草土围堰施工方案

定义：

筑土草袋围堰是用一层草袋一层土再一层草袋一层土在水中逐渐堆筑形成的挡水结构，为我国传统的河工技术。其下层的草土体靠上层草土体的重量，使之逐步下沉并稳定，堰体需放边坡。其基本断面是梯形，断面宽度是依据水深和施工时上游壅水高度及基坑施工场地要求来确定，据各地实践经验，断面宽为水深的2～3倍。流沙基础可采用机械化施工，断面宽度应适当的加大。由于草土体的沉陷较大，这必须留备足够的起高，一般超高为设计堰高的10％～l5％。

主要填筑材料：

1、草袋：麦柴和稻草是修筑草袋围堰的主要材料，稻草抗拉耐久性强。在选择柴草料时，要求长而整齐，并经过轻微碾压，吸水性强的支茎长度50厘米以上为宜。

2、土料：一般土壤即可使用。对土壤干湿度的简单测验，在现场将土用手握紧成团，掷地能散为宜。冻土、干土、含有较多砂砾石和有机物杂质的土壤不得使用。

3.本工程经现场实地考察，场地内原为河沟淤泥土质，后农民拆迁的建筑垃圾回填形成现有施工场地，现场的土方不可用于围堰工程，需外进土方施工1.草土围堰施工方案 1.1. 平面布置

草袋筑土围堰的平面布置见附图。 1.2. 横断面

堰体横断面见附图。 ⑴. 堰顶高程

按常水位季节的水位和考虑气候变化以及河道底需要清淤等因数，本工程围堰高度6.5m加高0.5m，即围堰高度定为7.0m。

(2) 堰体断面

顶宽为10.0m，施工时近似按矩形截面施工，其边坡由围堰土自重压缩和被水冲刷后形成，约1:0.2～1:0.4,底宽13.0m。

(3). 稳定性验算

草袋筑土围堰受到的水平力为外侧水压力P水、外侧土压力P土，受到的竖向力为自重G0、外侧土对堰体的竖向压力G土、基底水的渗透压力U。

计算工况：

草袋筑土围堰高H=7m，水头高H水=5m，草土围堰的容重γ重γ

水

草土

=12KN/m3，水的容

=10KN/ m3，卵石的容重γ

卵石

=19KN/m3，卵石的浮容重γ'卵石=11KN/m3，取土的

内摩擦角φ=250，静止土压力系数Ko=0.2，草土体基底与地基的摩擦系数f=0.4。

（注：图中高程为相对高层） 外侧水压力: P水=1/2H水 2γ外侧土压力:

P卵石=1/2KOγ'H² =2.475KN/m 堰体重量:

G0=1/2(10+13)×7×γ

草土

水

=125KN/m

=966KN/m

外侧土对堰体的竖向压力： G卵石=1/2×（1.5 ×γ渗透扬压力: U=1/2×H水×10×γ抗滑稳定系数：

K1=f(G0+G卵石-U)/(P水+P土)=2.3＞1.3 抗倾覆稳定系数：

K2=(G0×6.5+ G卵石×6)/(U×13×2/3+P水×5×1/3+ P卵石×1.5×1/3)=2.7>1.5 满足要求。

水

卵石

）×1.5 =21.375KN/m

=250KN /m

土坡稳定系数：

如上图所示，根据流体力学理论结果，上游三角形AFM高为5m，宽为ΔL的矩形来代替，这一矩形和上游三角形渗过同样的流量，消耗同样的水头，ΔL值可用下式计算：ΔL=m1/（1+2m1）H1=5/7

然后把上游三角形和中间段合成一段EOB''B'，通过这段渗流区域的渗流流量为q1=k（H1²-ao²）/2L'

下游段三角形B'B''N段，应用达赛定律可得其渗流量：q2=k*ao/m2 根据水流连续条件q1=q2 得ao=0.04，q=0.2k

可得浸润线方程为：H1²-y²=（2q/k）x即0.4x=25-y²

按泰勒的经验方法确定最危险滑动面圆心位置。当ρ=25°，β=78°时，知土坡的滑动面是坡脚圆，其最危险滑动面圆心的位置可从泰勒方法确定最危险滑动面圆心位置曲线得α＝５５°，θ＝１８°，由此作图求得圆心ｏ。

将滑动土体ＢＣＤＢ划分成竖直土条。滑动圆弧ＢＤ的水平投影长度为Ｈ×ｃｔｇα＝５.１４ｍ把滑动土体划分为５个土条，从坡脚Ｂ开始编号。

计算各土条滑动面中点与圆心O的连线同竖直线间的夹角αi值。按下式计算 Sinαi=αi/R

即R=H/2sinα*sinθ=13.77m

从图中量取各土条中心高度，计算各土条wi=γbihi及wisinαi、wicosαi值，结果列于下表

土条编号 1 2 3 4 5 合计 土条宽度bi 1 1 1 1 1.14 土条中心高hi 1.07 2.68 4.22 5.55 3.77 土条重力wi 20.33 50.92 80.18 105.45 81.6582 αi 7.5 14.4 20.8 27.3 34.8 wisinαi 2.65 12.66 28.46 48.34 wicosαi 7.49 14.05 18.29 18.15 L 46.58 23.93 138.69 81.91 8.65 计算L=2θRπ/180=8.65m

计算土坡的稳定安全系数K

K=（tanρ∑wicosαi+cL）/Σwisinαi=1.31 1.3. 堰体材料

⑴. 土料

黄土、粉土、壤土、粘壤土等均可用作草袋围堰的填筑材料，土料的天然干重度不得小于1.4，含水量以13～17%为宜。土料应含有一定量的10cm以下的粗颗粒，土料入水后10min左右被完全浸润并崩解对施工较为有利。若粉粒过多，土料入水后立即崩解为稀泥状，不利于堰体成型。

⑵. 草袋

草袋采用新鲜稻草，长度不得小于0.5m。草捆直径一般为45～50cm，长度为110～120cm，重量约为10kg。草袋必须扎紧，要求用草绳绑扎三道，草捆外形示意

见图。

草袋外形示意图

1.4. 堰体填筑工艺

⑴. 草袋铺设

开挖堰体基槽后，沿堰体的长度方向摆设一层草袋。每排草袋采用草绳联系成一个整体，并且两排相邻草袋之间按草袋长度的1/3进行搭接。

⑵. 铺散草

在捆袋的表面均匀铺设一层10cm厚的散草。堰体两侧沿边缘铺设一层与堰体轴线垂直的草杆，其它部位可任意散铺。

⑶. 铺土

散草铺完后，即在上面铺土，厚度为25～35cm。铺土时，除堰体两边留出20cm宽的草边不盖土外，其余部位需要将散草均匀覆盖。

重复以上三道工序，直至填筑到要求的高程。 ⑷. 碾压

草袋筑土围堰水下填筑施工过程中，对铺土可不必进行夯实或碾压，当水下填筑部分全部完成后，要求对全堰面压实，使干密度达到1.5g/m3以上。 1.5. 其它施工要点

⑴. 设置子堰

围堰内的汇水面积较大，并且岩溶发育，通过设置子堰来增加基坑的排水能力。 ⑵. 堰体底部防渗

在堰体底部铺设一层塑料薄膜，使堰体与河床透水层隔离，可防止堰体底面被冲刷破坏。

⑶. 裂缝处理

施工中堰体表面出现裂缝时，可根据大小选择处理方法。当出现裂缝宽度小于

5cm时，应及时碾压处理。当出现大于5cm的裂缝时，应进行局部加草土补强压实。

⑷. 施工监测

为防止围堰因变形过大而破坏，应进行施工监测。通过二种方法进行监测，一为通过目测对围堰的开裂、冲刷、明显沉降或位移等进行观察，一为通过在堰体的中央、角点或经过处理的破坏位置设置沉降位移观测点，通过测量仪器观测其沉降、变形情况及其发展趋势。

⑸. 施工排水

为保证外翻身河的水流畅通，本工程在两道围堰之间用混凝土管连接，混凝土管布置平面见附图，在子堰内、子堰与主堰之间均设置一定数量的排水沟和抽水坑，现场视需要及时采用足够数量的潜水泵进行排水。 1.6主要施工措施

1、围堰填筑必须按照作业规程进行，专人值班指挥。确保围堰下不形成包心淤泥。项目部成立以项目经理为首的施工管理机构，明确质量责任人，事事有人抓。

2、施工前对机械手和工人进行技术交底，控制各个施工环节，让每一个人都知道自己怎么做，如何做。并实行质量管理责任制，达不到质量要求必须进行返工。

3、围堰填筑位置的杂物必须清除干净，以防止围堰在此处渗水。 4、围堰填筑用土严禁夹带淤泥、杂草、石渣、砼块等杂物。

5、围堰填筑完成后在抽排水期间，严格控制降水速率，加强围堰变形观测，防止抽水过快造成坝体滑坡，并及时做好坝体加固工作。

6、备足防汛、抢险应急机械、材料、器具。制定抢险应急预案。围堰安全全天候值班。

二、 施工工艺 1、围堰的填筑 由于河道较窄，水位较低，本工程量围堰采用土围堰。 土方采用河岸线以内的基坑开挖土方。围堰填筑用土，由挖掘机在河道两侧上层挖取，用自卸汽车运至围堰填筑地点，再由挖机自两侧向河道中推碾填筑，直至合拢并达到设计高程及顶宽。 施工围堰不仅仅是临时挡水堰体，而且是确保工程顺利施工、保证施工安全的重要措施，因此，围堰的填筑施工必须符合施工规范的有关要求，并逐层碾压密实，及时检测，同时在施工过程中，严格控制围堰的设计断面尺寸。围堰设置情况如下图应该注意的是： a、围堰填筑前，应对围堰基底彻底清除，以确保填筑的围堰与堰基和填筑的接合面有良好的结合，保证围堰的防渗性能。 b、所有的围堰填筑的土料均要选用表层的A类土，确保围堰的填筑质量。 2、施工围堰的维护 为了防止雨水冲刷、风浪对围堰的影响，等围堰填筑完成后，在围堰迎水面（最低水位以下1m到堰顶）采用蛇皮袋装土叠铺进行防护，必要时，在围堰背水坡脚采用防渗导流措施进行防护。围堰施工完毕后，经常派人维护检查，在围堰背水面纵向两侧坡脚处各设置集水坑一个，并派专人排水，保持基坑内干燥。安排专人对围堰外的水位进行观测以及对围堰的检查，发现意外情况及时汇报，及时采取在围堰顶施打子堰加高等应急措施，确保围堰在高水位期间万无一失。

施工方法 测量放样：在围堰轴线两端设置钢管定位桩，定位桩通常用三根钢管形成三角架构成。 清 基：采用普通式挖掘机进行围堰清基，将清基土用运输汽车拉到弃土区。 填 土：采用挖机挖取土区土，运输汽车运土至堆放区，推土机推入河中。 封顶修整：水位以上堰体填筑分层填筑，分层厚度30cm，1.2m³挖掘机装车。2m³自卸汽车运输，推土机平整。 围堰填筑一次成型。围堰顶部土方结合临时道路路基同时施工，上部40cm采用煤干石做为临时道路路基。 围堰防护：围堰迎水面采用复合土工膜覆盖，袋装土压实。背水面采用砂袋土挡土，防止围堰淤土流入基坑。 围堰拆除：围堰水上部分采用挖掘机开挖，自卸汽车运输至弃土场，水下部分采用普通挖泥船开挖。 3.围堰清基、填筑 围堰从料场开挖土料进行填筑，水下部分采用进占法施工。水上部分围堰分层碾压施工，分层厚度取30厘米，填筑时预留30厘米沉降量。纺织袋护坡土料采用料场土方，挖掘机开挖，自卸汽车运输至围堰上，人工装袋后装船，运至护坡位置后人工抛填。 纵向加筋土工织物围堰在湖内侧围堰合龙且闸塘排水完成后开始施工。首先采用推土机清基，然后进行原土碾压，铺设第一层土工织物。利用推土机采用进占法铺设第一层土，待第一层全部铺满后全断面按规定进行碾压，取样试验合格后铺设第二层土工织物并依以上方法继续施工。 围堰填筑施工计划10天合拢，然后进行背水面修整，迎水面纺织袋土护坡的抛填。纵向土工织物加筋围堰施工过程中严禁大型施工机械直接碾压土工织物。在围堰填筑中严格按照设计断面要求和填筑质量标准进行控制,确保主体工程安全。