水工围堰拆除方法与试验

1∶100 围堰模型倾倒试验在三峡整体模型开展，模型模拟庙河至莲沱约30km原型河段，包括三峡枢纽及沿程地形地貌，模型长度比尺为1∶100，按重力相似准则设计。各种物理量比尺换算关系如下：

1.模型试验内容

（1）倾倒的可靠性试验：在水位135m条件下，围堰是否能顺利倾倒，以及堰块倾倒后的形态。

（2）倾倒产生的涌浪测试：在水位135m条件下，测试围堰倾倒时产生的涌浪情况，了解围堰拆除时产生的涌浪对周围环境的影响。

2.整体倾倒过程试验

堰内外水位为135m高程条件下，堰块整体倾倒试验共做了3 次。

从振动测试资料分析：在有水条件下，堰块从开始倾倒至完全触地的时间为1.1～1.2s。

堰块倾倒后的形态：6 号堰块由于受原导流明渠边坡的影响出现该堰块下游坡脚局部高于高程110m，15 号、14 号堰块下游坡脚局部高于高程110m；其余堰块上游面触地，倾倒后堰块均低于110m高程，也没有出现堰块之间重叠现象。

用DDA程序对1∶100 模型在有水条件下的倾倒过程进行模拟，1∶100 模型堰块从开始倾倒到完全静止整个过程为1100ms，计算结果与模型试验的录像测试成果进行对比，无论是倾倒过程还是倾倒时间（实测倾倒时间1.1～1.2s）几乎一致。模型倾倒过程的数值模拟如图10.4.1 所示。

图10.4.1　1∶100模型堰块计算倾倒过程（有水条件）(www.xing528.com)

（a）0ms；（b）300ms；（c）600ms；（d）900ms；（e）1100ms

另外，试验还表明：在有水工况条件下围堰整体倾倒产生的振动明显小于无水条件下产生的振动，有水条件下产生的振动仅为无水条件下的1／8～1／6。

3.围堰整体倾倒涌浪观测

结合1∶100模型倾倒试验，进行涌浪观测。采用超声水位仪同步连续测试记录涌波水位值，并可自动整理、输出试验数据；岸坡最高水位、最低水位采用水准仪直接测量相应高程。

在围堰中部垂直于围堰轴线的堰前80m、堰前330m、堰前630m及堰前1140m处布设4个测点，坝前15m处布设1 个测点，茅坪溪内布设1 个测点；在坝前茅坪港区岸坡设两处涌浪爬高测点，其中一处正对围堰，在堰前1380m处；另一处斜向对应围堰（夹角约45°），在堰前1400m处。

在堰体至坝前形成较大涌波，最高水位为137.33m 高程，即坝前最大涌浪高度为2.33m。

堰前80m处最高水位为136.55m高程，即该处最大涌浪高度为1.55m。向上游传播波速约20～25m／s，波长约500～600m。

涌波在堰前330m处最高水位为136.95m高程，即该处最大涌浪高度为1.95m。

涌波到达茅坪凤凰山前已明显衰减，堰前1140m处最高水位为135.85m高程，该处最大涌浪高度为0.85m。

正对围堰的茅坪凤凰山脚出现涌浪爬高，试验测得茅坪凤凰山脚正对围堰处最高水位为139.2m高程，即该处最大涌浪爬高为4.2m。斜向对应围堰处爬高3.1m。

把3 次试验各测点的最大涌浪值进行整理，得到涌浪随距离增加的变化趋势（图10.4.2）。从图10.4.2可明显看出：随着距离的增加，涌浪呈显著的衰减变化趋势。