堤防及土石坝护坡专项措施.doc

堤防及土石坝护坡办法
1.水土保持办法
水土保持办法涉及工程办法和生物办法。所谓工程办法，重要是以水土保持稳定和截排水建筑工程防护办法，如：挡墙、拦砂坝、护坡、截水沟、沉砂池、水窖等；所谓生物办法，重要是采用林草植被进行绿化，减少地表土壤侵蚀一种防护办法。
普通是需要两种办法相结合，因地制宜，因害设防。
2. 堤防构造设计
（1） 湖堤
规定在临水面有较好防浪护面，背水面须有一定排渗办法。
（2） 河堤
位于河道两岸，用于保护两岸田园和城乡不受洪水侵犯。
（3） 海堤
位于河道附近或沿线海海岸，用以保护沿海地区坦荡田野和城乡乡村免遭潮水海浪袭击。海堤临水面普通应设有较好防浪消浪设施，或采用生物与工程相结合保滩湖堤办法。
（4） 围堤
围堤修在蓄滞洪区周边，在蓄滞洪运用时起暂时挡水作用。
（5） 水库堤防
水库堤防位于水库回水末端及库区局部地段，用于限制地区沉没范畴和减少沉没损失。库尾堤防常需依照水库淤积引起翘尾巴范畴和洪水规定恰当向上游延伸。
3. 海防除险加固技术
（1）提高设计原则
要对海防进行彻底除险加固，必要按照关于新规范拟定海防设计原则。拟定重点海堤加固整治工程设计原则为：按照保护耕地面积相应多少年一遇潮位、风浪进行设计。海堤堤顶设计采用设计潮位和设计波浪同频率组合家安全超高拟定。海堤加固整治工程建设涉及在原有堤位上加高加宽堤顶，某些堤线截弯取直或联围；设立防浪墙、护脚、护坡；涵闸除险加固接长，增设消力池和齿墙：解决软弱堤基和堤身与涵闸等建筑物结合部位薄弱。
（2）加强消浪防冲构造
消浪防冲设施涉及抛石护脚、迎水面护坡（含消浪平台）、陡墙式挡墙（防浪墙）及生物消浪等。砼护坡消浪效果要差于干砌石和浆砌石，比较合用于已有护面构造状况下，对原海堤斜坡式干、浆砌石护面及陡墙式干、浆砌石护面基本完好，且过度反滤层有效，可采用在原护面上浇筑一层砼，其新、旧护面应结合牢固，连接平顺。对反滤层失效海堤需进行必要反滤层后在进行护面加固。为了加强消浪效果，可沿坡面设立阶梯。再设计高潮位+一种波高如下（为波浪直接冲击区，受力较大）采用现浇砼单坡构造，使其受力平顺，整体受力好，在以上为波浪爬高区，波浪作用力大幅度减小，采用现浇砼阶梯，限制波浪爬高，减少堤顶高程、节约资金。护坡砼和砌石始末处及建筑交接处往往是护坡薄弱环节，应做好封边办法，堤顶设立防浪墙时，堤顶应结合放浪墙基本。此外，旧堤加固时应将原护面（墙面）排水孔外延至新墙外，新加固某些墙体沉降缝原构造一致。对旧提加固加高时，若取土困难，难以达到堤顶设计高程，可采用在堤顶设立防浪墙，能有效抗挡波浪冲击，减少堤身填筑量。防浪墙尺寸普通为：高度0.8~1.2m，顶宽0.4~0.6m，可砌成工字型或梯形断面。据工程经验和实验研究，在防浪墙上设立一弧形或梯形挑浪嘴。能有效减少波浪反射，是冲击水流回转。对斜坡式、混合式断面堤身，可设立消浪平台消浪，减少波能，高程普通在高潮（水）位，平台宽度为波高1~2倍。
（3） 地基加固
广西海堤大多建在软土地基上，软土普通为淤泥和淤泥质土，软土特性在全国沿海地区中是较差，具备高压缩性和低强度特性。旧堤加固、扩建时如设计不当易产生整体失稳和较大沉降，因此在软土地区应进行地基设计。对于旧堤加固，当整体稳定性不可以满足设计规定而有相差不远时，采用堤脚设立反压平台可较好解决稳定问题。地基为淤泥、泥炭土时，普通尽量挖除时，可采用大砂井或砂坑加速排水，是大某些沉降在施工期发生，并调节施工速度，结合堤脚弹压台，使地基土强度増长与填土重量增长相适应，以保证地基稳定。对于砂土地基及含水量在一定范畴内软弱粘性土地基考虑采用人工加密办法，恰当填充一定数量粗颗粒（粗砂和碎石之类）并压实，使之达到与设计相适应密实状态，然后采用恰当盖重，加固排水、反虑等防护办法。
（4） 岸滩保护设计
对堤前滩涂有侵蚀性海岸，堤防并不能防止前滩冲刷，应在海滩侵蚀深度处修建保滩护岸工程，工程办法可采用丁坝群以及丁坝群与浅堤相结合布置，使泥沙在坝（堤）格内淤积。参照广西近几年来海堤护岸工程建设经验，丁坝坝长30~50m，坝距2~4倍坝长，方向普通与海堤轴线正交，坝头坡度不陡于1:3.0，构造为堆石坝，坝头前沿抛石保护。除以上所述工程办法外，还应采用生物生物办法相结合防护办法，在滩涂内应大力推广种植红树林等植物，以消浪、除於和保滩。
海堤加固整治工程一方面要拟定其设计原则，建设重点是迎海面护坡（挡墙）加固。
3. 挡土墙设计
（1） 级别划分
水工挡土墙应依照所属水工建筑物设计级别，按挡土墙作用和重要性划分级别，其级别应按表3-1拟定。

表3-1 水工挡土墙级别划分
所属水工建筑物级别
永久挡土墙级别
暂时挡土墙级别
重要部位挡土墙
次要部位挡土墙
1
1
3
4
2
2
3
4
3
3
4
5
4
4
5
5
5
5
5
—
注：1、重要部位挡土墙是指处在水工建筑物防渗段范畴内岸墙、翼墙，以及一旦失事将直接危急所属水工建筑物安全或严重影响工程效益挡土墙；
2、次要部位挡土墙是指失事后不直接危及水工建筑物安全或对工程效益影响不大并易于修复挡土墙。

所属建筑物级别可分别按现行国标《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》（SL482-）、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《泵站设计规范》（GB/T 50265-97)和现行水利行业原则《水利水电工程级别划分及设计原则》（SL 252-）、《水闸设计规范》（SL 265-）、《溢洪道设计规范》（SL 253-）等原则规定拟定。
都市防洪工程中水工挡土墙级别，应按现行行业原则《都市防洪工程设计规范》（GB/T 50805-）规定拟定。
对于特别重要特大型水利水电工程，其暂时性挡土墙级别，应依照被保护对象规模、作用及重要性研究拟定，但其最高档别不应高于或等同于被保护对象级别。
位于防洪（挡潮）堤上具备直接防洪（挡潮）作用水工挡土墙，其级别不应低于所属防洪（挡潮）堤级别。
对失事后直接危机所属水工建筑物安全，或采用实践经验较少新型构造2~5级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后可提高一级设计；对失事后导致损失不大或影响较小1~4级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后减少一级设计。
（2） 设计原则
永久性水工挡土墙防洪原则应与所属水工建筑物防洪原则一致。所属水工建筑物防洪原则现行国标现行国标《防洪原则》（GB 50201-94）、GB50288-99、GB50286-98、GB/T 50265-97和现行水利行业原则SL252-、SL265-、SL253-等原则规定拟定。
都市防洪工程中永久性水工挡土墙防洪原则，应按现行行业原则《都市防洪工程设计规范》（GB/T 50805-）规定拟定。
暂时性水工挡土墙洪水原则应依照水文、气象等条件，结合本地工程经验按表规定幅度合理选定。对失事后果严重重要工程，应考虑遭遇超原则洪水应急办法。

暂时性水工挡土墙洪水原则
暂时性挡土墙
4
5
洪水重现期（a）
10~5
5~3
对于特别重要大型水利水电工程中暂时性挡土墙，其洪水原则应作专门研究。
不容许漫顶水工挡土墙墙前有挡水或泄水规定期，墙顶安全加高值不应不大于下表规定下限值。

水工挡土墙墙顶安全加高下限值（m）
运用状况
挡土墙级别
1
2、3
4、5
挡水
正常运营水位
0.7
0.5
0.3
最高挡水位
0.5
0.4
0.2
泄水
设计洪水位
1.5
1.0
0.5
校核洪水位
1.0
0.7
0.4
都市防洪工程中水工挡土墙，气墙顶安全超高值按现行行业原则《都市防洪工程设计规范》（GB/T 50805-）规定拟定。
永久性水工挡土墙抗震设防原则应依照现行国标《中华人民共和国地震动参数区划图》（GB 18306-）拟定，并应与所属水工建筑物抗真设防原则相协调。
对于砌石挡土墙，无论其级别，其构造构件强度安全系数应按下表规定采用。

砌石挡土墙构造构件强度安全系数
受力特性
荷载组合
基本
特殊
受压
2.40
2.00
受拉、受弯和受剪
3.30
2.60

混凝土挡土墙构造构件强度安全系数应按下表规定采用。

混凝土挡土墙构造构件强度安全系数
受力特性
挡土墙级别及荷载组合
1
2、3
4、5
基本
特殊
基本
特殊
基本
特殊
按抗压强度计算受压、局部承压构件
1.80
1.65
1.70
1.55
1.60
1.45
按抗拉强度计算受压、受弯、受拉构件
2.80
2.30
2.65
2.20
2.50
2.10

钢筋混凝土挡土墙构造构件强度安全系数应按下表规定采用。

钢筋混凝土挡土墙构造构件强度安全系数
受力特性
挡土墙级别及荷载组合
1
2、3
4、5
基本
特殊
基本
特殊
基本
特殊
偏心受压构件、局部受压、斜截面受剪、受扭
1.70
1.55
1.60
1.45
1.50
1.40
受弯拉构件
1.65
1.45
1.50
1.40
1.40
1.35

不容许浮现裂缝钢筋混凝土挡土墙构造构件，其抗裂安全系数应按下表规定采用。

钢筋混凝土挡土墙构造构件抗裂安全系数
受力特性
挡土墙级别
1
2、3
4、5
小偏心受拉
1.25
1.20
1.15
受弯、偏心受压、大偏心受拉
1.15
1.10
1.05

需要验算裂缝开展宽度钢筋混凝土挡土墙构造构件，其最大裂缝宽度计算值应不不不大于下表规定容许值。

钢筋混凝土挡土墙构造构件最大裂缝开展宽度容许值
构件所处条件
最大裂缝宽度开展容许值（mm）
经常处在水下
水质无侵蚀性
水力梯度不大于或等于20
0.30
水力梯度不不不大于20
0.20
水质有侵蚀性
水力梯度不大于或等于20
0.25
水力梯度不不不大于20
0.15
水位变动区
水质无侵蚀性
年冻融循环次数不大于或等于50
0.25
年冻融循环次数不不大于50
0.15
水质有侵蚀性或海水
0.15
经常处在水下
0.30

沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数不应不大于下表规定容许值。

沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数容许值
荷载组合
土质地基
岩石地基
挡土墙级别
按公式（1.1）计算时
按公式（1.2）计算时
挡土墙级别
1
2、3
4、5
1
2、3
4、5

基本组合
1.35
1.25
1.15
1.10
1.05
1.00
3.00
特殊组合
I
1.20
1.10
1.05
1.05
1.00
1.00
2.50
II
1.10
1.05
1.00
1.00
2.30
注：特殊组合I合用于施工状况及校核洪水位状况，特殊组合II合用于地震状况。

当土质地基上挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按照瑞典圆弧法或折线滑动法计算抗滑稳定安全系数不应不大于上表规定容许值。
当岩石地基上挡土墙沿软弱构造面整体滑动时，按公式（1.1）计算稳定安全系数容许值，可按上表中相应安全容许值减少0.5采用。
土质地基上挡土墙沿基底面抗滑稳定安全系数，应按公式（1.1）或公式（1.1.2）计算：
(1.1)
(1.1.2)
式中 Kc―挡土墙沿基底面抗滑稳定安全系数；
f―挡土墙沿基底面与地基之间摩擦系数，在没有实验资料状况下，可按本规范下表规定选用；
―作用在挡土墙上所有平行于基座地面荷载（KN）;
―挡土墙沿基底面与地基之间摩擦角（︒），可按本规范7.3.8条规定采用；
―挡土墙沿基底面与地基之间粘结力（kPa）,可按本规范7.3.8条规定采用。
粘结力土基上1、2级挡土墙，沿其基底面抗滑稳定安全系数宜按公式（1.1.2）计算。

表f值
地基类型
f值
软弱粘土
0.20~0.25
粉质粘土
0.25~0.35
坚硬粘土
0.35~0.45
粘质粉土
0.25~0.40
砂质粉土、粉砂
0.35~0.40
细砂
0.40~0.45
中砂、粗砂
0.45~0.50
砾砂
0.40~0.50
碎石土
0.40~0.55
软质岩石
级软
0.40~0.45
软
0.45~0.55
较软
0.55~0.60
硬质岩石
较坚硬
0.60~0.65
坚硬
0.65~0.70

岩石地基上挡土墙沿基底面抗滑稳定安全系数，应按公式（1.1）或公式（1.2）计算：
(1.2)
式中 ―挡土墙基底面与岩石地基之间抗剪断摩擦系数，可按本规范7.3.9条选用;
―挡土墙基底面与岩石地基之间抗剪断粘结力（kPa）,可按本规范7.3.9条选用。
当挡土墙基底面倾斜时，沿该基座底面抗滑稳定安全系数可按下公式计算：

式中 α―基底面与水平面夹角（°），土质地基不适当不不大于7°，岩石地基不适当不不大于12°。
7.3.8 挡土墙基底面与土质地基之间摩擦角值和粘结力值可依照土质地基类别按下表规定采用。
、值
土质地基类别
值
值
粘性土

（0.2~0.3）C
砂性土

0
注：ф为室内饱和固结快剪（粘性土）实验测定内摩擦角（°）,C为室内饱和固结快剪实验测得粘结力（kPa）.
按上表规定采用值和值时，应按下列公式折算挡土墙基底面与土质地基之间综合摩擦系数。

式中 ―挡土墙基底面与土质地基之间综合摩擦系数。
对于粘性土地基，如折算综合摩擦系数不不大于0.45；或对于砂性土地基，如折算综合摩擦系数不不大于0.50，采用值和值均应有论证。对于特别重要1、2级挡土墙采用值和值宜经现场地基土对混凝土板抗滑强度实验验证。
7.3.9 挡土墙基底面与岩石地基之间抗剪断摩擦系数值和抗剪断粘结力值可依照室内岩石抗剪断实验成果，并参照类似工程实践经验及下表所列数值选用。但选用、值不应超过挡土墙基本混凝土自身抗剪断参数值。

、值
岩石地基类别

硬质岩石
坚硬
1.5~1.3
1.5~1.3
较坚硬
1.3~1.1
1.3~1.1
软质岩石
较软
1.1~0.9
1.1~0.7
软
0.9~0.7
0.7~0.3
极软
0.7~0.4
0.3~0.05
注：如岩石地基内存在构造面、软弱层带或断层状况，、值应按现行国标《水利水电工程地质勘察规范》GB 50287-规定选用.

有锚碇板桩式挡土墙，其锚碇墙抗滑稳定安全系数不应不大于下表规定容许值。

锚碇墙抗滑稳定安全系数容许值
荷载组合
挡土墙级别
1
2、3
4、5
基本组合
1..50
1.40
1.30
特殊组合
1.40
1.30
1.20
对于加筋式挡土墙，无论其级别，基本荷载组合条件下抗滑稳定安全系数不应不大于1.40，特殊荷载组合条件下抗滑稳定安全系数不应不大于1.30.
挡土墙抗倾覆安全系数不应不大于下表规定容许值。

挡土墙抗倾覆安全系数容许值
荷载组合
挡土墙级别
1
2、3
4、5
基本荷载
1.60
1.50
1.40
特殊荷载
1.50
1.40
1.30
对于空箱式挡土墙，无论其级别和地基条件，基本荷载组合条件下抗浮稳定安全系数不应不大于1.10，特殊荷载组合条件下抗浮安全系数不应不大于1.05。

4. 堤防工程防洪原则及级别
按《堤防工程设计规范》（GB50286-98）拟定。

堤防工程级别
防洪原则【重现期（年）】
≧100
<100，且≧50
<50，且≧30
<30，且≧20
<20，且≧10
堤防工程级别
1
2
3
4
5

遭受洪水或失事后损失巨大，影响十分严重堤防工程，其级别可恰当提高；遭受洪水失事后影响较小或有效期限较短暂时堤防工程，其级别可恰当减少。采用高于或低于规定级别堤防工程应报行业主管部门准；当影响公共防洪安全时，尚应同步报水行业主管部门批准。
海堤乡村防护区，但人口密集、乡镇公司较发达、农作物产高或水产养殖产值较高时，其防洪原则可恰当提高，海底级别亦相应提高。
蓄滞洪区堤防工程防洪原则应依照批准流域规划或区域防洪规划规定专门拟定。
堤防工程上闸、涵、泵站等建筑物及其她构筑物设计防洪原则，不应低于堤防工程防洪原则，并应留有恰当安全裕度。
5. 安全加高值及稳定安全系数
堤防工程安全加高值应依照堤防工程级别和防浪规定。1级堤防重要堤段安全加高值，经讨论证可恰当加大，但不得不不大于1.5m。

堤防工程安全加高值
堤防工程级别
1
2
3
4
5
安全加高值（m）
不容许越浪堤防工程
1.0
0.8
0.7
0.6
0.5.
容许越浪堤防工程
0.5
0.4
0.4
0.3
0.3

无粘性土防止渗入变形容许坡降应以土临界坡降除以安全系数拟定，安全系数宜取1.5~2.0.雾实验资料时，无粘性土容许坡降可按表选用，有滤层时可恰当提高。特别重要堤段，其容许坡降应依照实验临界坡降拟定。

无粘性土容许坡降
渗入变形型式
流土型
过渡型
管涌型
Cu<3
3≦Cu≦5
Cu>5
级配持续
级配不持续
容许坡降
0.25~0.35
0.35~0.50
0.50~0.80
0.25~0.40
0.15~0.25
0.10~0.15
注：1.Cu―土不均匀系数。
2.表数值合用于渗流出口无滤层状况。
土堤抗滑稳定安全系数不应不大于下表规定。

土堤抗滑稳定安全系数
堤防工程
1
2
3
4
5
安全系数
正常运营条件
1.30
1.25
1.20
1.15
1.10
非常运营条件
1.20
1.15
1.10
1.05
1.05
滨海软弱地基上土堤抗滑稳定安全系数，当难以达到规定数值时，通过论证，并报行业主管部门批准后，可以恰当减少。
防洪墙抗滑稳定安全系数，不应不大于下表规定。

防洪墙抗滑稳定安全系数
地基性质
岩基
土基
堤防工程级别
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
安全系数
正常运营条件
1.15
1.10
1.05
1.05
1.00
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
非常运营条件
1.05
1.05
1.00
1.00
1.00
1.20
1.15
1.10
1.05
1.05

防洪墙抗倾稳定安全系数，不应不大于下表规定。

防洪墙抗倾稳定安全系数
堤防工程
1
2
3
4
5
安全系数
正常运营条件
1.60
1.55
1.50
1.45
1.40
非常运营条件
1.50
1.45
1.40
1.35
1.30