基需结合固结排水条件分析。
抗倾覆稳定性
针对重力式围堰,计算力矩平衡条件下抗倾安全系数(通常≥1.6),重点校核高水位+波浪组合工况的稳定性。
抗震性能评估
按反应谱法或时程分析法计算围堰在地震作用下的位移响应,液化土层需采用碎石桩或深层搅拌桩进行地基处理。
03
筑岛设计方案
PART
岛屿形态与尺寸规划
根据水域环境及功能需求,采用圆形、椭圆形或多边形等几何形态,确保水流阻力最小化,同时满足结构稳定性要求。岛屿边缘需设计缓坡或阶梯式过渡,以减少波浪冲刷影响。
几何形状优化设计
依据潮汐或水位变化数据,划分岛屿不同区域的高程层次。核心区需高于极端水位线,外围区域可设计为生态湿地或缓冲带,兼顾防洪与生态功能。
分层高程控制
结合岛屿用途(如旅游、仓储或生态修复),合理规划各功能区面积比例。例如,旅游区需预留30%-40%空间用于道路与公共设施,仓储区则需强化荷载分布计算。
功能分区尺寸匹配
优先选用再生骨料、疏浚土等可持续材料,其物理性质需符合抗压强度≥5MPa、渗透系数<1×10⁻⁶cm/s的标准。对污染风险较高的水域,材料需通过重金属及有机物浸出检测。
填充材料选择标准
环保性与耐久性平衡
填充材料需满足特定级配曲线(如连续级配或间断级配),并通过振动碾压或水力填充工艺实现90%以上相对密实度,防止后期沉降。
级配与密实度控制
综合考虑材料开采、运输及施工成本,在50km半径内优选本地化材料供应链,降低碳排放与工程造价。
经济性与运输成本评估
深层搅拌桩加固
铺设竖向排水板(间距1-1.5m)结合堆载预压,加速软土固结,缩短工期。需同步监测孔隙水压力消散速率,避免剪切破坏。
排水预压法应用
振冲碎石桩技术
在高水位砂质地基中,通过振冲法植入碎石桩(置换率20%-30%),改善液化风险,提高地基抗剪强度与排水性能。
针对软土地基,采用水泥土搅拌
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