4.1设计标准

　　4.1.1围堰级别划分依据SDJ338第2.2.1条。在大江大河上修建围堰，若围堰高度超过70m，拦蓄库容大于10m3，围堰失事后果极为严重，围堰级别应相应提高。例如：长江三峡工程二期上游土石围堰最大高度达82.5m，拦蓄库容20m3，使用年限4年～5年，围堰失事将直接威胁下游葛洲坝工程和宜昌市的安全，延误三峡工程建设工期，推迟发电，造成长江断航，后果严重，因此二期上游土石围堰按Ⅱ级建筑物设计；三峡工程三期上游碾压混凝土围堰最大高度达124m，拦蓄库容147m3，已属高坝大库，使用年限虽3年～4年，但该围堰不仅保护三期基坑施工，还担负着挡水发电和保证通航的重任，长期在高水头下运行，围堰一旦失事，对下游葛洲坝工程及宜昌市将造成重大灾害，致使三峡工程左岸电站发电中断和长江断航，危害极大。因此，三期上游碾压混凝土围堰按Ⅰ级建筑物设计。鉴于三峡围堰工程是特例，故在规范与导则中围堰最高级别仍定为Ⅲ级建筑物。

　　4.1.2围堰设计洪水标准常用频率法确定，根据围堰类型和级别，按SDJ338选用。还应考虑可能遭遇超标准洪水时的紧急措施。围堰设计洪水标准也可采用典型水文年法确定。例如：长江葛洲坝工程围堰设计考虑坝址水文观测系列达96年，设计洪水采用典型年法，选择1954年实测最大洪水流量66800m3/s(相当于理论频率重现期约10年)，作为围堰设计洪水流量，采用1896年实测最大洪水流量71100m3/s(相当于理论频率约20年)作为校核流量，对于大江上游土石围堰和上游纵向钢板桩格型围堰担负挡水发电重任，选用1788年的历史调查洪水86000m3/s(相当于理论频率约120年)作为保堰流量。巴基斯坦的塔贝拉水利工程围堰设计标准采用10年实测最大洪水流量21300m3/s；曼格拉水利工程围堰设计洪水标准则按1959年实测最大洪水流量23600m3/s(相当于20年一遇洪水)，说明各工程取用的洪水标准不同，因此，围堰设计洪水标准应视本工程实测水文观测系列和具体情况综合分析确定。

　　4.1.3过水围堰的挡水标准在重现期3年～20年范围内选定。由于过水围堰在汛期允许淹没基坑，其选择的挡水流量标准不同，每年围堰过水淹没的次数就不同。若围堰设计挡水流量标准太高，导流建筑物工程费用增大，但由于过水次数减少，淹没基坑损失的费用相应减少，而有效施工时间增长，可缩短工期；反之，若围堰设计挡水流量标准太低，导流建筑物工程费用减少，工期增长。因此，过水围堰设计挡水流量标准的选择需进行全面的技术经济比较。我国一些水电工程(如乌江渡、隔河岩)过水围堰设计挡水流量标准采用实测流量分析法，通过对围堰过水次数和停工天数的分析比较，选择合理的挡水流量标准。若实测水文系列较长，视围堰情况也可按实测典型年资料分析选用。

　　4.2基本资料

　　4.2.1围堰设计所需的坝址水文、气象资料可利用枢纽主体建筑物设计需要的资料。水文资料中频率计算值包括1%、2%、5%、10%、20%频率的全年和枯水期时段及分月瞬时最大及日平均流量，典型洪水过程线；枯水期逐月平均流量及5%、10%、20%月平均流量。例如：长江葛洲坝工程、三峡工程围堰设计需要枯水期逐月分旬平均流量及5%、10%、20%旬平均流量。

　　坝址水位流量关系曲线通常取围堰轴线的水位流量，但对于河道水位比降较大的坝址，需测出上下游围堰处的水位流量关系。坝址降雨、冰情、气温及风速资料可利用主体建筑物结构设计和施工设计所需要的资料。

　　4.2.2围堰设计所需坝址地形、地质资料主要是：围堰范围内的地形、地质图；围堰基础覆盖层、基岩特性，力学指标及渗透资料；用于围堰防渗土料、防冲块石料及堰体填料的料场资料。

　　4.2.3围堰平面布置方案研究，需要枢纽总布置图、永久建筑物结构型式和施工程序等资料。对于分期导流方式，纵向围堰位置直接影响枢纽布置方案和施工程序。

　　4.2.4围堰施工设计依据施工导截流方式、模型试验及枢纽工程施工总布置、总进度进行布置和安排。

　　4.2.5围堰运行期水力学条件应按围堰设计标准及设计洪水流量和导流泄水条件进行水力学计算，求得围堰挡水水位及附近的流速值。对于属Ⅳ级以上的建筑物围堰尚需通过水工模型试验验证，并测出围堰附近的水流流态及流速资料。

　　对于有漂木和排冰的河道，尚需查明漂木和排冰情况，以便于设计研究漂木和排冰措施。

　　在有航运要求的河道修建围堰必须尽量减小围堰对航运的影响，并采取措施避免或缩短断航期。

　　4.2.6过水围堰运行期的挡水条件按挡水时段的设计流量和导流泄水条件计算围堰挡水位。过水水力学条件可按围堰过水设计洪水流量和导流泄水建筑物联合泄流进行计算，求得围堰过水泄流量及平均流速。鉴于围堰过水最大流速不一定出现在设计洪水流量，因此，应选择几组流量进行计算。同时，对围堰下游消能防冲也应进行水力计算。对于Ⅲ、Ⅳ级过水围堰宜通过水工模型试验测得围堰过水流态及流速资料。

　　4.2.7围堰平面布置一般距主体建筑物较近，尤其是纵向围堰因位置限制，靠近主体建筑物布置，需分析研究主体建筑物基础开挖断面和爆破对围堰稳定及堰基渗透的影响。通常，主体建筑物基础开挖采用控制爆破，基岩开挖的开口边线与围堰坡脚距离宜控制在10m～20m，还需满足基坑排水站和施工道路布置的要求。

　　4.2.8全河床断流方案、导流隧洞及明渠泄流可能造成对下游围堰的冲刷，一般在导流隧洞及明渠出口平面布置时，尽量使主流远离围堰坡脚。对大、中型导流围堰工程尚需通过水工模型试验，测出下游围堰坡脚处的流速、流态资料，供设计研究围堰防冲保护方案。分期导流方案，利用束窄河床泄流或已建的永久泄水建筑物泄流，对纵向围堰及下游横向围堰坡脚可能造成冲刷，拟先进行水力学计算分析，必要时通过水工模型试验验证。

　　4.2.9围堰设计需了解坝址河段泥沙资料，包括河流泥沙含量、泥沙的物理力学指标、渗透系数，以便分析围堰修建后，上、下游围堰迎水坡脚泥沙淤积范围及淤积厚度。分期导流方案，一期围堰束窄河床后，对河床覆盖层造成冲刷，需分析河床覆盖层冲刷范围及冲刷深度。

　　5围堰型式选择

　　5.1选择原则

　　5.1.1围堰属挡水建筑物，虽系临时工程，但在运行期必须安全可靠，应满足水工建筑物的稳定、防渗及抗冲要求。

　　5.1.2围堰系临时建筑物，通常围堰施工安排在一个枯水期修筑至设计高程或度汛高程，以保安全度汛，因此，围堰施工工期紧；同时，围堰在围护的永久建筑物投入运行前，需拆除部分堰体或全部堰体。故在选择围堰型式时，应考虑堰体结构简单、施工方便，在保证围堰施工质量的前提下，有利于加快施工速度和后期拆除。

　　5.1.3围堰基础处理使其满足堰体稳定和防渗要求，围堰型式选择时，应结合围堰基础地质(含堰基覆盖层及基岩)条件，尽量简化基础处理方案，在保证施工质量前提下，以加快围堰施工进度。

　　围堰与岸坡或建筑物连接需满足防渗和稳定要求，应视岸坡地形、地质条件和建筑物的结构特点选择连接简便的接头型式。

　　5.1.4围堰型式选择应充分利用当地材料和主体建筑物基础开挖料，在大中型水电工程中应优先选用土石围堰，以便于填筑和拆除。

　　5.1.5围堰型式选择应尽可能使堰体与主体建筑物相结合，以节省工程投资。例如辽宁省山美土石坝高72.5m，上游土石围堰高18m，作为土石坝的一部分；三峡工程二期下游纵向混凝土围堰高56.5m，与溢流坝导墙相结合。

　　5.1.6围堰是临时建筑物，设计标准不宜太高，在围堰型式选择时要能适应防汛抢险施工需要，在遇超标准洪水时，采取应急措施加高围堰。

　　5.2土石围堰

　　5.2.1土石围堰的优点是可利用当地材料，堰基易于处理，施工和拆除都较简便，属常用的围堰型式。