GB 50286-2013 堤防工程设计规范.pdf

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10.3.2临堤建筑物、构筑物不宜考虑与堤身联合挡土或挡水,其

不削弱堤身设计断面是指堤身稳定性、防洪高度等方面不应 低于原堤设计标准,

SL582-2012水工金属结构制造安装质量检验通则10.4跨堤建筑物、构筑物

10.4.1为了提防的稳是和防洪安全运用,并不影响堤防的加 固和扩建,跨堤建筑物、构筑物的支墩应布置在堤身设计断面 之外。

由于堤顶、临水坡是堤防工程稳定和管理运用的主要部位,因 此,不应在此部位置支墩等建筑,避免产生不良影响。 10.4.2跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度应满足其本 身和堤防的使用要求,并且应考虑堤防长远规划的要求。如果净 空高度不能满足要求,则应采取其他有效措施,例如可在堤防背水 侧堤坡修筑路堤,以满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面 的要求。

11堤防工程的加固、扩建与改建

[11.1 一般规定

11.1.1我国现有的堤防大多是在民堤的基础上,经历年逐渐加 高培厚而成。限于当时的社会状况和技术条件,加上长期来人类 活动和自然界的破坏,使堤防的堤身或堤基存在各种隐患、险情。 为满足防洪要求,需对堤防进行加固、扩建或改建。 11.1.2堤防工程安全评价要对现有堤防的质量和运行管理进行 评价;要对堤防的防洪标准、结构安全、渗流安全等进行复核和评 价。安全评价要在充分调查研究和必要的检测包括勘探的基础上 进行。本条主要提出了堤防安全评价前期工作的要求及安全评价 的主要内容,可按现行行业标推《水库大坝安全评价导则》SL258、 《水闸安全鉴定规定》SL214执行

11.2.3充填式浆在全国客地客类堤防加固中广为应用。对链 孔所贯穿的堤身裂缝、菏穴、局部虚土层等,经过充填灌浆,一般均 可充填密实。对于灌浆加固的堤段,要首先进行堤身隐患探,在 查明情况的前提下,有针对性地进行布孔充填浆,以提高灌浆效 果,节省投资。 根据山东等地在堤坝进行劈裂灌浆的检测表明,对填筑不密 实或内部隐患较多的均质堤,采用粉质壤土沿堤顶中心轴线布孔 进行劈裂灌浆,可以形成防渗惟幕,浆幕厚5cm~10cm,最厚 15cm,对提高堤身的抗渗稳定性有显著效果。

11.2.4吹填固堤在我国各地已广泛应用,在堤身背水

均匀密实,且具有较好透水性。吹填黏土,自然条件下排水固结 需时2.5年~3年或更长,施工期吹填体易产生滑动失稳,运用 中表层土体干缩裂缝,下部仍呈流塑状态,故吹填尽量不用黏土 为宜。 11.2.7近堤取土挖穿不透水层的现象在各地堤防修建中经常发 生,这不仅减短了渗径且形成堤根低洼积水,甚至形成行洪串沟危 及堤的安全。在堤防加固中,要重视近堤取土塘坑的回填,恢复天 然覆盖层的完整效用,并在今后修堤施工及堤防管理中,对近堤取 土应产加禁止。 调查多处减压并的实际运用和管理情况,发现在运用数年后 加速了淤堵过程,减压井的间歇运行特点,使其淤堵更为严重。需 改善减压并的淤堵,延长其使用寿命。 盖重的宽度除进行必要的计算外,需重视对堤背地面历史 透破坏险情的实地调查。盖重宽度通常应不小于历史险情出现的 范围。长江荆江大堤控制宽度为200m,此宽度可控制历史渗透险 情的90%以上,对堤临水侧有民烷的宽滩堤段,则控制宽度为 堤后盖重宽度为100m左右。黄河下游堤防吹填固堤宽度险工堤 段为100m,平工段为50m。

11.2.9城市防洪墙的加固需结合城市的交通道路、航运码头、园

防洪墙的加固需按本规范要求进行整体抗滑、抗倾稳定、渗透 稳定和墙体断面的强度计算,并达到本规范要求的安全度。在加 固设计中,对新旧墙体的结合面应进行处理,采用可靠的锚固连接 措施,保证两者整体工作。变形缝止水破坏的应修复,保证可靠 工作。

11.3.1~11.3.3我国堤防多为历史形成,在某些堤段,堤线布局 往往不尽合理,需要进行适当的调整。堤线的裁弯取直、退堤或进 堤均属局部堤段的改建。由于城镇发展需要,可清除源有土提重 建防洪墙,或者老防洪墙年久损坏严重,难以加固,亦可拆除重建, 堤防的改建应综合考虑,经分析论证确定。 改建的堤段应按照新建堤防的要求设计和施工。同时设计时 立与两端的堤段平顺连接,且结合部位应按照有关规范的要求设 计和施工。

12.0.1、12.0.2安全监测设施是为了监视堤防工程及其附腐建 筑物运行安全,掌握工程各部位的工作情况和形态变化而设置的。 一且发现有不正常现象,其可即时分析原因,采取防护措施,保证 性和合理性,也可为科研积累资料,以提高设计水平。 这两条要求根据堤防工程的,体条件设置必要的安全监测项 目,并提出了安全监测设计的内容。 一般性运用需要监测的项目列为一般性监测,侧重于科研、设计需 要或特殊需要的监测项目列为专门性监测。本条根据我国堤防工 程设计和管理经验,提出了堤防工程一般应设置的监测项目。 12.0.5我国堤防众多,其地理条件、工程等级及使用功能等都不 一样。因此,本条提出了根据工程的需要,可选择性设置专门性监 测项目。

条件,按照工程管理运用的实际要与可能进行设计。凡属工程 一般性运用需要监测的项目列为一般性监测,侧重于科研、设计需 要或特殊需要的监测项目列为专门性监测。本条根据我国堤防工 程设计和管理经验,提出了堤防工程一般应设置的监测项目。 12.0.5我国堤防众多,其地理条件、工程等级及使用功能等都不 一样。因此,本条提出了根据工程的需要,可选择性设置专门性监 测项目。

13.1.1水利部于1981年颁发了《关于水利工程设计、施工为管 理创造必要条件的若于规定》,1996年又颁布了《堤防工程管理设 计规范》SL171一96和《水闸工程管理设计规范》SL170一96。 2004年水利部、财政部联合颁布了《水利工程营理单位定岗 标准》。 13.1.4~13.1.6堤防工程的管理体制和机构设置是一项政策性 狼强的工作,国家有相关规定和政策,文仅对设计的原则作了 规定。 13.1.8我国堤防建设工程大多是对现有堤防进行加固、改建和

13.1.8我国堤防建设工程大多是对现有堤防进行加固、改建和

扩建。本条说明对现有堤防工程进行加固.改建和扩建时,也应按 照本规范补充,完善管理设施,

13.2工程管理范围和保护范围

13.2.113.2.4本节主要按照现行行业标准《堤防工程管理设 计规范》SL171有关章节的主要内容列出。为减少占用土地资 源,本次修订对护堤地宽度作了调整。

3.3交通与通信设施

13.3.1~13.3.5建立必要的内外交通体系是保证提防工程管理 和抗洪抢险的必要条件,也是堤防工程管理设计的重要组成部分。 应结合施工临时交通,统一规划和布置,特别是远离交通干线和城 镇的堤防工程更应重视。

的效率,而效率又取决于通信系统的质量、标准。全国各地重要堤 防工程的通信网普遍设置专用的有线和无线两种以上的通信方 式,对原有的陈旧、落后设备和线路应采取更新改造和完著配套等 措施,使防汛指挥中心能及时获得信息,准确、迅速地处理各种 险情。

13.4.1堤防工程管理设施,除了观测、交通和通信设施外,在堤 防的临、背水侧护堤地范围内设置防浪林带、防护林带,对保护堤 防安全和生态环境是非常必要的。本条主要对其提出了具体 要求。

13.41旋防强信理设施,J院 防的临、背水侧护堤地范国内设置防浪林带、防护林带,对保护堤 防安全和生态环境是非常必要的。本条主要对其提出了具体 要求。 13.4.2为了保证抗洪抢险的顾利进行,在堤防背水侧设置平台! 储备一定数量的抗洪抢险所需的土、石料;在重要堤段和险工段配 备照明设备:重要堤防管理单位配备必要的测量、探测仪器和交通 工具等都是非有必要的。 13.4.3、13.4.4过去,堤防工程建设与堤防管理单位生产、生活 设施建设不配套,不同步,投资渠道不落实,致便不少基层叠理单 位的生产、生活设施基础差、标准低,产重制约了管理水平的提高, 影响了职工队伍的稳定。近几年来,堤防管理工作得到了加强,管 理单位的生产、生活设施得到较大改善。为了使堤防工程管理单 位的生产、生活设施建设进一步规范化、制度化,本次修订在水利 工程相关管理规范的基础上,本规范亦作进一步补充了一些原则 性规定,

13.4.2为了保证抗洪抢险的顺利进行,在堤防背水侧设置平台,

13.4.3、13.4.4过去,堤防工程建设与堤防管理单位生产、生活 设施建设不配套,不同步,投资渠道不落实,致便不少基层管理单 立的生产,生活设施基础差、标准低,产重制约了管理水平的提高,: 影响了职工队伍的稳定。近几年来,堤防管理工作得到了加,管 理单位的生产、生活设施得到较大改善。为了使堤防工程管理单 位的生产、生活设施建设进一步规范化、制度化,本次修订在水利 工程相关管理规范的基础上,本规范亦作进一步补充了一些原则 性规定

A.1.1土工织物垫层可限制土的不均勾沉降,对地基土有隔离 作用,并有利于孔隙水压力的消散,同时能使地基土的位移场和剪 应变在较大区域内有所改善。土工织物垫层对堤身稳定能提供一 定的抗滑力,但作用不是很大,根据有关文献报道,稳定安全系数 一般仅能提高0.02~0.06。 根据土工布在滑动稳定中所起作用的假设,有两种抗拉力的 计算模型,其计算方法如下。 (1)荷兰计算模型。假设在滑孤面,土工布产生与滑弧相适应

图2荷兰计算模型 ZQ:cosa:tanp. + ZC:seca; + S K: SQ.sinai

图2荷兰计算模型 ZQ:cosa:tanp. + ZC:seca; + S K: SQ.sinai

(2)瑞典计算模型。假设土工布产生的拉力按铺设方向不变, 由于土工布拉力S的存在,产生两个稳定力矩Sa和Stang·b,见 图3。计算公式为:

(zQ;cosa;tanp.+ZC seca:)R+ S(a +btanp) K二 RZQ:sinai

附录 B 设计潮位计算

经验频率计算来用了常用的期望值公式。 B.0.6对缺乏长期潮位资料的情况,如果邻近地点有长期潮汐 资料,且潮汐性质相似(包括风暴潮增减水影响、受河流径流影响 等),则可采用相关分析方法推算二程地点的设计潮位,但需有适 当的论证。 B.0.7对风暴潮影响严重地区的3级及以上堤防,除了本附录 规定的频率分析方法确定设计潮位外,需采用其他方法进行比较

B.0.7对风暴潮影响严重地区的3级及以上堤防,除了

规定的颖率分析方法确定设计潮外,需采用其他方法进行比 论证,以确定堤防的设计潮位,

七.1.1风浪是指因风作用形成,并且仍然在风影响下的一种波 浪,本条对计算风浪时成浪因素的取值做了规定。 1风速取值标准为水面上10m高度处的风速,与国内外规 范一致。对风速时距,考虑20世纪70年代以后国内气象站遍 采用自记风速仪,一般为自记10min平均风速,因此本规范也采 用此风速。对于陆上台站的风速资料,一般尚需根据台站特点进 行修正,如台站与水域的距离远近、隐蔽情况,位置高低等,将风速 资料修正为水面上10m高度处的标准风速。 2观测风速资料是按16个方位记录的,风浪计算一般选择 向岸风中风速较大、风区较长的方位作为计算主风向,有时需通过 计算比较才能选定。在风浪计算中,一般认为在士22.5°范围内的 风向和波向是一致的,因此,年最大风速统计一般可以在计算方向 及左右士22.5°范围内选取,即进行风向归并,但若相邻45的风向 都进行统计,则每一风向只能归并一次。 3有限水域的风区确定,当水域周界不规则、水域中有岛屿 时,或在河道的转弯、汉道处,常采用等效风区(也称有效风区)或 组成波能量叠加的方法进行波浪计算。根据对长江口两个测波站 实测资料验证,两种方法计算结果差别不大,由于等效风区法计算 简便,本规范来用了该方法。 4当风区长度较短时,风浪一般可达定常状态,风浪要素受 制于风区而与风时无关,当风区长度不大于100km时,可不考惠 风作用延时的影响。

H F(H) = exp J HJ

式中:H*=H/,为反映水深影响的参数。表C.1.3是根据公式 (5)给出的,由表C.1.3可以进行不同累积频率波高的换算。当 H二0时,式(5)变为深水情况的瑞利分布。对波高统计特征, 本规范只采用累积频率波高Hp,另一类统计特征值,即部分大波 均值H1(如H."、H,I等),本规范没有列人,但两种统计特征值 是可以换算的,如H/H%,H1i10~H4%等。 C.1.4对不规则波周期,本规范采用平均周期表示,与国内有关 规范一致。

C.1.5本条对设计波浪的确定作了规定

C.1.6波浪向浅水岸区传播,应进行波浪浅水变形计算,包括

C.1.6波浪向浅水岸区传播,应进行波浪浅水变形计算,包括 考虑波浪的浅水、折射等效应,直至确定建筑物所在位置的波 要素。

C.2风塑水面高度计算

C.2.1在确定内陆水域堤防高程时,需要考虑风座水面高度。 在海岸、河口地区,采用实测潮位资料进行频率分析时,若潮位中 包含了风水面高度,此时不再进行此项计算,

风水面高度计算,日前各国规范采用计算公式基本相同,但 式土石坝设计规范》SL274一2001的K值,

表1综合匾阻系效比较

C.2.2本规范确定风整水面高度的公式对水深小、风区大的 比较符合实际情况的风童水面高度。

C.3.1 本条规定适用于单坡的波浪爬高计算。在m=1.5~~ 5.0 1.0

莆田试验站实测资料确定的。南京水利科学研究院的室内不规测 波试验也证实爬高分布可采用韦拍分布。 对不允许越浪的堤防爬高累积频率取2%的规定,系参考了 国外(荷兰等西欧国家)和国内渐江等省的有关规定选取的,考虑 到堤防顶高程确定时还有安全加高值,因此可认为在此情况下不 会有整片爬升水流越堤的,但应注意到在风的作用下,仍会有飞溅 水体越过。对按允许越浪设计的堤防,需按越浪量的大小采取相 应防护措施,除前坡防护外,对堤顶和后坡亦需加以防护,设置排 水沟等。 C.3.2复式斜坡堤防的波浪爬高计算,过去国内常采用培什金 法、向金法、塞维尔假想斜坡试算方法,但前两种方法使用条件有 较多限制,而塞维尔方法又需通过逐次逼近,使用不方便。本附录 的计算方法是基于室内规则波试验得出的,并有一些现场资料及 不规则波试验资料验证,计算比较方便,且已在一些沿海省区制定 的海堤规程中应用。条文中注明的适用条件,是根据试验参数变 化范围并结合近年来一些验算结果重新拟定的。 工

向波作用的爬高小,因此需对正向波的计算结果加以修正。附录 表C.3.3的修正系数,是复依坦根据现场资料给出的。近年来国 外一些不规则波试验结果表明,有时小角度来波的越浪量大于正 向来波的越浪量,因而对β≤15取修正系数Kg=1即不进行斜 向修正。

D.1.1坡式护岸的稳定应考进行护坡连同地基的整体

D.1.1坡式护岸的稳定应考虑进行护坡连同地基的整体梢动癌 定及护坡体内部的稳定等两类验算。 对于沿护坡底面通过地基整体滑动的护坡稳定计算,其地基 部分也应是圆弧滑动破坏。但是,一般的护坡基础较浅,滑动面也 不深,所以,为简便起见,基础部分沿地基滑动可简化为折线状,用 极限乎衡法进行计算。 如图4所示,护坡AF沿FABC面的滑动,可简化成BCD土 体的极限平衡问题,其平衡方程为

图4边坡整体滑动计节

Wsina+Wcosatang/sina+Psinaza)tang P,cos(a2+aa)

ina+Wcosatang+/sina+Psineaz+aa)tang

土体BCD的稳定安全系数为:

Wssinas+Wecosaalang+P2sin(az+as)tang+ct/sintas K P2cos(a2 +α3)

同样由FA的极限平衡方程求出

D.1.2重力式护岸系指堤身、堤基以及丁坝护砌采用重力式

重力式护岸稳定计算应包括整体滑动稳定计算和按挡土墙的 抗滑、抗倾,地基应力计算。整体滑动稳定计算可采用瑞典圆孤法 进行,计算应考虑工程可能发生的最大冲深对稳定的影响。具体 计算应按本规范附录D的规定采用。 重力式护岸按挡土墙进行稳定性计算,土压力计算本规范推 荐采用库仑理论公式进行,对两个具体计算问题做了处理: (1)由于防护工程重力式护岸靠土一侧有采用台阶、变坡等各 种形式的情况,因此根据变化情况沿垂向分段计算士压力,对计算

段以上土体及其他荷载按均布荷载处理。 (2)当土体为黏性土时,通过加大土内摩擦角的办法将黏着力 的影响包含于公式中。 黄河下游一些堤坡、丁坝护坡采用了重力式护岸的防护形式。 较可行。因此本规范予以推荐采用。

D.2护岸工程冲刷深度计鱼

D.2.1、D.2.2防护工程进行冲刷深度的计算和分析可为堤率防 的差值也较大,需结合工程的具体情况采用。本节公式是根据长 江、黄河、珠江及基他河流常采用的一些公式提出的

D.3.1砌石护坡面层设计一般按厚度控制。过去干砌块石厚度 15前后计算值发生突变,不够合理。港口规范法在m<2 时计算 值一般偏大。培什金法计算值一般居中,计算简便。 金公式系数为0.225,是对砌方石丽言,根据向金资料,砌方石的 作为一般砌石的系数(0.266)。 规则波试验结果,对不同相对水深d/L做了相应的规定。

定的公式仅适用于均质土提护坡的情况,对土堤临水面有抛石体。 在抛石体上铺放混凝土板的情况不宜来用。 D.3.4在水流作用下,防护工程采用撼石护坡、护脚,其块石保 持稳定的抗冲粒径(按块石折算成圆球形之直径)和重量计算公式 很多。本条介绍的公式除考虑水流流速这一主要因素外,还考虑 了块石容重,底坡情况、水流流向等,比较符合实际情况,亦可根据 各地具体情况选用其他公式计算。

E,1.2多数堤防的挡水是季节性的,在挡水时间内不一定能形 或稳定渗流情况。偏于安全考虑,本条规定大江大河(湖泊)的堤 防或中小河流重要堤段可按稳定渗流计算。

.2不透水堤基均质土堤渗流计

E,3透水堤基均质士堤渗流计算

T. = (0. 5 ~ 1. 0)(L + m, H,

因此,当地基的实际深度 T≤T。时,按实有地基深度T计算, 位置时使用,计算渗透量仍按实际深度T计算。

安徽省水利科学研究所吴世余专家推导。这套公式与《渗流计算 分析与控制》(毛昶熙主编,中国水利水电出版社,2003年,第二 版》一书中介绍的莱茵河堤中应用的公式基本一致,但比这两处的 公式简单,这套公式已经同行专家评审认可。 不稳定渗流计算的基本假定是堤基不透水,浸润线锋面近似 地呈直线状、略去非饱和土的张力势。

E.5背水坡渗流出口比隆计算

E.5背水坡渗流出口比隆计算

E.5.1.E.5.2渗流出口比降是校核背水坡流稳定的重要数 据,坡面由于受渗透力作用产生的局部破坏,极易危及下游坡的 整体安全,在设计中应该充分重视。下游渗流出口比降,精确解 计算极为复杂,本节提供的公式是以某些简单条件下的精确解 和试验资料为依据,对所研究的问题作近似假定求得的。一些 公式在靠近水边线(下游有水)或坡脚(下游无水)时计算得的比 降为无穷大,这说明这些公式在水边线或坡脚附近有局限性,也 说明在这些部位的坡面最容易发生渗透破坏,在设计中应特别 注意。

E.6水位降落时均质士堤的浸润线

E.6.1当/u/V≤1/10时,堤身内渗流自由面在水位降落后 仍保持有总水头的90%左右NB/T 32004-2018 光伏并网逆变器技术规范,故可近似认为堤身润线基本 保持原位置不变,这种情况对上游堤坡的稳定最为不利,为了 偏于安全,可以按照水位开始降落前的浸润线位置进行堤坡稳 定分析。当表/μ/V60时,为缓慢下降,此时堤身流自由面 保持总水头10%以下,已不至于影响堤坡稳定,因此,一般不 需要进行上游坡的水位降落稳定计算。只有在1/10/μ/V ≤60的范围内,浸润线的下降介于上述的两种情况之间,为进 行上游坡的稳定分析,应按照缓降过程计算浸润线下降的 位置。

E.7 双层地基渗流计第

E.7 双层地基渗流计算

E.7.5排水减压沟这一套半理论半经验的计算式是由安微

排水减压沟的理论计算就是吴世余专家推导的,见《多层地基 算太复杂不宜作为规范的附录,特请吴世余专家为本规范推导 附加渗径长度计算为经验的,其余计算式均为理论计算。公式 4期)。

E,8防洪墙底部渗流计算

F.0.3瑞典圆弧法和简化毕肖普法为近年来堤防抗滑稳定计算

中普遍采用的两种刚体极限平衡法。最早的瑞典圆弧法是不条 缺陷DB36/T 1152-2019 工业与民用建筑机制砂生产与应用技术规程,且当孔隙压力较大和地基软弱时误差较大。简化毕肖普法

用力方法的计算变得比较简单,容易实现,而直在确定强度指标及 选取合适的安全系数方面也积累了不少经验,国内已有很多单位 编出了电算程序,使用很方便。 F.0.6、F.0.7本规范推荐防洪墙抗滑、抗倾稳定计算公式是水 工建筑物设计中通用的公式,如溢洪道、水闸、挡土墙、泵站、重力 坝等设计规范中均用此进行稳定计算。 鉴于堤防工程大部分是修建在土基上:本规范仅列出坐落在 土基上的防洪墙抗滑稳定计算公式。对于修建在岩基.上的防洪 墙,可结合工程实际情况,采用相关标准进行抗滑稳定计算。

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