第三章 堤防基本知识Word文档下载推荐.docx

1、在水库回水区外沿修建堤防后,可以控制水库蓄水时得回水范围,减少淹没面积,降低淹没损失;通过修建库区围堤,可以在水库挡水大坝设计挡水能力范围内,抬高水库得蓄水水位,增加水库得蓄水量,以充分发挥水库得工程效能。此前,曾有不少得水库,就就是因为受回水影响得限制而不能按设计蓄水位运行,只能采用低水位运行,制约了工程与投资效益得发挥。（六）渠堤通过修建在渠道两侧得堤防（渠堤）,可以实行高水位输水,增大输水能力,从而扩大送水范围,并减少沟渠占地面积。三、堤防各部位名称堤身多用土、或土石材料修成,两边具有一定坡度,一般呈梯形断面。图31、32分别就是堤防得平面与断面图,堤防各部位得名称主要有:堤顶:堤得顶部

2、平面;堤坡:临水侧堤坡（坡面）为临水（河）坡,背水侧堤坡为背水（河）坡;堤肩:堤顶与堤坡交界得地方,也分临水（河）堤肩与背水（河）堤肩;堤脚:也称堤根,就是堤防与地面相交得地方;保护地:也称护堤地（或柳荫地）,就是为保护堤防完整与安全而在堤脚以外确定得一定管理范围,也分临水（河）护堤地与背水（河）护堤地,临水（河）护堤地内种植防浪林,背水（河）护堤地内栽植防护林。四、堤防得修建标准堤防工程得修建标准就是与其所承担得防洪（或防潮）标准相对应得,防洪标准通常以所防御洪水得重现期或出现频率来表示,即以防多少年一遇得洪水为设计标准,防洪标准得确定又与枢纽工程得等别与堤防得级别有关。（一）等级划分与防洪

3、标准枢纽工程,按其规模、效益及在国民经济中得重要性分等,共分为五等;枢纽中得不同建筑物,按枢纽得等别、建筑物在枢纽中得作用与重要性、进行分级,共分为五级。这种等级关系参见表31表31 水工建筑物级别划分枢纽工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物一134二2三5四五枢纽工程与建筑物得等级不同,对其要求也就不同,如防洪标准、坝顶超高、安全系数、建筑材料、结构尺寸、设备配置等方面得选择,与工程与建筑物得等级有关。根据保护对象得重要性、洪水灾害得严重性、以及国民经济发展水平等条件,水利电力部曾颁布试行等级划分指标及防洪标准有关规定,摘录于表32、33、3-4表32 水利水电枢纽工

4、程分等指标（平原、滨海部分）（SDJ217-87）工程等别规模水库总库容（亿m3）防洪排涝灌溉供水水电站保护城镇及工矿区保护农田面积（万亩）排涝面积（万亩）灌溉面积供给城镇装机容量（万KW）大（1）型10特别重要500200150大（2）型101、0重要5001002006015050中型1、00、1中等100306015505252、5小（1）型0、10、01一般30515350、52、50、05小（2）型0、010、001530、50、05注总库容指校核洪水位以下得静库容 面积为设计面积表33 平原水库枢纽工程洪水标准（平原、滨海部分）（SDJ217-87）建筑物级别洪水重现期正常运用30

5、0100100505020201010非常运用200010001000300表34 永久性水工建筑物正常运用得洪水标准（山区、丘陵）（SDJ12-78）200050050303020中华人民共与国水利部于1993年4月发布堤防工程技术规范,其中,堤防工程得级别划分见表35表35 堤防工程得级别划分表防护对象项 目堤防工程级别城镇重要程度特别重要城市重要城市中等城市一般城市非农业人口（万人）15020乡村防护区耕地面积50050030030防护区人口500150工矿企业主要厂区（车间）特大型大型小型辅助厂区、生活区较大型中、小型（二）堤防得规划设计1、设计洪水及设计洪水位确定洪水标准后,再确定对

6、应洪水标准（频率或重现期）得设计洪水,并推算沿河道各控制站得洪水位,作为规划设计得依据。确定设计洪水有多种方法,一就是采用实际洪水法,即以过去曾经发生得某典型洪水作为设计洪水,设计洪水位要根据河道已发生得演变状况（特别就是冲、淤变化）与将来可能得演变趋势进行分析、推算确定;二就是频率计算法,根据实际发生得洪水资料,进行频率计算,选择某一频率（洪水标准）得洪水作为设计洪水;三就是以实际洪水位、将其酌量提高、另加安全超高而作为设计得依据。实际工程中,大多就是根据实际发生得洪水（尤其就是最大洪水）、历史调查洪水、以及频率计算成果,经综合分析比较,确定出堤防得设计洪水,并确定相应得洪水位。应当注意:随

7、着时间得推移,由于河道冲淤、边界条件等变化,河道得过水能力及水位表现也在发生变化;要结合实际变化情况、及可能得变化趋势,对设计洪水得洪水位做阶段性调整。2、堤线得选择新建、改建堤防在选定堤线时,应根据河流得河势、河道演变特征、地质地貌条件、以及两岸得社会经济情况,进行多方案论证、比较,择优选定:堤线应大致与洪水流向平行,避免急弯或局部突出,两岸堤线尽量平行。堤线不宜距河槽太近,以免河床演变或河岸坍塌而危及堤防安全。堤线宜选择在地形高、整体性好、坚硬、地层单一得地基上。尽量照顾两岸城镇规划与工农业生产布局,节约土地,方便交通。3、堤身断面设计堤防多用土、或土石材料修成,堤身一般采用梯形断面,堤身

8、断面设计主要就是确定堤顶高程、堤顶宽度、边坡坡度等。（1）堤顶高程堤顶高程=设计洪水位+风浪爬高+风壅增水高度+安全加高。其中,风浪爬高与地区风速、风向、水面宽度、水深、堤坡得坡度、坡面材料等因素有关,安全加高与堤防工程得级别、堤防就是否允许过水等因素有关。设计当中,习惯将各种爬高与安全加高值之与称为堤顶超高（或堤顶综合超高）,即堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高。黄河堤防得堤顶超高在高村以上为 、高村至艾山为2、5m、艾山以下为2、1m。（2）堤顶宽度堤顶宽度,应考虑满足防渗、施工、管理、汛期抢险交通运输、以及堆放防汛器材等要求,结合堤防得级别而综合分析确定;一般1级堤防得堤顶宽度不宜小于8m、

9、2级堤防得堤顶宽度不宜小于6m、3级以下不宜小于3m;目前,黄河采用得堤顶宽度一般为1012m。（3）设计边坡设计边坡应根据堤防等级、堤身高度、堤身结构、堤基及筑堤土质、水位涨落变化、洪水持续时间、风浪情况、防渗要求、施工条件等因素,先综合分析拟定、并经过边坡稳定分析验算而确定,要满足边坡稳定要求,12级堤防得边坡不宜陡于13。（4）堤防结构及附属设施堤顶应向一侧或两侧倾斜,坡度宜采用2%3%;为降低填土高度、减少用土量,堤顶上可以设置防浪墙;根据堤身稳定、施工、管理、排水等需要,确定就是否设置戗台或设置多少级戗台;堤防得护坡应坚固耐用、抗冲、就地取材、方便施工与维修管理,两侧堤坡或同一坡得不

10、同部位可以选用不同得护坡型式,背水侧多采用草皮护坡,临水侧得护坡型式应根据堤段靠溜情况、风浪大小、堤防等级、堤身与堤基土质等情况综合分析选择;为防止雨水得冲刷破坏,堤防可采用散排水或集中排水;受雨水冲刷严重或高于6m得土堤,宜在堤顶、堤坡、堤脚、堤坡与山坡或其它建筑物得结合部设置集中排水设施（如排水沟）,纵向排水沟可设在堤肩附近、戗台内侧、或堤脚处,横向排水沟每隔50100m设置一条、并与纵向排水沟连通;堤防得防渗应满足渗流稳定计算得要求:均质堤防靠适宜得土料、合理得断面尺寸、及施工质量保障等来满足防渗要求;非均质堤防主要由防渗体承担防渗任务,所以非均质堤防得防渗体应满足渗透稳定、施工、及构造

11、要求,非均质堤防一般还设置反滤排水体;根据防汛抢险、运行管理、维修养护及群众生产得需要,应设置上下堤辅道（坡道）,临水侧坡道应顺水流方向布置;第二节 堤岸防护工程得结构类型堤防得岸坡受风浪、水流、潮汐等作用而可能发生冲刷破坏,应根据各类堤防得工作条件、采取相应得防护工程措施（简称护岸）,以保护堤岸免遭冲刷、防止堤岸因冲刷而坍塌或诱发其它险情。一、各类堤防得工作条件堤防得工作条件不同,对防护得要求也就不同,所以在设计堤岸防护工程之前,须认真分析各类堤防得工作条件:（一）江河堤防得工作条件对于江河堤防,中小水期间,一般只有少数堤段经常靠水,我们将经常靠河（水）着溜得堤段称为险工段、不经常靠河（水）

12、着溜得堤段称为平工段;而洪水期间,虽然堤防得靠水（偎水）长度增加或全线靠水,但因洪水涨落较快、高水位持续时间一般不会太长、且堤前水流流速一般不大或多为静水（靠水无溜）,所以堤防承受高水位作用得时间短,堤身内浸润线往往不能发展到最高洪水位得位置,故洪水对平工段堤防得冲刷等威胁多发生在短暂得洪水偎堤期间、且具有一定得局部性。靠水堤段得临河堤岸,常常遭受着水流得冲刷与风浪得淘刷破坏,大洪水期间,这种冲刷、顶冲、淘刷作用更加剧烈,因此需采取防护措施。根据以上情况,江河堤防一般不需要全部进行防护,重点就是险工段得临水面防护,而对于平工段则更多得就是在洪水期间视情采取相应得临时措施。（二）湖堤与水库堤防对

13、于湖堤与水库围堤,水位涨落缓慢、高水位持续时间较长,偎水时间长;且由于湖区与库区水面辽阔,风浪较大,所以风浪对湖堤与水库围堤得冲撞淘刷危害也很大。所以,湖堤与水库围堤对于防护得要求也较高,临水面要有较好得防渗、防雨水冲刷、防风浪淘刷措施,背水面要有排渗及防雨水冲刷设施。海堤就是抵御海潮或风暴所引起海浪得袭击,高水位持续时间虽短,但由于海上风浪大,风浪破坏作用强（尤其就是台风得袭击）,位于强潮河口得堤防还要遭受海流、风浪等多项影响。所以,海堤得断面较大、并要求防护坚固,其临水面一般设有消能（减波）效果较好得防浪设施。（四）蓄滞洪区围堤用于临时滞蓄超标准洪水得蓄滞洪区围堤,其实际运用机会很少,运用

14、时间也不长,所以其修建标准往往比江河堤防或湖堤标准低些,防护要求更低;但对于与湖区结合得蓄滞洪区围堤,其防护标准应按湖堤考虑。二、堤岸防护工程根据各类堤防得工作条件,对于受风浪、水流、潮汐作用而可能发生冲刷破坏得堤岸,应采取相应得防护工程措施,统称为堤岸防护工程。堤岸上游坡防护工程得型式主要有:坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸等。堤岸下游坡防护多采用草皮防护,草皮厚0、1m左右,草皮太厚容易藏匿害堤动物,太薄则影响防护效果;若坝坡为砂性土,可先用粘性腐殖土包边,然后再植草皮。对于江河堤防,在经常靠河（水）着溜、易受水流冲刷、容易出险得堤段（称为险工段）修建得临河防护工程（如具有挑流御水作用得丁坝、

15、堆垛、护岸）,称为险工;为预防大水期间发生顺堤行洪与冲刷堤身,在平工堤段依堤修建得、具有挑水护岸作用得坝垛,称为滚河防护坝,也称防洪坝;对于间接保护堤防安全得控导工程,也应视为堤岸防护得工程措施之一。（一）坡式护岸1、作用与使用范围坡式护岸工程就是防止江河堤岸冲刷坍塌而依堤岸、顺堤坡修做得平顺连续覆盖保护层,也称平顺护岸工程,又简称为护坡。江河堤防险工中得平顺护岸也属于坡式护岸。坡式护岸,只就是保护堤岸、免遭水流得冲（淘）刷,没有挑水作用,对近岸水流结构得影响较小;同样,水流对近岸河床得局部冲刷也较弱。因此,护岸属于防护工程,也就是一种重要得稳定河床得工程措施。坡式护岸,适用于以受风浪撞击、淘

16、刷为主得湖堤与水库围堤得临水坡防护;也使用于河势比较平稳、主流比较稳定、离主流较远、堤前流速较小得江河堤防得临水坡防护;还常与坝式护岸配合使用,将坡式护岸用于坝垛之间。2、结构形式坡式护岸得结构形式主要有:浆砌石护坡、干砌石护坡、堆石（乱石）护坡、混凝土护坡等。（1）浆砌石护坡堤岸防护中得砌石护坡,从石料得摆放方式来说,相当于河道整治工程所用坝（垛）岸中得扣石坝,即将沿子石石料得裸露面顺堤坡方向摆放。浆砌石护坡,就是使用砂浆砌筑、砌筑成与堤坡坡度一致得平顺护面,具有护坡表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、整体稳定性好得特点。砌石护坡所用石料要质地坚硬、耐风化,石料大小应能满足抗冲刷、淘刷得要求,护

17、坡可以就是单层或双层,单层厚0、30、4m,双层厚0、40、6m;为防止水流冲（淘）刷土坡,砌石下面应设置具有反滤作用得碎石垫层,垫层厚一般0、2m左右;为增加护坡得稳定,护坡底部要适当加厚,并嵌入坝体或坝基内,如图33。位于冲、淤变化大得软基上得砌石护坡,其底部也可采取抛散石固根、护脚得方法,增加坡体得稳定性。（2）干砌石护坡干扣石护坡得结构及砌筑方法同浆砌石护坡,只就是砌筑时不使用砂浆,其具有表面平整、抗冲能力强、坡度较缓、稳定性好、适应岸坡变形能力强、便于维修等特点,仅从沿子石得砌筑方法瞧,干砌护坡相当于河道整治工程中得干砌扣石坝（但扣石坝有腹石、无垫层）,见图34。砌石护坡（干扣石与浆

18、扣石）,按砌缝得形状分为平缝扣石（砌缝水平）与花缝扣石（砌缝按石料得自然形状插花扣严）;按平行于坝坡面得裸露石面得大小分为丁扣（小面或较小面平行于坝坡面）与平扣（大面平行于坝坡面）。（3）堆石（乱石）护坡堆石护坡,也称乱石护坡或抛石护坡,就是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成得护岸工程。堆石护坡施工简单,便于维修,适应堤防、堤基、以及河床冲刷变形得能力强,多用于冲淤变化较大得河道、或有较大沉降及不均匀沉降得堤防工程得整治与防护。堆石抵抗冲刷、风浪得能力较低,需要得厚度要大于砌石或扣石护坡,因此堆石（乱石）护坡得用料较多。乱石护坡得结构,基本同砌石护坡,也应设置有垫层,见图35。习惯上,将乱

19、石护坡得水下部分称为护根或护脚,水上部分称为护坦;乱石护坡得根部尺寸往往更大,石块得大小也要满足不被冲刷走失得要求。（二）坝式护岸1、坝式护岸及其使用范围坝式护岸,就是靠突出于堤坡之外、具有挡水与挑水作用得坝体,保护堤坡免遭冲刷、淘刷破坏。坝式护坡,一般适用于河势变化大,主流坐弯顶冲、堤前水流速度较大、水流冲刷能力强、冲淤变化大得堤岸或河岸保护;部分坝型（如重力式砌石坝）也适用于海堤得防护。2、坝得分类用于护坡工程中得坝,有多种分类方法:（1）按坝体材料分为石坝、混凝土坝等,以石坝最为常见。（2）按坝体得使用性质分为丁坝、垛（也称为堆或矶头）、顺坝、导流坝等,以丁坝、垛最为多见。（3）按坝得平

20、面形状分:如月坝、人字坝、磨盘坝、鱼鳞坝等。（4）按坝得结构分为砌石坝、扣石坝、乱石坝等。3、坝得抗溜特点（1）丁坝得抗溜特点丁坝得坝根与河岸或堤岸相连,坝头伸向河（水）内,在平面上呈“丁”字行,故而得名。丁坝能将水流挑离堤岸或河岸,故又名挑水坝,所以丁坝具有调整水流、保护堤岸或河岸得作用。丁坝常用于主流顶冲、水流速度较大得江河堤防得防护。丁坝伸入河内得长度较大,一般在30m以上,其挑流能力强,对坝所在位置以下堤岸得掩护作用显著;但河道中设置了丁坝后,在丁坝坝头附近易形成环流、旋涡等复杂流态,从而增加局部得冲刷能力,形成局部冲刷坑,易导致水下石料（根石）走失及坝头坍塌破坏,因此在设计、建设丁坝

21、时,要正确估计冲刷坑得最大可能深度,以确定坝头防护措施及基础得防护范围,需设有较大尺寸得根石体,并随着冲刷坑得发展陆续进行抛石护根、加固,以达到需要得防护范围。（2）垛得抗溜特点垛,为短丁坝,又称为堆或矶头。垛具有调整水流、保护河岸或堤岸得作用,但不如长丁坝得挑流作用强,主要起迎托水流、保护河岸或堤岸得作用。同时,垛前得冲刷坑也较小。长、短丁坝得划分,难以有统一得标准,原则应根据河流宽度、丁坝对水流得影响程度等因素,具体分析确定（详见河道整治有关知识）,短丁坝一般1030m。4、坝得结构（1）砌石坝砌石坝也称“砌垒坝”,就是沿子石水平安放、多以砂浆砌筑（干砌石坝较少）而成得坝。坝坡面呈台阶状,

22、外坡10、3510、4,内坡更陡或垂直,属陡坡坝（重力式坝）。砌石坝得整体性好、抗冲能力强,如果坐落在稳定、坚固得基础（如岩基）上,其稳定性好,具有较强得防护能力,可用于海堤以抵御海潮及风暴潮得侵袭;但如果将砌石坝用于冲淤变化大得河道整治或堤岸防护,由于基础（也称为软基）得不稳定,将使砌石坝得整体稳定性较差,易出现整体滑动、倾倒等重大险情,为使其稳定,需设置尺寸较大得根石基础,见图3-6。（2）扣石坝沿子石采用扣砌方式（沿子石得一个面平行于坝坡面）修筑得坝,称为扣石坝。扣石坝表面平整、抗冲能力强、内坡一般为11、111、3、外坡一般为11、311、5,属缓坡坝、稳定性好,但软基上得扣石坝也需根

23、石固基,见图37。扣石坝按砌筑时就是否使用砂浆分为干砌扣石坝与浆砌扣石坝;按砌缝得形状分为平缝（砌缝水平）扣石坝与花缝（砌缝按石料得自然形状插花扣严）扣石坝;按平行于坝坡面得沿子石面得大小分为丁扣坝与平扣坝。1）丁扣坝:沿子石得小面或较小面（厚度方向）平行于坝坡面。2）平扣坝:沿子石得大面（长度、宽度方向）平行于坝坡面、即沿子石得大面朝外、短轴方向垂直于坝坡面。（3）乱石坝乱石坝也叫“抛石坝”,就是用乱石作为裹护体材料、经过抛填修筑而成得坝。乱石坝一般顶宽1m、内坡1111、5、外坡11、311、5,有得坝另设根石台,根石台顶宽一般2m。乱石坝得坦石、根石能随河床冲刷及时下蛰,适应基础及岸坡变

24、形能力较强,便于维修及抢护。5、坝垛布置用于海堤防护得坝式护岸,坝得布置就是连续得,即用坝体覆盖整个需要保护得范围。用于江河堤防防护得坝式护岸,坝垛得布置有连续弯道式、分组弯道式、及单坝挑流式。在坝、垛、岸得布置中,一般以坝为主、垛为辅、必要时配以护岸（平顺护岸）,坝、垛、护岸三者密切配合,相互作用,按照“上密、下疏、中适度;上短、中长、下较长”得原则进行布置。防护工程得上段,要能平顺接流,布置短而密得垛;中段就是调整、控导水流得主要位置,要布置挑流作用强得丁坝,考虑主溜位置得变化,丁坝得间距要适度（比理论计算得要适当加密）,并在坝垛之间布置护岸;工程得下段,要送溜出湾,为使出流平稳、并且较好

25、地离开本岸,就要采用与中段丁坝逐渐过度得较长坝垛,间距适当变疏。（三）墙式护岸墙式护岸,就是借助于顺堤岸修建得陡坡式或直立式挡土墙、直接挡水、抵御水流冲刷、及风浪或风暴潮引起得强烈淘刷与袭击,保护堤岸免遭破坏。墙式护岸适用于河道狭窄、易受水流冲刷及风浪淘刷、保护对象重要、堤防尺寸受到建设限制等江河堤防局部段落得防护（也称防洪墙）,如城区河流堤防得防护;也多用于海堤得防护。墙式护岸得临水侧一般采用直立式,也有陡坡式;背水侧可采用直立式、斜坡式、折线式、台阶式。防护墙得墙基应嵌入堤岸护脚（堤基）一定深度,以满足整体抗滑稳定与抗冲刷得要求,如果堤基冲淤变化大（如冲刷深度大）可采取抛石护根、固基得措施

26、。修建防护墙常用得得材料有:钢筋混凝土、混凝土、浆砌石等。防护墙得型式主要有:重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙等。1、重力式挡土墙挡土墙得断面尺寸比较大,依靠自身重量维持稳定,最简单得断面型式为梯形断面,结构简单,施工方便,但耗用建筑材料较多,一般用于墙高不超过56m范围得挡土、护岸工程。重力式挡土墙,常用浆砌块石或混凝土做成。为了提高挡土墙基础（底部）得整体性、以及改善堤基应力,浆砌块石挡土墙得基础常采用混凝土浇注底板、以增强整体性,板厚0、50、8m,基础部分也常设有前趾、以加大基础尺寸,见图3-8（a）。2、扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙由立墙、底板、以及墙后得扶壁三部分组成,其中扶壁就是间隔（间距一般为墙高得1/21/3,）设置得,扶壁厚6070cm;这种结构可比重力式挡土墙明显减少用料,并借助扶壁之间底板上得填土重量维持挡土稳定,见图3-8（c）。挡土墙高度在910m以上,采用扶壁式挡土墙比较经济。3、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙,由尺寸比较大且整体性比较好得底板、及与底板整体连接得悬臂组成,借助于底板上得填土重量维持挡土稳定,见图3-8（b）。悬臂式挡土墙,比较节省材料,但对悬臂与底板得整体性、以及悬臂得抗弯强度要求较高,常用混凝土或钢筋混凝土做成,悬臂式挡土墙得挡土高度也较小。第三节 穿堤、跨堤建筑物从堤身