土石过水围堰堰体是散粒体,围堰过水时,水流对堰体的破坏作用有两种:一是过堰水流沿围堰下游坡面宣泄的动能不断增大,冲刷堰体溢流表面;二是过堰水流渗入堰体所产生的渗透压力,引起围堰下游坡连同堰体一起滑动而导致溃堰。因此,对土石过水围堰溢流面及下游坡脚基础进行可靠的防冲保护,是确保围堰安全运行的必要条件。土石过水围堰型式按堰体溢流面防冲保护使用的材料,可分为混凝土面板溢流堰、混凝土楔形体护面板溢流堰、块石笼护面溢流堰、块石加钢筋网护面溢流堰及沥青混凝土面板溢流堰等。按过流消能防冲方式为镇墩挑流式溢流堰及顺坡护底式溢流堰。通常,可按有无镇墩区分土石过水围堰型式。
1、设镇墩的土石过水围堰
在过水围堰下游坡脚处设混凝土镇墩,其镇墩建基在岩基上,堰体溢流面可视过流单宽流量及溢流面流速的大小,采用混凝土板护面或其他防冲材料护面。若溢流护面采用混凝土板,围堰溢流防冲结构可靠,整体性好,抗冲性能强,可宣泄较大的单宽流量。但镇墩混凝土施工需在基坑积水抽干,覆盖层开挖至基岩后进行,混凝土达到一定强度后才允许回填堰体块石料,对围堰施工干扰大,不仅延误围堰施工工期,且存在一定的风险性。
2、无镇墩的土石过水围堰
围堰下游坡脚处无镇墩堰体溢流面可采用混凝土板护面或其他防冲材料护面,过流护面向下游延伸至坡脚处,围堰坡脚覆盖层用混凝土块、钢筋石笼或其他防冲材料保护,其顺流向保护长度可视覆盖层厚度及冲刷深度而定,防冲结构应适应坍塌变形,以保护围堰坡脚处覆盖层不被淘刷。这种型式的过水围堰防冲结构较简单,避免了镇墩施工的干扰,有利于加快过水围堰施工,争取工期。
1、设镇墩的土石过水围堰适用于围堰下游坡脚处覆盖层较浅,且过水围堰高度较高的上游过水围堰。若围堰过水单宽流量及溢流面流速较大,堰体溢流面宜采用混凝土板护面。若围堰过水单宽流量及溢流面流速较小,可采用钢筋网块石护面。
单宽流量及溢流面流速较大,堰体溢流面采用混凝土板护面,围堰坡脚覆盖层宜采用混凝土块柔性排或钢丝石笼、2、无镇墩的土石过水围堰适用于围堰下游坡脚处覆盖层较厚、且过水围堰高度较低的下游过水围堰。若围堰过水大块石体等适应坍塌变形的防冲结构。若围堰过水单宽流量及溢流面流速较小,堰体溢流面可采用钢筋网块石保护,堰脚覆盖层采用抛块石保护。