三、 筑堤堵口設(shè)計研究
挖泥船筑堤堵口設(shè)計研究包括沉淀池（子堤）設(shè)計研究、排水固結(jié)設(shè)計研究、施工組織設(shè)計研究等，該試驗研究必須滿足堤防設(shè)計中的堤身斷面、堤防的穩(wěn)定性和防滲要求。
1、關(guān)于泥沙沉淀池設(shè)計研究
沉淀池設(shè)計包括容量設(shè)計和沉淀池（子堤）設(shè)計以及排水口設(shè)計。確定沉淀池容量的因素有三個，一是按設(shè)計斷面分層確定堤防土方量。如從高程30米到33米需多少土方。二是要滿足挖泥船施工的要求，不同型號的挖泥船對應(yīng)不同的容量，三是要滿足排水固結(jié)要求。容量太大，排水固結(jié)的時間越長。吹填筑堤先要做好沉淀池，沉淀池的長、寬、深必須妥當(dāng)設(shè)計才能使吹填的土料能沉淀下來，沉淀池的寬度應(yīng)當(dāng)滿足斷面設(shè)計要求，一般是30—100米，沉淀池的長度，一般取500—2000米，若太短，泥土不能充分沉淀而被排棄。根據(jù)洞庭湖區(qū)吹填筑堤試驗，利用大堤內(nèi)腳為一擋水面，離堤內(nèi)腳50—100米修子堤做成沉淀池，子堤高3—5米，池寬50米，池長200—500米，容量為0.5—1.0萬立米，可接納幾條小型挖泥船（80立米/小時）的泥水量。若池長為1000—2000米，容量為2—4萬立米，可接納大型（1600立米/小時）挖泥船的泥漿量，沉淀效果較好。
在沉淀池容量確定后，主要是進行子堤設(shè)計，子堤的高度是由沉淀池容量決定的，一般情況下為3—5米，子堤面寬1—1.5米，內(nèi)外坡比1：1.5，考慮新作子堤防滲效果差，滲漏嚴(yán)重，在長時間浸泡后，容易引起滲水脫坡，甚至垮堤，所以，子堤必須滿足適當(dāng)滲流而又不引起集中滲流的要求，保證子堤質(zhì)量。
排水口的大小直接關(guān)系到泥沙（土）沉積的多少。若排水口太大，挖泥船排出的混合泥水在沉淀池滯留的時間短，沉積的泥土就少，隨水流棄失的無效土方就多，工效就低；若排水口太小，混合泥水沉積的時間長，池內(nèi)水位就上升較快較多，子堤維護困難，導(dǎo)致垮堤，或者造成挖泥船非故障停工，工效也低。因此，必須根據(jù)沉淀池容量和施工機械的出水量合理選擇排水的大小和排水口水流流速，經(jīng)反復(fù)試驗研究證明，一般情況下棄水的水流速度在0.5米/秒以下為宜。排水口的位置宜選擇在水流的回水區(qū)。
2、關(guān)于排水固結(jié)設(shè)計研究
排水固結(jié)是影響堤防質(zhì)量和工期的主要因素之一，泥漿中的水分及時排出才能縮短工期。粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土和粘粒含量少的壤土，固結(jié)50天后，5米以下含水量小于28%，趨近流限；固結(jié)80天，填體含水量可降低到23—25%，接近穩(wěn)定含水量。其條件是做好填體內(nèi)排水設(shè)備。排水設(shè)備的用途是使施工過程中的泥漿多余水分排出壩體，使下部土層在填土壓重下固結(jié)，減少填體孔隙壓力，增加壩坡穩(wěn)定，特別是在土質(zhì)透水性小，含水量高而又必須縮短工期的情況下，專用排水設(shè)備的設(shè)置就顯得非常必要。我國《水中填土壩筑壩施工技術(shù)暫行規(guī)定》中規(guī)定，建筑在不透水地基上，壩高超過10米和建筑在透水地基上，壩高超過20米的均質(zhì)壩，均需設(shè)置專用排水設(shè)備。 堤體內(nèi)的排水設(shè)備用堅井和橫溝連通，井圈用竹籠或蘆席做成，或隨著填土上升，放在面上，中填砂， 每上升一層再抽出外圈，垂直的井徑0.7—1.0米，每個井控制的面積約100—400平方米，井距10—20米， 水平導(dǎo)滲管一般布置在堤外坡，管徑0.5米，是每個橫斷面上的豎井直徑通過水平導(dǎo)滲管，水平管的坡降1/100—1/200，固結(jié)后用泥封死。馬家鋪筑堤工程雖然做了排水設(shè)施，但其工藝和布局都不符合要求，且施工速度快，故未能起到排水的效果。施工期中產(chǎn)生鼓肚和滑坡現(xiàn)象。團洲垸堵口當(dāng)填筑到三分之二高程（填土厚約10米）時，填體嚴(yán)重滑坡塌陷。為了總結(jié)經(jīng)驗，對馬家鋪和團洲填體鉆孔取土做了土壤試驗，獲得土壤的物理性質(zhì)等有關(guān)數(shù)據(jù)。兩處分粉質(zhì)壤土和粉質(zhì)粘土：濕容重γ=1.73—1.80噸/立方米，干容重γa=1.17—1.39噸/立方米，含水量ω=29.2—52.2%，滲透系數(shù)K=5.57×10-6厘米/秒，排水速度很慢。
為使大堤在汛前達到設(shè)防高程，研究采取多方案排水，其主要措施：
1、開溝排水，溝距3—6米，溝深1—2米，為防止泥漿滑挫填溝，用竹板沙料等填溝；
2、削坡減載；
3、分設(shè)多級平臺（每4—5米設(shè)一級）；
4、拋石護腳。團洲堵口經(jīng)以上排水措施處理后，從3月底至5月初（約40天）已填筑的填體穩(wěn)定，終止滑動，堤頂在吹填體上再加高3—5米，堤頂面寬達8米。洞庭湖區(qū)10多處用挖泥船吹填堵口堤段，1998年特大洪水時，填體擋水深10米以上的情況下，安全無恙，沒有出現(xiàn)滲漏管涌和滑坡現(xiàn)象。
挖泥船筑堤堵口設(shè)計研究包括沉淀池（子堤）設(shè)計研究、排水固結(jié)設(shè)計研究、施工組織設(shè)計研究等，該試驗研究必須滿足堤防設(shè)計中的堤身斷面、堤防的穩(wěn)定性和防滲要求。
1、關(guān)于泥沙沉淀池設(shè)計研究
沉淀池設(shè)計包括容量設(shè)計和沉淀池（子堤）設(shè)計以及排水口設(shè)計。確定沉淀池容量的因素有三個，一是按設(shè)計斷面分層確定堤防土方量。如從高程30米到33米需多少土方。二是要滿足挖泥船施工的要求，不同型號的挖泥船對應(yīng)不同的容量，三是要滿足排水固結(jié)要求。容量太大，排水固結(jié)的時間越長。吹填筑堤先要做好沉淀池，沉淀池的長、寬、深必須妥當(dāng)設(shè)計才能使吹填的土料能沉淀下來，沉淀池的寬度應(yīng)當(dāng)滿足斷面設(shè)計要求，一般是30—100米，沉淀池的長度，一般取500—2000米，若太短，泥土不能充分沉淀而被排棄。根據(jù)洞庭湖區(qū)吹填筑堤試驗，利用大堤內(nèi)腳為一擋水面，離堤內(nèi)腳50—100米修子堤做成沉淀池，子堤高3—5米，池寬50米，池長200—500米，容量為0.5—1.0萬立米，可接納幾條小型挖泥船（80立米/小時）的泥水量。若池長為1000—2000米，容量為2—4萬立米，可接納大型（1600立米/小時）挖泥船的泥漿量，沉淀效果較好。
在沉淀池容量確定后，主要是進行子堤設(shè)計，子堤的高度是由沉淀池容量決定的，一般情況下為3—5米，子堤面寬1—1.5米，內(nèi)外坡比1：1.5，考慮新作子堤防滲效果差，滲漏嚴(yán)重，在長時間浸泡后，容易引起滲水脫坡，甚至垮堤，所以，子堤必須滿足適當(dāng)滲流而又不引起集中滲流的要求，保證子堤質(zhì)量。
排水口的大小直接關(guān)系到泥沙（土）沉積的多少。若排水口太大，挖泥船排出的混合泥水在沉淀池滯留的時間短，沉積的泥土就少，隨水流棄失的無效土方就多，工效就低；若排水口太小，混合泥水沉積的時間長，池內(nèi)水位就上升較快較多，子堤維護困難，導(dǎo)致垮堤，或者造成挖泥船非故障停工，工效也低。因此，必須根據(jù)沉淀池容量和施工機械的出水量合理選擇排水的大小和排水口水流流速，經(jīng)反復(fù)試驗研究證明，一般情況下棄水的水流速度在0.5米/秒以下為宜。排水口的位置宜選擇在水流的回水區(qū)。
2、關(guān)于排水固結(jié)設(shè)計研究
排水固結(jié)是影響堤防質(zhì)量和工期的主要因素之一，泥漿中的水分及時排出才能縮短工期。粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土和粘粒含量少的壤土，固結(jié)50天后，5米以下含水量小于28%，趨近流限；固結(jié)80天，填體含水量可降低到23—25%，接近穩(wěn)定含水量。其條件是做好填體內(nèi)排水設(shè)備。排水設(shè)備的用途是使施工過程中的泥漿多余水分排出壩體，使下部土層在填土壓重下固結(jié)，減少填體孔隙壓力，增加壩坡穩(wěn)定，特別是在土質(zhì)透水性小，含水量高而又必須縮短工期的情況下，專用排水設(shè)備的設(shè)置就顯得非常必要。我國《水中填土壩筑壩施工技術(shù)暫行規(guī)定》中規(guī)定，建筑在不透水地基上，壩高超過10米和建筑在透水地基上，壩高超過20米的均質(zhì)壩，均需設(shè)置專用排水設(shè)備。 堤體內(nèi)的排水設(shè)備用堅井和橫溝連通，井圈用竹籠或蘆席做成，或隨著填土上升，放在面上，中填砂， 每上升一層再抽出外圈，垂直的井徑0.7—1.0米，每個井控制的面積約100—400平方米，井距10—20米， 水平導(dǎo)滲管一般布置在堤外坡，管徑0.5米，是每個橫斷面上的豎井直徑通過水平導(dǎo)滲管，水平管的坡降1/100—1/200，固結(jié)后用泥封死。馬家鋪筑堤工程雖然做了排水設(shè)施，但其工藝和布局都不符合要求，且施工速度快，故未能起到排水的效果。施工期中產(chǎn)生鼓肚和滑坡現(xiàn)象。團洲垸堵口當(dāng)填筑到三分之二高程（填土厚約10米）時，填體嚴(yán)重滑坡塌陷。為了總結(jié)經(jīng)驗，對馬家鋪和團洲填體鉆孔取土做了土壤試驗，獲得土壤的物理性質(zhì)等有關(guān)數(shù)據(jù)。兩處分粉質(zhì)壤土和粉質(zhì)粘土：濕容重γ=1.73—1.80噸/立方米，干容重γa=1.17—1.39噸/立方米，含水量ω=29.2—52.2%，滲透系數(shù)K=5.57×10-6厘米/秒，排水速度很慢。
為使大堤在汛前達到設(shè)防高程，研究采取多方案排水，其主要措施：
1、開溝排水，溝距3—6米，溝深1—2米，為防止泥漿滑挫填溝，用竹板沙料等填溝；
2、削坡減載；
3、分設(shè)多級平臺（每4—5米設(shè)一級）；
4、拋石護腳。團洲堵口經(jīng)以上排水措施處理后，從3月底至5月初（約40天）已填筑的填體穩(wěn)定，終止滑動，堤頂在吹填體上再加高3—5米，堤頂面寬達8米。洞庭湖區(qū)10多處用挖泥船吹填堵口堤段，1998年特大洪水時，填體擋水深10米以上的情況下，安全無恙，沒有出現(xiàn)滲漏管涌和滑坡現(xiàn)象。