城市防洪堤设计规范.docx

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城市防洪堤设计规范

           中华人民共和国行业标准

           城市防洪工程设计标准

                  CJJ50—92

      主编单位：

中国市政工程东北设计院

       批准部门：

中华人民共和国建设部

                中华人民共和国水利部

       施行日期：

1993年7月1日

         关于发布行业标准?

城市防

       洪工程设计标准?

的通知

           建标〔１９９３〕７２号

   根据原城乡建设环境保护部〔83〕城科字224号文和水利部水规〔89〕41号文的要求，由中国市政工程东北设计院主编的?

城市防洪工程设计标准?

，业经审查，现批准为行业标准，编号CJJ50—92，自1993年7月1日起施行。

   本标准由建设部城镇建设标准技术归口单位建设部城市建设研究院及水利部归口单位水利水电规划设计总院共同负责归口管理，具体解释等工作由主编单位负责。

由建设部标准定额研究所组织出版。

                  中华人民共和国建设部

                  中华人民共和国水利部

                     1993年2月8日

                   １总那么

  为防治洪水危害，保护城市平安，统一城市防洪规划、设计和建设的技术要求，制定本标准。

  本标准适用于我国城市范围内的河〔江〕洪、海潮、山洪和泥石流防治等防洪工程的规划、设计。

工矿区可参照执行。

  城市防洪工程设计应以城市总体规划及所在江河流域防洪规划为依据，全面规划、综合治理、统筹兼顾、讲求效益。

  城市范围内的河道及沿岸的土地利用必须服从行洪要求，各项工程建设及其防洪标准不得低于该城市的防洪标准。

  重要城市的防洪工程设计在可行性研究阶段，应参照现行?

水利经济计算标准?

进行经济评价，其内容可适当简化。

  对自然环境、社会环境产生较大影响的城市防洪工程，在可行性研究阶段应根据现行?

水利水电工程环境影响评价标准?

进行环境影响评价，编制环境影响报告书或环境影响报告表。

  城市防洪工程可行性研究和初步设计阶段，设计文件应包括工程管理设计内容。

  地震设防区城市防洪工程设计应符合现行?

水工建筑物抗震设计标准?

的规定。

  城市防洪工程设计除执行本标准外，涉及其它专业时，还应符合有关标准的规定。

                   ２设计标准

              2.1城市等别和防洪标准

  城市等别应根据所保护城市的重要程度和人口数量划分为四等，见表2.1.1。

  城市防洪设计标准应根据城市等别、洪灾类型可按表2.1.2分析确定。

  对于情况特殊的城市，经上级主管部门批准，防洪标准可以适当提高或降低。

  城市分区设防时，可根据各防护区的重要性选用不同的防洪标准。

  沿国际河流的城市，防洪标准应专门研究确定。

  临时性建筑物的防洪标准可适当降低，以重现期在5～20年范围内分析确定。

                 2.2防洪建筑物级别

  防洪建筑物级别，根据城市等别及其在工程中的作用和重要性划分为四级，可按表2.2.1确定。

                 2.3防洪建筑物平安超高

  防洪建筑物的平安超高应符合表2.3.1的规定。

  建在防洪堤上的防洪闸和其它建筑物，其挡水局部的顶部标高不得低于堤防〔护岸〕的顶部标高。

  临时性防洪建筑物的平安超高，可较同类型建筑物降低一级。

海堤允许越浪时，超高可适当降低。

             2.4防洪建筑物稳定平安系数

  堤〔岸〕坡抗滑稳定平安系数，应符合表2.4.1的规定。

  建于非岩基上的混凝土或圬工砌体防洪建筑物与非岩基接触面的水平抗滑时稳定平安系数，应符合表2.4.2的规定。

  建于岩基上的混凝土或圬工砌体防洪建筑物与岩基接触的抗滑稳定平安系数，应符合表2.4.3的规定。

  防洪建筑物抗倾覆稳定平安系数应符合表2.4.4的规定。

                    3总体设计

                    3.1一般规定

  总体设计必须在城市总体规划和流域防洪规划的根底上，根据洪水特性及其影响，结合城市自然地理条件、社会经济状况和城市开展的需要确定。

   重要城市防洪工程总体设计，对超设计标准洪水应制定对策性措施，减少洪灾损失。

  总体设计应实行工程防洪措施与非工程防洪措施相结合，根据不同洪水类型〔河洪、海潮、山洪和泥石流〕，选用各种防洪措施，组成完整的防洪体系。

  总体设计应注意节约用地和开拓建设用地；建筑物选型应因地制宜，就地取材，降低工程造价。

  总体设计应与市政建筑密切配合，在确保防洪平安的前提下，兼顾使用单位和有关部门的要求，提高投资效益。

  总体设计应保护生态环境。

城市天然湖泊、水塘应予保存。

   因防洪设施影响造成的内涝，应采取必要的排涝措施。

  总体设计必须收集、分析和评价水文、泥砂、河道、海岸冲淤演变趋势、地形、地质、已有防洪设施以及社会经济、洪灾损失等根底资料。

  在地面沉降地区，对地面沉降的影响应采取相应的防治措施。

  在季节冻土、多年冻土及凌汛地区，对冻胀的影响应采取相应的防治措施。

  主要防洪建筑物应设置观测和监测设备。

                   3.2河洪防治

  总体设计应考虑人类活动及河道变化是否影响流量与水位关系的一致性，分析城市建设和社会经济开展对城市防洪产生的影响。

  总体设计应防止或减少对水流流态、泥砂运动、河岸等不利影响，防止河道产生有害的冲刷和淤积。

  总体设计应与上下游、左右岸流域防洪设施相协调，注意城乡接合部不同防洪标准的衔接处理。

  总体设计应与航运码头、污水截流管、滨河公路、滨河公园、游泳场等统筹安排，发挥防洪设施多功能作用。

  位于河网地区的城市，根据市区被河网分割情况，防洪工程布置，宜采用分片封闭形式。

                   3.3海潮防治

  沿海城市防潮工程总体设计，应分析风暴潮、天文潮、涌潮的特性和可能的不利遭遇组合，合理确定设计潮位。

  海口城市防潮工程总体设计，应分析江河洪水与设计潮位的不利遭遇组合，采取相应的防潮措施，进行综合治理。

  总体设计应分析海流和风浪的破坏作用，确定设计风浪侵袭高度，采取有效的消浪措施和根底防护措施。

  防潮堤防布置应与滨海市政建设相配合，结构选型应与海滨环境相协调。

                  3.4山洪防治

  山洪防治应以小流域为单元进行综合治理，坡面汇水区应以生物措施为主，沟壑治理应以工程措施为主。

  排洪渠道平面布置应力求顺直，就近直接排入城市下游河道；条件允许时，可在城市上游利用截洪沟将洪水排至其它水体。

  在城市上游修建小水库削减洪峰时，水库设计标准应适当提高，并应设置溢洪道，确保水库平安。

  当排洪渠道出口受外河洪水顶托时，应设挡洪闸或回水堤，防止洪水倒灌。

                 3.5泥石流防治

  泥石流防治应采取防治结合、以防为主，拦排结合、以排为主的方针，并采用生物措施、工程措施及管理等措施进行综合治理。

  应根据泥石流对城市及建筑物的危害形式，采取相应的防治措施。

  泥石流沟，宜一沟一渠直接排入河道，合并或改沟时应论证其可行性。

泥石流沟设计断面应考虑沙石淤积的影响，并采取相应的防治措施。

             4设计洪水和设计潮位

                   4.1设计洪水

  城市防洪工程设计所依据的各种标准的设计洪水，包括洪峰流量、洪水位、时段洪量、洪水过程线等，可根据工程设计要求计算其全部或局部内容。

  城市防洪工程设计洪水可采用城市河段某一控制断面洪水。

  计算设计洪水必须有根底资斜。

充分利用已有的实测资料，运用历史洪水、暴雨资料，对计算设计洪水所依据的暴雨洪水资料和流域特性资料应重点复核。

  洪水系列应具有一致性。

当流域修建蓄水、引水、分洪、滞洪等工程或发生决口、溃坝等情况，明显影响各年洪水的一致性时，应将资料复原到同一根底，对复原资料应进行合理检查。

  根据资料条件，设计洪水可采用以下方法进行计算：

城市防洪控制断面或其上、下游邻近地点具有30年以上实测和插补延长洪水流量或水位资料，并有历史洪水调查资料时，应采用频率分析方法计算设计洪水和设计洪水位。

工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料，并有暴雨洪水对应关系时，可采用频率分析法计算设计暴雨，推算设计洪水，然后通过控制断面的流量水位关系曲线求得相应的设计洪水位。

工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时，可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料，进行地区综合分析，计算设计洪水，然后通过控制断面的流量水位关系曲线求得相应的设计洪水位。

  对设计洪水计算中所采用的计算方法及其主要环节、各种参数和计算成果，应进行多方面分析检查，论证其合理性。

  设计洪水的地区组成可采用以下方法拟定：

典型洪水组成法：

从实测资料中选择几次有代表性的大洪水作为典型，以设计断面的设计洪量控制，按典型洪水的各区洪量组成的比例，计算各分区相应的设计流量。

同频率组成法：

指定某一分区发生与设计断面同频率的洪量，其余分区发生的相应洪量用典型洪水的组成比例进行分配。

  各分区的设计洪水过程，应采用同一次洪水过程线为典型，以分配到各分区的洪量控制放大。

  对拟定的设计洪量地区组成和各分区的设计洪水过程线，应从洪水地区组成规律、水量平衡及洪水过程线形状等方面进行合理性检查，必要时，可适当调整。

  当设计断面上游有调蓄作用较大的工程时，应拟定设计洪量的地区组成，计算各分区的洪水过程线，经工程调洪后的洪水与区间洪水组合，推求受上游工程调蓄影响的设计洪水。

                 4.2设计潮位

  设计潮位包括设计高潮位和设计低潮位。

在分析计算高〔低〕潮位时，应有不少于20年的实测潮位资料，并调查历史上出现的特殊高〔低〕潮位。

  当实测潮位资料大于5年缺乏20年时，可采用短期同步差比法与附近有20年以上实测资料的验潮站进行同步相关分析，计算设计高〔低〕潮位。

采用短期同步差比法应满足以下条件：

   〔1〕潮汐性质相似；

   〔2〕地理位置临近；

   〔3〕受河流径流影响相似；

   〔4〕气象条件相似。

  设计高〔低〕潮位可采用第一型极值分布律或皮尔逊Ⅲ型曲线计算。

  挡潮闸设计雨型的选择，应分别研究季风雨和台风雨两种成因对渍涝及排水的不利影响。

  挡潮闸设计潮型的选择，应以典型年相应时间对排水偏于不利的潮位过程或相应时间的平均偏于不利潮位过程为主，并以最不利的潮位过程校核。

  挡潮闸设计潮位确实定，应考虑建闸后形成反射波对天然高潮位壅高的影响和低潮位低落的影响。

                   ５堤防

                  5.1一般规定

  堤线选择应结合现有堤防设施，综合地形、地质、洪水流向、防汛抢险、维护管理等因素确定，并与沿江〔河〕市政设施相协调。

堤线宜顺直，转折处应用平缓曲线相连接。

  堤距应根据城市总体规划、河道地形、水面线计算成果、工程量、造价等因素，经技术经济比拟确定。

  堤防沿程设计水位确实定，当沿程有接近设计流量的观测水位时，可根据控制站设计水位和水面比降推算，并考虑桥梁、码头、跨河、拦河等建筑物产生的壅水影响；沿程无接近设计流量的观测水位时，应根据控制站设计水位，通过推求水面曲线确定。

在推求水面曲线时，其糙率选择应力求符合实际。

有实测或调查洪水资料时，应根据实测或调查资料推求糙率。

所求水位应用上下游水文站水位检验。

  堤顶和防洪墙顶标高按下式计算确定：

  当堤顶设置防浪墙时，堤顶标高应不低于设计洪〔潮〕水位加0.5m。

                   5.2防洪堤

  防洪堤可采用土堤、土石混合堤或石堤。

堤型选择应根据当地土、石料的质量、数量、分布范围、运输条件、施工场地等因素综合考虑，经技术经济比拟后确定。

  当有足够筑堤上料时，应优先采用均质土堤，土料缺乏时，也可采用土石混合堤。

  土堤填土应注意压实，使填土具有足够的抗剪强度和较小的压缩性，不产生大量不均匀变形，满足渗流控制要求。

粘性土压实度应不低于0.93～0.96；无粘性土压实后的相对密度应不低于0.70～0.75。

  土堤和土石混合堤，堤顶宽度应满足堤身稳定和防洪抢险的要求，但不宜小于４ｍ。

如堤顶兼作城市道路，其宽度应按城市公路标准确定。

  当堤身高度大于6m时，宜在背水坡设置戗道〔马道〕，其宽度不小于2m。

  土堤堤身浸润线应根据水位、筑堤土料、背水坡脚有无渍水等条件计算。

浸润线逸出点宜在坡脚以下。

  土堤边坡稳定计算，可采用园弧法。

迎水坡应考虑水位骤降的影响，假设高水位持续时间较长，背水坡应考虑渗透水压力的影响；堤基假设有软弱地层时，应进行整体稳定性计算。

  当堤基渗径满足不了防渗要求时，可采取填土压重、排水减压以及截渗等措施，以防止产生渗透变形。

  土堤迎水坡应采用护坡防护，护坡形式有干砌石、浆砌石、混凝土和钢筋混凝土板等。

应根据水流流态、流速等要求选用。

背水坡可采用草皮护坡。

  迎水坡应设置护脚，其宽度和深度可根据水流流速和河床土质经冲刷计算确定。

  当堤顶设置防浪墙时，防浪墙高度不宜大于1.2m，并应设置变形缝。

缝距可采用：

浆砌石结构为15～20m；混凝土和钢筋混凝土结构为10～15m。

  迎水面水流流速大、风浪冲击力强的堤段，宜采用石堤或土石堤。

受潮水和海浪冲击强度大的海堤，宜用重力式浆砌石堤或土石堤。

土石堤可在迎水面砌石或抛石，在其后填筑土料。

在防渗体和堤壳之间，根据需要可设置反滤层和过渡层，或只设反滤层。

                   5.3防洪墙

  城市中心区的堤防工程，宜采用防洪墙。

防洪墙应采用钢筋混凝土结构，高度不大时，可采用混凝土或浆砌石防洪墙。

  防洪墙必须满足强度和抗渗的要求。

基底轮廓线长度应满足不产生渗透变形的要求。

  防洪墙必须进行抗滑、抗倾和地基整体稳定验算。

地基应力必须满足地基承载力的要求。

当地基承载力缺乏时，地基应进行加固处理。

  防洪墙根底砌置深度，应根据地基土质和冲刷计算确定，要求在冲刷线以下0.5～1.0m。

在季节性冻土地区，还应满足冻结深度的要求。

  防洪墙必须设置变形缝，缝距可采用：

浆砌石墙体15～20m，钢筋混凝土墙体10～15m；在地面标高、土质、外部荷载、结构断面变化处，应增设变形缝。

                   5.4根底处理

  当堤基渗流控制、地基稳定不满足要求时，应进行根底处理。

  砂砾石堤基应进行防渗处理，处理措施应根据堤型、砂砾石埋藏深度、厚度以及当地建筑材料、施工条件等因素通过技术经济比拟确定。

  垂直防渗措施应可靠而有效地截断堤基渗流，在技术可能而又经济时，应优先采用以下措施：

   〔1〕砂砾层埋藏较浅，层厚不大时，可采用粘土或混凝土截水墙；

   〔2〕砂砾层埋藏较深，厚度较大时，可采用高压定喷或旋喷防渗帷幕。

  当垂直防渗不经济或施工有困难时，可采用粘土铺盖或堤后填土压重，并设反滤体和排水体，或设与排水减压井相结合的措施。

  对判定可能液化的土层，应挖除后换填好土。

在挖除困难或不经济时，应采用人工加密措施，使之到达与设计地震烈度相适应的紧密状态，并有排水和增加压重措施。

  软弱土基的处理措施，应挖除软弱土，当厚度大、分布广、难以挖除时，可打砂井加速排水，增强地基强度。

  湿陷性黄土地基宜采用挖除、翻压、强夯等措施，去除其湿陷性。

  防洪墙根底持力层范围内假设有高压缩性土层，可采用桩基。

                ６护岸及河道整治

                    6.1一般规定

  在城市市区的河〔江〕岸、海岸、湖岸被冲刷的岸段，影响到城市防洪平安时，应采取护岸保护。

护岸布置应减少对河势的影响，防止抬高洪水位。

  护岸选型应根据河流和河〔海〕岸特性、城市建设用地、航运、建筑材料和施工条件等综合分析确定。

常用护岸类型有坡式护岸、重力式护岸、板桩及桩基承台护岸、顺坝和短丁坝护岸等。

  护岸设计应考虑以下荷载：

   〔1〕自重和其上部荷载；

   〔2〕地面荷载；

   〔3〕墙后主动土压力和墙前被动土压力；

   〔4〕墙前水压力和墙后水压力；

   〔5〕墙前波吸力；

   〔6〕地震力；

   〔7〕船舶系缆力；

   〔8〕冰压力。

  沿海护岸可参照现行?

港口工程技术标准?

的规定。

                  6.2坡式护岸

  坡式护岸常用的结构形式有干砌石、浆砌石、抛石、混凝土和钢筋混凝土板、混凝土异形块等，其形式选择应根据流速、波浪、岸坡土质、冻结深度以及施工条件等因素，经技术经济比拟确定。

当岸坡高度较大时，宜设置戗道。

  坡式护岸的坡度和厚度，应根据岸边土质、流速、风浪、冰冻、护砌材料和结构形式等因素，通过稳定分析计算确定。

  砌石和抛石护坡，应采用坚硬未风化的石料，砌石下应设垫层、反滤层或土工织物。

  浆砌石、混凝土和钢筋混凝土板护坡应在纵横方向设变形缝，缓距不宜大于5m。

  坡式护岸应设置护脚。

根底埋深宜在冲刷线以下0.5～1.0m。

假设施工有困难可采用抛石、石笼、沉排、沉枕等护底防冲措施。

                   6.3重力式护岸

  重力式护岸宜在较好的地基上采用，在较差的地基上采用时，必须进行加固处理，并应在结构上采取适当的措施。

  重力式护岸结构形式选择，应根据岸边的自然条件、当地材料以及施工条件等因素，经技术经济比拟确定。

常用重力式护岸形式有：

整体式护岸、空心方块及异形方块式护岸和扶壁式护岸。

  重力式护岸根底埋深，不应小于1.0m，在有冲刷的情况下，处理同6.2.5条。

  抛石基床的厚度应根据计算确定。

对于岩石和砂卵石地基不宜小于0.5m，对于一般土基不宜小于1.0m。

在以下情况下可考虑设置抛石基床：

   〔1〕当采用水下安装时；

   〔2〕当地基承载力满足不了要求时；

   〔3〕当为了墙身能在施工水位以上砌筑或浇筑时。

  重力式护岸沿长度方向必须设变形缝，缝距可采用：

浆砌石结构为15～20m，混凝土和钢筋混凝土结构为10～15m。

在以下位置必须设置变形缝：

   〔1〕新旧护库连接处；

   〔2〕护岸高度或结构型式改变处；

   〔3〕护岸走向改变处；

   〔4〕地基土质差异较大的分界处。

  重力式护岸应设排水孔，孔后应设置反滤层或水工织物。

  重力式护岸后土压力按主动土压力计算，护岸前土压力可按1/2被动土压力取值。

  回填土与护岸背之间的摩擦δ应根据回填土内摩擦角φ、护岸背形和粗糙度确定，可按如下规定采用：

    仰斜的混凝土或砌体护岸采用1/2φ～2/3φ。

    俯斜的混凝土或砌体护岸采用1/3φ。

    垂直的混凝土或砌体护岸采用1/3φ～1/2φ。

    卸荷平台〔板〕以下的护岸采用1/3φ。

  重力式护岸壁后地面无特殊使用要求时，地面荷载可取5～10kN/m²。

  重力式护岸壁前正向行进波高小于0.5m时，可不考虑波吸力。

  设计重力式护岸时，应进行以下计算和验算：

   〔1〕护岸的倾覆稳定；

   〔2〕护岸的水平滑动稳定；

   〔3〕沿抛石基床面的水平滑动稳定；

   〔4〕基床和地基应力；

   〔5〕护岸底面合力作用位置；

   〔6〕整体滑动稳定；

   〔7〕护岸前冲刷深度。

             6.4板桩式及桩基承台式护岸

  在软弱地基上修建港口、码头、重要护岸，宜采用板桩式及桩基承台式，其构造和计算可参照现行?

港口工程技术标准?

的有关规定。

  板桩式及桩基承台式护岸型式选择，应根据荷载、地质岸坡高度以及施工条件等因素，经技术经济比拟确定。

  桩板墙宜采用预制钢筋混凝土板桩，当护岸较高时，宜采用锚定式钢筋混凝土板桩。

在施工条件允许时，也可采用钢筋混凝土地下连续墙。

  钢筋混凝土板桩可采用矩形断面，厚度经计算确定，但不宜小于0.15m。

宽度由打桩设备和起重设备能力确定，可采用0.5～1.0m。

  有锚板桩的锚碇结构型式应根据锚碇力、地基土质、施工设备和施工条件等因素确定。

  板桩墙的入土深度，必须满足板桩墙和护岸整体滑动稳定的要求。

  护岸整体稳定计算可采用圆弧滑动法。

对板桩式护岸，其滑动可不考虑切断板桩和拉杆的情况；对于桩基承台式护岸，当滑弧从桩基中通过时，应考虑截桩力对滑动稳定的影响。

               6.5顺坝和短丁坝护岸

  顺坝和短丁坝护岸应设置在中枯水位以下，可按以下情况选用：

    在冲刷严重的河岸、海岸、可采用顺坝或丁坝保滩护岸。

    在波浪为主要破坏力的河岸、海岸、通航河道以及冲刷河岸凹凸不规那么的河段，宜采用顺坝保滩护岸。

    在受潮流往复作用而产生严重崩岸，以及多沙河流冲刷严重河段，可采用短丁坝群保滩护岸。

  顺坝和丁坝按建筑材料不同可以分为土石坝、抛石坝、砌石坝、铅丝石笼坝、混凝土坝等类型。

坝型选择可根据水流速度的大小、河床土质、当地建筑材料、以及施工条件等因素综合分析确定。

  顺坝和丁坝均应做好坝头防冲、坝身稳定积坝根与岸边的连接，防止水流绕过坝根冲刷河〔海〕岸。

  河道急弯冲刷河段宜采用顺坝护岸，其平面布置应与河道整治线一致。

  顺坝顶纵向坡度应与河道整治线水面比降一致。

  短丁坝护岸宜成群布置，坝头连线应与河道整治线一致；短丁坝的长度、间距及坝轴线的方向，应根据河势、水流流态及河床冲淤情况等，由分析计算确定，必要时应通过水工模型试验验证。

  丁坝坝头水流紊乱，受冲击力较大，应特别加固。

宜采用加大坝顶宽和边坡系数，扩大护底范围等措施。

                   6.6河道整治

  河道整治必须按照水力计算确定的设计横断面去除河道淤积物和障碍物，以满足洪水下泄要求。

  裁弯取直及疏浚〔挖槽〕的方向应与江河流向一致，并与上、下游河道平顺连接。

  在城市防洪工程中的河道裁弯取直，应到达改善水流条件，去除险工和有利于城市建设的目的。

  裁弯取直应进行河道冲淤分析计算，并注意水面线的衔接，改善冲淤条件。

                  ７山洪防治

                   7.1一般规定