拦沙坝sediment storage dam

在有泥石流或山洪暴发的荒溪沟道中修建的高于5米的拦挡建筑物。它的作用是：❶拦蓄沙石或泥石流，以减轻其对下游工程、农田、村镇、道路的危害；
❷抬高坝址沟床的侵蚀基点，减缓坝上游河床比降，减弱山洪冲刷能力；
❸拦蓄的泥石，对滑坡体运动产生阻力，利于滑坡体稳定。拦沙坝可分为重力坝和拱坝两大类。
重力拦沙坝 依靠坝体自重产生的稳定性而起到拦蓄沙石作用的坝。可分为干砌石坝、浆砌石坝、土石混合坝、木石混合坝、铁丝石笼坝、格栅坝、缝隙坝、大孔石坝等。
浆砌石坝是常用的拦沙坝坝型。坝址应选择在谷口狭窄、两岸基石比较坚固完整的沟段，最好选在基岩外露的沟床处。坝头两岸若有风化层，应予清除并用混凝土砌护。为防止坝基沉陷不均匀而使坝体产生裂缝，可沿坝轴线方向每隔10～15米预留一条2～3厘米宽的构造缝。坝的横断面一般为梯形，断面尺寸根据洪峰流量用堰流公式计算。坝顶可设溢流口，坝体内设排水孔，用以排泄坝前积水或淤积物内渗透水。排水孔布置，横距3～5米，纵距2～3米，孔径15～30厘米。
铁丝石笼坝适用于小荒溪，便于就地取材，修建简单、施工期短，但坝的整体性和稳定性较差，使用期短。坝体由铁丝石笼和堆石组成。可将铁丝作成箱形，尺寸为0.5×1.0×3.0米。箱架用Φ12～15毫米钢筋焊制而成，用10号铅丝编制网孔，网孔6～10厘米。然后在铁丝笼内装石。
当沟道中泥石流挟带的大石块较多时，或发生泥石流危险的沟道内，以采用格栅拦沙坝为宜。它可使水、细粒物质及小块石泄入下游，只把大石块拦蓄在坝上游，此种坝，省工省料，施工进度快，使用期较长。坝体一般用一组钢筋或钢轨、钢管作横梁，固定在用水泥或钢筋水泥作的支墩上。横梁间距可按荒溪中冲积扇上较大的石块尺寸确定，以使小石和泥沙泄入下游，只把大石块拦在坝内。为了增强横梁的强度，在沟宽大于8米的沟谷内，增设混凝土或钢筋混凝土支墩。
拱形拦沙坝 是在沟谷中修筑的向上游弯曲成弧形的拦沙坝，按建筑材料不同，有浆砌石坝、混凝土坝、钢筋混凝土坝等。在沟床及两岸山坡的岩石比较坚硬完整的地形与地质条件下，适于修建拱形拦沙坝。因拱坝上游泥沙压力和山洪、泥石流作用力主要是通过坝体传至两岸岩石，只有一部分通过坝体传到坝基。但由于拱坝受的力以压力为主，断面应力分布均匀，因而可以减少坝体厚度，节省材料，与同高的重力坝相比可节省1/2～1/3石方量。拱坝多采用同圆心、同外半径的圆弧拱，拱圈中心角在110°～120°之间，在沟道狭窄的条件下，中心角不小于80°。坝下游修建消能设施。
坝高的确定，除根据其类型、所用建筑材料决定外，还应综合考虑拦沙效益、工程量、施工期限和消能设施费用等因素。坝愈高，拦沙量愈多，单位土石方工程量的拦淤库容和对坝上游滑坡体的稳定作用均愈大，工程量加大，施工期限愈长，而且过坝山洪的消能设施费用也要随之增大。因而通常拦沙坝的坝高以不超过15米为宜。
拦沙坝的稳定计算和应力计算随坝型不同而异。对于常用的浆砌石重力拦沙坝，除计算一般挡水建筑物所受的作用力之外，还要考虑受到泥石流的冲击力。在拦沙坝未淤满之前，泥石流冲击力是拦沙坝的主要作用力之一。泥石流冲击力的计算式如下：

P_冲＝K·ρ·V²_c sinα

式中 P_冲为泥石流冲击力(吨/米²);K为泥石流冲击力系数，其值大小决定于沟谷特征，一般为2.5～4.0;ρ为泥石流密度，γ_c为泥石流容重(吨/米3),g为重力加速度；V_c为泥石流流速(米/秒);α为泥石流流向与坝轴线交角。

---

拦沙坝sediment storage dam

以拦蓄山洪或泥石流沟道（荒溪）中固体物质为主的高于5米的拦挡建筑物。亦称防沙坝。其主要作用是拦蓄泥沙或泥石流中的泥石、岩屑，减缓沟床比降，对滑坡体运动产生阻力，促进沟坡稳定。按结构它可分为重力坝、拱坝和混合坝（重力拱坝）3类。按筑坝材料可分为干砌石坝、浆砌石坝、混凝土坝、土石混合坝、木石混合坝、铁丝石笼坝、格栅坝（钢坝）、缝隙坝和大孔田坝等。日本的山洪泥石流危害大，拦沙坝应用广泛，多采用混凝土坝、钢坝和混凝土（钢）框坝。拦沙坝的设计主要确定坝高、坝断面、坝体稳定分析及溢流口和坝体暗孔的尺寸。坝高应考虑拦沙效益、工程量及施工期限，一般拦沙坝坝高以不超过15米为宜。
浆砌石坝 中国常用的拦沙坝型。坝址应选择在沟谷狭窄、基岩完整坚硬的沟段。坝断面一般为梯形，上游坝坡为1:0.5、下游坝坡1:0.2。溢流口多为梯形或侧堰。坝体排水孔直径15～30厘米，用以排泄坝前积水，其布设为水平面3～5米设一个。
拱坝 沟道中修筑的向上游弯曲的弧形坝。其特点是坝体厚度小，应力分布均匀，节省筑坝材料，但对坝址地形地质条件要求较高。拱坝多采用便于施工的同心圆或同外半径圆弧，拱圈中心角一般为110～120°，在狭窄沟道应不小于80°。
铁丝石笼坝 坝体由铁丝石笼(0.5×1×3米)内装块石构成，再用钢筋焊制框架固定。该坝适于小荒溪，便于就地取材，施工简单；但坝的整体性和稳定性较差，在中国多见于西南山区。
格栅坝 坝体由一组固定于支墩上的水平横梁(H形钢、钢管等)构成，沿坝长分单格或多格格栅，以拦挡泥石流中的较大石块。这种坝型结构简单，工程量小，使用期长，在日本应用广泛，多采用预制构件安装。
缝隙坝及大孔田坝 均建于泥石流较多的沟道，拦挡大石块，多用浆砌石或混凝土修筑。
拦沙坝的稳定计算 因坝型不同而异，其稳定分析方法与水工坝型计算类同。但泥石流的冲连力是拦沙坝的主要作用力之一，可按下式计算：

P冲=K·ρ·V²_csinα

式中，P冲为泥石流的冲连力(吨/平方米);K为泥石流冲出力系数，K=2.5～4.0;ρ为泥石流密度，Vc=为泥石流流速(米/秒);α是泥石流流向与坝轴线交角。

拦沙坝sandtrap dam

拦截泥沙以防其下泄危害而建造的坝。在水土流失区，当河沟上游土壤流失物以沙石为主时，洪水期水流将携带大量沙石抬高河床，或外溢淹埋河沟两岸农地。为减少径流中的沙石量和调节雨季洪水流量，在有季节性水流的河沟内，选择口小肚大的部位建坝。通常经数年或10年左右时间即可淤满坝库。这种情况在花岗岩水土流失区最常见。淤满后的坝库即成沙库，平整后加黏土和有机质改良，可开辟作农地。