技术规范标准堤防工程技术规范.docx
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技术规范标准堤防工程技术规范
【题 名】:
堤防工程技术规范
【副题名】:
【起草单位】:
黄河水利委员会,淮河水利委员会主编
【标准号】:
SL51—93
【代替标准】:
【颁布部门】:
中华人民共和国水利部批准
【发布日期】:
【实施日期】:
1994年7月1日
【批准文号】:
水建[1993]207号
【批准文件】:
中华人民共和国水利部
关于发布《堤防工程技术规范》
SL51—93的通知
水建〔1993〕207号
为满足我国堤防工程建设的急需,我部委托黄河水利委员会和淮河水利委员会为主编
单位,组织编制了《堤防工程技术规范》,经审查,现批准为行业标准,编号SL51-93,自
一九九三年七月一日起施行。
本规范具体解释工作由主编单位负责。
水利电力出版社负责出版发行。
1993年4月10日
【全 文】:
1 总 则
1.0.1 为了经济合理地进行堤防工程的设计,保证工程施工的质量,保护防护对象
的防洪安全,特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于江河、湖泊新建、加固、扩建3级以上(含3级)土质堤防工程
的设计和施工。
4、5级堤防工程可参照执行。
1.0.3 堤防工程设计,必须以所在江河、湖泊的防洪规划为依据,并应为工程的管
理运用创造必要的条件。
1.0.4 进行堤防工程设计,应根据设计的要求收集和分析水文、泥沙、气象、地质、
地形、地震、河道(湖区)演变、历史险情、社经、工程现状、建筑材料、施工条件等基本
资料,其精度应满足相应设计阶段的深度要求。
1.0.5 设计的堤防工程应满足结构稳定、变形、渗流等方面的技术要求,并确保工
程在设计条件下的安全运用。
1.0.6 地震基本烈度为7度以上(含7度)地区的特殊重要的堤防工程设计,应按地
震设防。
具体设计应遵循《水工建筑物抗震设计规范》的有关规定。
1.0.7 堤防工程的设计、施工必须贯彻“因地制宜,就地取材”的原则;在总结实
践经验和科学试验基础上,可积极慎重地采用新技术、新工艺、新结构、新材料。
1.0.8 堤防工程设计、施工以及根据需要进行的有关工作,除应符合本规范要求外,
还应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.9 堤防工程,应根据已批准的设计及国家现行有关标准制定施工技术措施与施
工要求并组织施工。
堤防工程在施工中需要对设计变更,应取得设计单位的同意:
对设计有重大修改时,
应报请原审批单位批准。
1.0.10 堤防工程施工,必须建立技术责任制度,加强质量管理,确保施工质量,
并做好对施工原始资料的收集、分析整理、归档工作。
1.0.11 堤防工程竣工后,必须按照本规范和《水利基本建设工程验收规程》
SD184-86(试行)进行验收。
隐蔽工程应及时做好中间验收工作。
2 堤防工程的防洪标准
2.1 堤防工程的级别划分
2.1.1 堤防工程的级别,根据防护区内各类防护对象的重要性和规模划分为5级,
其级别应按表2.1.1的规定分析确定。
表2.1.1 堤防工程的级别
┌──┬────────┬─────────────────────────┐
│防护│ 项目 │ 堤防工程的级别 │
│对象│ ├──────┬────┬────┬────┬───┤
│ │ │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │
├──┼────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│城 │重要程度 │特别重要城市│重要城市│中等城市│一般城镇│----│
│镇 ├────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│ │非农业人口 │ ≥150 │150~50│50~20 │≤20 │----│
│ │ (万人) │ │ │ │ │ │
├──┼────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│乡 │防护区耕地面积 │ ≥500 │500~300│300~100│100~30│≤30 │
│村 │ (万亩) │ │ │ │ │ │
│ ├────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│ │防护区人口 │ ≥250 │250~150│150~50│50~20 │≤20 │
│ │ (万人) │ │ │ │ │ │
├──┼────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│工矿│主要厂区(车间)│特大型 │大型 │中型 │中型 │小型 │
│企业├────────┼──────┼────┼────┼────┼───┤
│ │ 辅助厂区 │ ---- │ ---- │特大型 │大型 │中、 │
│ │(车间)生活区 │ │ │ │ │小型 │
└──┴────────┴──────┴────┴────┴────┴───┘
2.1.2 防护区内如有多个不同类别的防护对象,其堤防工程的级别应按防洪要求较
高的防护对象确定。
同一防护区内有三个或三个以上防洪要求相同的城镇、工矿企业时,
其堤防工程的级别可提高一等。
2.1.3 表2.1.1未列入的防护对象,其堤防工程的级别可参照该表进行类比分析确
定。
2.2 堤防工程的防洪标准
2.2.1 堤防工程防洪标准的确定,应根据本工程在防洪体系中所起的作用,进行不
同防洪标准可减免的洪灾经济损失(防洪效益)与所需防洪费用的对比分析,并考虑政治、
社会、环境等因素,进行综合权衡论证,按表2.2.1规定的范围分析确定。
特别重要的堤
防,其防洪标准经专题论证后报主管部门审批确定。
表2.2.1 堤防工程的防洪标准
┌───────┬───┬────┬───┬───┬───┐
│堤防工程的级别│ 1│ 2 │ 3│ 4│ 5│
├───────┼───┼────┼───┼───┼───┤
│ 防洪标准 │≥100│100~50│50~30│30~20│20~10│
│(重现期,年)│ │ │ │ │ │
└───────┴───┴────┴───┴───┴───┘
2.2.2 行、蓄洪区的堤防工程的防洪标准,应根据江河流域防洪规划的要求专门确
定。
2.2.3 堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准,应不低于堤防工程的防洪
标准,并应留有适当的安全裕度。
2.3 安全加高及安全系数
2.3.1 堤防工程的安全加高,应根据堤防工程的级别,按表2.3.1的规定采用。
表2.3.1 堤防工程的安全加高
┌───────┬──┬──┬──┬──┬──┐
│堤防工程的级别│ 1│ 2│ 3│ 4│ 5│
├───────┼──┼──┼──┼──┼──┤
│安全加高(m)│1.0│0.8│0.7│0.6│0.5│
└───────┴──┴──┴──┴──┴──┘
2.3.2 无粘性土,渗流出逸面无反滤层的土堤,防止渗透变形的允许坡降应以土的
临界坡降除以1.5~2.0的安全系数确定。
也可参考表2.3.2选用。
表2.3.2 无粘性土允许坡降的经验值
┌──┬───────────────────────────────┐
│项目│ 渗透变形型式 │
│ ├──────────────┬────┬───────────┤
│ │ 流土型 │过渡型 │ 管涌型 │
│ ├────┬────┬────┤ ├────┬──────┤
│ │Cu<3 │Cu=3~5│Cu>5 │ │级配连续│级配不连续 │
├──┼────┼────┼────┼────┼────┼──────┤
│允许│0.25~│0.35~│0.50~│0.25~│0.15~│0.10~ │
│坡降│ 0.35│ 0.50│ 0.80│ 0.40│ 0.25│ 0.15 │
└──┴────┴────┴────┴────┴────┴──────┘
注 Cu土的不均匀系数。
(注:
在Cu中,u为下标)
2.3.3 土堤的抗滑稳定安全系数,应不小于表2.3.3规定的数值。
表2.3.3 土堤的抗滑稳定安全系数
┌────┬───────────────────┐
│运用条件│ 堤防工程的级别 │
│ ├───┬───┬───┬───┬───┤
│ │1 │2 │3 │4 │5 │
├────┼───┼───┼───┼───┼───┤
│设计条件│1.30│1.25│1.20│1.15│1.10│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┤
│地震条件│1.10│1.05│1.00│ │ │
└────┴───┴───┴───┴───┴───┘
3 堤线及堤型
3.1 堤线
3.1.1 堤线应根据防洪规划,并考虑防护区的范围、主要防护对象的要求、土地综
合利用以及行政区划等因素,经过技术经济比较后确定。
3.1.2 选择堤线应遵循下列原则:
(1)堤线应力求平顺,各堤段用平缓曲线相连接,不宜采用折线或急弯。
(2)堤防工程一般应修筑在土质较好的、比较稳定的滩岸上,尽可能利用现有堤防和
有利地形,沿高地或一侧傍山布置,尽可能避开软弱地基、深水地带、古河道、强透水层
地基。
(3)堤线布置宜保留适当宽度的滩地,要与河势流向相适应,并与大洪水的主流线大
致平行。
(4)一个河段两岸堤防间距或一岸高地与一岸堤防之间的距离,应大致相等,不宜突
然放大或缩小。
(5)堤线应尽量选择在拆迁房屋、工厂等建筑物少的地带,并考虑到建成后便于管理
养护、防汛抢险和工程管理单位的综合经营。
(6)防护区内各防护对象的防洪标准差别较大时,可采用隔堤分别防护。
3.2 堤距
3.2.1 堤距的确定应根据流域防洪规划分河段进行,上下游、左右岸统筹兼顾,使
设计洪水从两堤之间安全通过。
3.2.2 堤距设计应按照堤线选择的原则,根据河道纵横断面、水力要素、河流特性
及冲淤变化,分别计算不同堤距的河道设计水面线、设计堤顶高程线、工程量及工程投资;
根据不同堤距的堤防技术经济指标,权衡对设计有重大影响的自然因素和社会因素,分析
确定堤距。
3.2.3 确定堤距时,要考虑现有水文资料系列的局限性、滩区长期的滞洪淤沙作用、
社会经济发展要求,留有适当的余地。
3.2.4 如利用河道上原有堤防、山嘴、矶头、卡口时,其堤距应在不影响行洪安全
的前提下分析确定。
3.3 堤型
3.3.1 根据筑堤材料和填筑型式,可以选择均质土堤或分区填筑的非均质土堤。
非
均质土堤可以分别采用斜墙式、心墙式或混合型式。
3.3.2 堤型选择应根据堤段所在地的特点、堤址地质、筑堤材料、施工条件、工程
造价等因素经过技术经济比较综合权衡确定。
3.3.3 同一堤线的各堤段,可根据具体条件,分别采用不同堤型。
在堤型变换处应
设置渐变段。
必须处理好不同堤型堤段的结合部的工程连接。
4 堤基处理设计
4.1 一般规定
4.1.1 堤基处理设计,应在已探明的工程地质、水文地质和其它有关资料的基础上
进行。
4.1.2 堤基处理应满足渗流控制、稳定和变形的要求。
渗流控制应保证堤基及背水
侧堤脚外土层的渗透稳定。
堤基稳定计算一般为静力稳定,符合1.0.6条规定的堤防的堤
基稳定计算应包括静力和动力的稳定。
变形以竣工后达到稳定的沉降量和不均匀沉降量来
表示;竣工后堤基和堤身的总沉降量和不均匀沉降量,不应超过堤防安全运用的允许值。
4.1.3 地基中的暗沟、动物穴及墓坑、窑洞、井窖、房基杂填土等隐患,应探明并
加以处理。
4.2 软弱地基处理
4.2.1 软弱地基包括软粘土、湿陷性黄土、易液化土、膨胀土、泥炭土和分散性粘
土等,应有针对性地研究其物理力学特性及对工程产生的影响。
4.2.2 软粘土堤基的处理措施,宜尽可能挖除,当厚度较大难以挖除时,可采用打
砂井、铺垫透水材料加速排水,在堤趾外增加压载,施工控制加荷速率等方法处理。
各种处理方法可以单独使用,也可结合使用。
4.2.3 在天然软土地基上采用连续施工法修筑的堤防,如填筑高度达到或大于地基
承载极限高度时,可在堤趾外增加压载,以降低堤基中的剪应力,防止堤基软粘土的剪
切破坏。
1级压载不满足要求时可用2级压载。
地基承载极限高度可用(4.2.3)式计算。
He=5.52(C/γ) (4.2.3)
式中He——地基承载极限高度,m;
C——由快剪法测得的软土凝聚力,t/m2;
γ填土密度,t/m3。
(注:
在He中,e为下标在m2、m3中,2、3为上标)
压载的高度和宽度,应由稳定计算确定。
一般压载高度h=aH,a值的变化范围在
0.15~0.40之间,H为堤高。
一般压载宽度内外堤脚各为b=βH,β=1.0~3.0。
4.2.4 软粘土堤基可采用铺垫透水材料以加速软土排水固结。
在防渗土体部位使
用此法,还应满足防渗的要求:
(1)砂石垫层厚度
砂垫层 t=0.5~1.0m
碎石或砂砾层 t>1.0m
(2)土工织物垫层。
垫层的设置可参照土工织物作反滤层的要求。
4.2.5 排水井法。
采用砂井排水时,砂井的布置、直径、深度应根据排水的要求确
定。
一般陆上施工砂井直径为20~30cm,水上施工为30~40cm,袋装砂井直径为10cm。
砂井间距一般为砂井直径的6~10倍,常用范围为2~4m,袋装砂井可适当加密。
砂井以等边三角形(梅花形)布设为宜。
在软土层下有承压水时,应防止砂井打穿软土层。
4.2.6 在软土地基上筑堤,也可采用控制填土加荷速率方法处理,当填筑一定高度
后,间歇一段时间,待地基固结能承受填土后再向上填筑,如此逐渐筑至设计高度,加荷
速率和间歇时间,应通过试验或参考类似工程决定。
4.2.7 在弱湿陷性和较强湿陷性地基上修筑堤防,可采用预先浸水法或强夯实法处
理,如地基表层黄土含水量低于最优含水量2%以上时,夯实前需预先洒水,以利夯实。
如
在强烈湿陷性黄土地基上修建较高的或重要的堤防,需专门研究处理措施。
4.2.8 符合1.0.6条规定的堤防,地基中可能发生地震液化的土层(包括无粘性土
和少粘性土),应按《水工建筑物抗震设计规范》的有关规定进行地震液化可能性的评价,
必要时采取处理措施。
4.2.9 对于需作处理的可能液化的土层,如挖除有困难或不经济时,可采取人工加
密措施,使其达到设计要求的密实度。
人工加密措施,对于浅层的可采用表面振动加密;
对于深层的,可采用振冲、强夯、砂井、预压加固等方法加密。
4.2.10 分解度低于50%的泥炭土,一般不宜作堤基,如堤基无法避开泥炭土,又不
可能挖除时,应充分考虑泥炭土的压缩性。
对重要堤防需专门研究处理措施,进行必要的
室内试验和试验性填筑。
4.2.11 对膨胀土堤基应查清膨胀土性质(膨胀力、膨胀量等)和分布范围,必要时可
采用挖除、压载等方法处理。
4.2.12 分散性粘土地基,在堤身防渗体以下部分,应在分散性土中掺入石灰,使其
变为非分散状态。
分散性粘土地基处理深度,均质土堤的地基一般为0.2m;心墙土堤,在心墙下的处理
深度应不小于1.0m。
石灰掺量根据土质情况由试验确定,其重量比一般为2%~4%。
防渗
体背水侧应做好反滤。
要求施工时应尽量做到随开挖、随处理、随填土,以防分散性粘土
裸露,产生干缩裂缝,加剧分散性粘土的渗透破坏。
也可采用土工膜保护分散性粘土地基,再在其上填筑土堤。
4.3 透水地基处理
4.3.1 透水地基的处理,应根据堤防工程的级别、堤高及地基条件,选择经济合理
的方案。
4.3.2 适用于浅层透水地基的粘性土截水槽,其底部应达到相对不透水层。
截水槽
可采用与堤身防渗体相同的土料和填筑密度。
截水槽的底宽应根据回填土料、下卧相对不
透水层的允许渗流比降及施工条件确定。
4.3.3 铺盖防渗应符合下列要求:
(1)适用于相对不透水层埋藏较深、透水层较厚的地基处理,其长度和厚度应通过计
算确定,计算时考虑的重点是地基及铺盖本身的渗透稳定。
(2)当利用天然弱透水层作为防渗铺盖时,应查明天然弱透水层下卧透水层的分布、
厚度、级配、渗透系数和允许渗透比降等情况,以论证天然铺盖的有效性,在天然铺盖不
足的地方,应加人工铺盖补强。
(3)在缺乏做铺盖土料的地方,可采用土工膜作铺盖,表面应铺土料保护。
4.3.4 当条件允许时,深厚透水地基上的堤防可设置粘性土、固化灰浆、混凝土或
塑性混凝土的地下截渗墙。
截渗墙的厚度应满足墙体材料允许渗透比降要求。
板桩(木板桩、钢板桩、混凝土板桩)、沉井等截渗形式,可根据工程的具体情况选用。
4.3.5 在砂砾石地基内建造灌浆帷幕时,可参照灌浆规范的有关规定执行。
4.4 多层地基处理
4.4.1 多层地基常用的处理措施有:
堤背水侧加盖重、排水减压沟、排水减压井等,
这些措施可以单独或综合使用。
4.4.2 堤后弱透水层中渗透比降超过允许值不多时,应首先考虑盖重措施。
盖重宜
采用透水或半透水的材料。
4.4.3 如表层弱透水覆盖层较薄,下卧透水层基本均匀又足够厚时,宜采用排水减
压沟。
减压沟可用明沟,也可暗沟。
4.4.4 如表层弱透水覆盖层较厚,或下卧的透水层成层状沉积,愈向下渗透性愈强
或其间夹有粘土薄层和透镜体时,宜采用排水减压井。
减压井的井径、井距和贯入度,应
根据地层情况,结合施工条件和经济的原则合理选用。
4.4.5 设置盖重、减压沟、减压井时,应保证盖重末端、盖重段、减压沟前后、减
压井井间和前后土层的渗透稳定安全系数不小于规定的数值,以确保工程安全。
5 堤身结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 堤身结构设计的基本内容是:
确定堤顶高程、堤顶结构、堤坡与戗台护坡与
堤面排水、防渗设施等。
5.1.2 堤身结构的设计应依据地形、地质、设计水位、筑堤材料及运用要求分段进
行。
可参照已建成的堤防结构,初步选定标准断面,经稳定核算和技术经济比较,确定堤
身结构及尺寸。
5.1.3 堤防溃口堵复或截堵河汊的堤身断面设计,应根据水流、地基、施工方法及
材料等条件,经专门研究后确定。
5.2 堤顶
5.2.1 堤顶高程应按设计洪水位加堤顶超高确定。
堤顶超高按公式(5.2.1)确定。
Y=R+e+A (5.2.1)
式中 Y——堤顶超高,m;
R——波浪爬高,m;
e——风壅水面高,m,当实测水位中未包括时,需进行计算;
A——安全加高,m,按表2.3.1的规定选用。
波浪爬高(R),一般可用莆田公式计算。
风壅水面高(e)可按碾式土石坝规定计算。
风
区长度一般宜采用有效区法进行计算。
5.2.2 当土堤临水面设有稳定、坚固的防浪墙时,防浪墙顶高程可视为设计堤顶高
程。
但堤身顶高程应高出设计水位0.5m以上。
5.2.3 土堤预留沉降加高,通常按堤高的3%~8%采用。
地震沉降加高可不予考虑。
对于特殊重要的堤防和软弱地基上的堤防,应经过专门论证确定。
5.2.4 堤顶宽度依据防汛、管理、施工、结构等要求确定。
一般1、2级的堤防,
顶宽不小于6m,3级以下堤防不小于3m。
5.2.5 堤顶有防汛交通、存放料物的