第二章堤防漫溢除险和复堤 第一节堤顶高程的复核 第二节漫瀟除阶与复堤 第三节堤身填筑技术要 第四节堤顶与边坡的防 因自然与人类活动的影响等原因,不少江河湖堤防(此处不包括海堤) 的防洪标准很低。从抗御1998年大洪水的实际看来,很多堤防面临着漫顶的现 实威胁,出现了靠子堤挡水1~2m的超常状态,险情极为严重。在正常情况下, 堤防要解除漫溢的威胁,堤顶必须达到有关规范规定的设计高程。堤身加高,堤 坡和堤顶相应也要加培 堤防溃决的复堤、因崩岸退堤还滩、堤线的裁弯取直等,需要在新的地 基上,进行新堤的设计和施工。 第一节堤顶高程的复核 堤顶高程应由推定的设计洪水位h加上一定的堤顶超高y所确定。凡是 堤顶高程尚未达到两者之和的堤防,原则上都应加高培厚堤身,使之达标。所以, 为了进行堤防漫溢破坏的除险工作,首先就要复核堤顶高程,检査其是否满足规 范规定的要求。 、堤防工程防洪标准的推定 堤防工程防护对象的防洪标准应按国家标准《防洪标准》确定。堤防工 程的防洪标准应根据防护区内防洪标准较髙防护对象的防洪标准确定。堤防工程 的级别应符合国家标准《堤防工程设计规范》的规定,见表2-1。 表2一1堤防工程的级别 防洪标准 ≥100k100.且≥50k50,且≥30k30,且≥2020,且≥10 [重现期(年) 堤防工程的级别12345 对于特别重要的堤防,其防洪标准经专题论证后,要报主管部门审批确 定。蓄、滞、行洪区的堤防工程的防洪标准,应根据江河流域规划要求专门确定
第二章 堤防漫溢除险和复堤 第一节 堤顶高程的复核 第二节 漫溢除险与复堤 的布置 第三节 堤身填筑技术要 求 第四节 堤顶与边坡的防 护 因自然与人类活动的影响等原因，不少江河湖堤防（此处不包括海堤） 的防洪标准很低。从抗御 1998 年大洪水的实际看来，很多堤防面临着漫顶的现 实威胁，出现了靠子堤挡水 1～2m 的超常状态，险情极为严重。在正常情况下， 堤防要解除漫溢的威胁，堤顶必须达到有关规范规定的设计高程。堤身加高，堤 坡和堤顶相应也要加培。 堤防溃决的复堤、因崩岸退堤还滩、堤线的裁弯取直等，需要在新的地 基上，进行新堤的设计和施工。 第一节 堤顶高程的复核 堤顶高程应由推定的设计洪水位 h1加上一定的堤顶超高 y 所确定。凡是 堤顶高程尚未达到两者之和的堤防，原则上都应加高培厚堤身，使之达标。所以， 为了进行堤防漫溢破坏的除险工作，首先就要复核堤顶高程，检查其是否满足规 范规定的要求。 一、堤防工程防洪标准的推定 堤防工程防护对象的防洪标准应按国家标准《防洪标准》确定。堤防工 程的防洪标准应根据防护区内防洪标准较高防护对象的防洪标准确定。堤防工程 的级别应符合国家标准《堤防工程设计规范》的规定，见表 2－1。 表 2－1 堤防工程的级别 防洪标准 [重现期（年）] ≥100 <100,且≥50 <50,且≥30 <30,且≥20 <20,且≥10 堤防工程的级别 1 2 3 4 5 对于特别重要的堤防，其防洪标准经专题论证后，要报主管部门审批确 定。蓄、滞、行洪区的堤防工程的防洪标准，应根据江河流域规划要求专门确定
以洪水的重现期表示的防洪标准,所对应的是洪峰流量值。不同河段应 该通过洪水的频率分析,计算出相应重现期的设计洪水洪峰流量值,实测当时河 段的纵横断面,并分析选用糙率值,通过推水面线的方法,得到该河段沿程的设 计洪水位值。对于选用的糙率、断面等,必须通过非设计流量下实际水面线的反 复校核。 以重现期表示的设计洪水位,一般可以保持一个相当长时期的稳定。如 果河道糙率或断面发生了很大变化(如淤积、裁湾等),必须采用上述步骤,重 新推算沿程新的设计洪水位,以免对堤防安全造成威胁。 当江河水系复杂,分流、顶托组合因素很多,难以用某一重现期的设计 洪水来推定设计洪水位时,在一些流域规划中,往往以实际发生的某次洪水的最 高水位,或者在此基础上酌量提高后作为设计洪水位,在经上级主管部门批准后, 也可作为堤顶高程设计洪水位复核的依据。 、堤顶超高的计算 由于风浪和各种不确定性因素确定的影响,在设计洪水位上必须再加上 定的超高,以策安全。 堤顶超 高 y=R+e+A 1.波浪爬高R:在风浪的作用下,波浪爬高常会引起堤防的漫溢险情。 波浪爬高可按《堤防工程设计规范》所介绍的方法计算 湖堤及内陆河堤设计波浪的计算风速,可采用历年汛期最大风速平均值 的1.5倍。 2.风壅水面高e:风沿水域吹过所形成的水面升高,即风壅水面超过静 水面的高度,在有限风区的情况下,可按下式计算: e=KV'F/(2gd)'cos B 式中e为计算点的风壅水面高度,m;K为综合摩阻系数,取K=3.6×10-°;V为 设计风速,m/s,按计算波浪的风速确定;F为由计算点逆风向量到对岸的距离m; d为水域的平均水深m;β为风向与堤轴线的法线的夹角,度 3.安全加高A:在设计堤顶高程时,要有一定的安全加高值,是因为水 文分析中观测资料系列的有限性,河道冲淤变化,主流位置改变,堤顶磨损和风 雨侵蚀。安全加髙值不含施工予留的沉降加髙。该值应根据堤防国家标准《堤防 工程设计规范》,工程的级别和防浪要求按表2-2的规定分析确定 表2-2堤防工程的安全加高
以洪水的重现期表示的防洪标准，所对应的是洪峰流量值。不同河段应 该通过洪水的频率分析，计算出相应重现期的设计洪水洪峰流量值，实测当时河 段的纵横断面，并分析选用糙率值，通过推水面线的方法，得到该河段沿程的设 计洪水位值。对于选用的糙率、断面等，必须通过非设计流量下实际水面线的反 复校核。 以重现期表示的设计洪水位，一般可以保持一个相当长时期的稳定。如 果河道糙率或断面发生了很大变化（如淤积、裁湾等），必须采用上述步骤，重 新推算沿程新的设计洪水位，以免对堤防安全造成威胁。 当江河水系复杂，分流、顶托组合因素很多，难以用某一重现期的设计 洪水来推定设计洪水位时，在一些流域规划中，往往以实际发生的某次洪水的最 高水位，或者在此基础上酌量提高后作为设计洪水位，在经上级主管部门批准后， 也可作为堤顶高程设计洪水位复核的依据。 二、堤顶超高的计算 由于风浪和各种不确定性因素确定的影响，在设计洪水位上必须再加上 一定的超高，以策安全。 堤顶超 高： y=R+e+A (2-1) 1.波浪爬高 R： 在风浪的作用下，波浪爬高常会引起堤防的漫溢险情。 波浪爬高可按《堤防工程设计规范》所介绍的方法计算。 湖堤及内陆河堤设计波浪的计算风速，可采用历年汛期最大风速平均值 的 1.5 倍。 2.风壅水面高 e： 风沿水域吹过所形成的水面升高，即风壅水面超过静 水面的高度，在有限风区的情况下，可按下式计算： e=KV2 F/(2gd). cosβ (2-2) 式中 e 为计算点的风壅水面高度，m；K 为综合摩阻系数，取 K=3.6×10－6；V 为 设计风速，m/s，按计算波浪的风速确定；F 为由计算点逆风向量到对岸的距离 m； d 为水域的平均水深 m；β为风向与堤轴线的法线的夹角，度。 3.安全加高 A： 在设计堤顶高程时，要有一定的安全加高值，是因为水 文分析中观测资料系列的有限性，河道冲淤变化，主流位置改变，堤顶磨损和风 雨侵蚀。安全加高值不含施工予留的沉降加高。该值应根据堤防国家标准《堤防 工程设计规范》，工程的级别和防浪要求按表 2－2 的规定分析确定。 表 2－2 堤防工程的安全加高
堤防工程的级别 5 安全加高ⅷm)不允许越浪的堤防工程100.80.70.60 允许越浪的堤防工程 0.50.40.4 4.堤顶超高的取值:江河湖泊堤防原则上应按上述方法计算堤顶超高 在堤防加固设计中,堤顶超高计算值可能变幅很大,直接使用有困难,往往按堤 的等级、材料及河段特性,分段给出规定值。如长江中游堤防特别重要的一类堤 超高2.0m;二类堤超高1.5m;一般的三类堤超高1.0m。 第二节漫溢除险与复堤的布置 、除险加高布置 经分析论证确定堤防加固高度后,应根据安全可靠,因地制宜的原则选 择加固断面的结构型式 我国绝大多数堤防为粘性土均质堤。若无特殊原因,一般多选择与原堤 防相同的土料加固堤身,结构简单,施工便利,有利于新老土层间的结合。 若原筑堤粘性土料短缺,且堤防加高高度大,所需粘性土料方量大,则 可选择复式断面结构型式,以少量粘土作防渗斜墙,以砂砾石或砾卵石作支承体。 也可采用土工膜作防渗斜墙。若当地碎石料或煤矸石料丰富,亦可用碎石料或煤 矸石料作支承体 堤防加高的断面型式选择应通过技术经济比较后确定。 (一)按均质堤型加高 1.背水面培厚加高 背水面培厚加高型式具有土源相对丰富、施工方便的优点,但也应注意 防止新、老堤土结合面成为渗流薄弱面。 (1)料场选择的原则 土料的渗透系数不大于10cm/s 土料的粘粒含量应与原堤土相当或略低,土料的渗透系数应与原堤土相 当或略大。粘粒含量比原堤土髙出较多,渗透系数小得较多的粘土,不应采用, 因其不利于堤体渗水的排出 土料天然含水率尽量接近最优含水率
堤防工程的级别 1 2 3 4 5 安全加高(m) 不允许越浪的堤防工程 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5 允许越浪的堤防工程 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 4.堤顶超高的取值：江河湖泊堤防原则上应按上述方法计算堤顶超高。 在堤防加固设计中，堤顶超高计算值可能变幅很大，直接使用有困难，往往按堤 的等级、材料及河段特性，分段给出规定值。如长江中游堤防特别重要的一类堤 超高 2.0m；二类堤超高 1.5m；一般的三类堤超高 1.0m。 第二节 漫溢除险与复堤的布置 一、除险加高布置 经分析论证确定堤防加固高度后，应根据安全可靠，因地制宜的原则选 择加固断面的结构型式。 我国绝大多数堤防为粘性土均质堤。若无特殊原因，一般多选择与原堤 防相同的土料加固堤身，结构简单，施工便利，有利于新老土层间的结合。 若原筑堤粘性土料短缺，且堤防加高高度大，所需粘性土料方量大，则 可选择复式断面结构型式，以少量粘土作防渗斜墙，以砂砾石或砾卵石作支承体。 也可采用土工膜作防渗斜墙。若当地碎石料或煤矸石料丰富，亦可用碎石料或煤 矸石料作支承体。 堤防加高的断面型式选择应通过技术经济比较后确定。 （一）按均质堤型加高 1.背水面培厚加高 背水面培厚加高型式具有土源相对丰富、施工方便的优点，但也应注意 防止新、老堤土结合面成为渗流薄弱面。 (1）料场选择的原则 土料的渗透系数不大于 10－4 cm/s； 土料的粘粒含量应与原堤土相当或略低，土料的渗透系数应与原堤土相 当或略大。粘粒含量比原堤土高出较多，渗透系数小得较多的粘土，不应采用， 因其不利于堤体渗水的排出； 土料天然含水率尽量接近最优含水率；
重要堤防的料场应离堤脚300m以外,或者也可在距堤脚200m左右处取 压盖平台的吹填固结土,但必须尽快吹填补齐; 若堤防附近无合适土源,则料场选择还应考虑运距、交通方便、造价等 因素 (2)堤身布置 堤身培厚加高的布置见图2-1。堤顶宽度根据防汛、交通等实际需要确 定,一般3级以上堤防不宜小于6m,堤坡可拟定为1:3,经稳定计算后确定(详 见第四章)。堤高大于6m者,背水坡应设戗台,其顶宽不小于2m,戗台的顶高 程应在设计水位时的渗流出逸点以上。浸润线与渗流出逸点计算,见第三章。原 堤防临水坡应按加高设计坡度整坡,背水坡则应挖成台阶状,按1:3.0的坡连 新填十 图2-1背水面培厚加高的均质堤断面示意图2-2临水面培厚加高的均质堤断面示意 2.临水面培厚加高 当河道整治需要或背水坡有其他工程设置无法培厚时,可考虑在临水面 培厚加髙堤防,断面布置如图2-2所示。若需在临水面滩地取土,为了保护滩 地的天然铺盖作用,取土范围应在距堤脚50m以外,取土深度不超过1.5m。土 料的渗透系数应小于或相当于原堤土料的渗透系数。原堤防背水坡应按加高设计 坡度削坡,临水坡应挖成台阶状,按大于1:3.0的坡连接,以利于新、老堤身的 结合。培厚加高后的临水坡的稳定复核计算,应考虑设计水位降落时的反向渗透 力及土体结合面浸水后的抗剪强度的降低。汛期退水时应加强对临水面培厚加高 堤段的观察。 (二)按复式堤型加高新填粘土斜墙 新填土 1.粘性土斜墙复式堤 将原堤防按粘性土斜墙复图2-3背水面培厚加高的粘土斜墙复式堤 式断面加高,其断面型式如图2-3 断面示意 所 斜墙土料宜选择粘粒含量小于15~30%的亚粘土或粘粒含量小于 30%~40%的粘土。支承体宜选择最大粒径小于60mm级配较好的砂砾石 粘性土斜墙底部应伸入原堤身lm,斜墙底宽约2~3m,具体可按接触渗 径大于(1/4~1/3)的水头计算,顶宽1m,应高出设计水位0.5m
重要堤防的料场应离堤脚 300m 以外，或者也可在距堤脚 200m 左右处取 压盖平台的吹填固结土，但必须尽快吹填补齐； 若堤防附近无合适土源，则料场选择还应考虑运距、交通方便、造价等 因素。 （2）堤身布置 堤身培厚加高的布置见图 2－1。堤顶宽度根据防汛、交通等实际需要确 定，一般 3 级以上堤防不宜小于 6m，堤坡可拟定为 1：3，经稳定计算后确定（详 见第四章）。堤高大于 6m 者，背水坡应设戗台，其顶宽不小于 2m，戗台的顶高 程应在设计水位时的渗流出逸点以上。浸润线与渗流出逸点计算，见第三章。原 堤防临水坡应按加高设计坡度整坡，背水坡则应挖成台阶状，按 1：3.0 的坡连 接。 图 2－1 背水面培厚加高的均质堤断面示意 图 2－2 临水面培厚加高的均质堤断面示意 2.临水面培厚加高 当河道整治需要或背水坡有其他工程设置无法培厚时，可考虑在临水面 培厚加高堤防，断面布置如图 2－2 所示。若需在临水面滩地取土，为了保护滩 地的天然铺盖作用，取土范围应在距堤脚 50m 以外，取土深度不超过 1.5m。土 料的渗透系数应小于或相当于原堤土料的渗透系数。原堤防背水坡应按加高设计 坡度削坡，临水坡应挖成台阶状，按大于 1:3.0 的坡连接，以利于新、老堤身的 结合。培厚加高后的临水坡的稳定复核计算，应考虑设计水位降落时的反向渗透 力及土体结合面浸水后的抗剪强度的降低。汛期退水时应加强对临水面培厚加高 堤段的观察。 （二）按复式堤型加高 1.粘性土斜墙复式堤 将原堤防按粘性土斜墙复 式断面加高，其断面型式如图 2－3 所示。 图 2－3 背水面培厚加高的粘土斜墙复式堤 断面示意 斜墙土料宜选择粘粒含量小于 15～30％的亚粘土或粘粒含量小于 30％～40％的粘土。支承体宜选择最大粒径小于 60mm 级配较好的砂砾石。 粘性土斜墙底部应伸入原堤身 1m，斜墙底宽约 2～3m，具体可按接触渗 径大于（1/4～1/3）的水头计算，顶宽 1m，应高出设计水位 0.5m
砂砾石堤体的背水坡也应设置贴坡排水与反滤层。反滤层的设计将在本 节第二部分中介绍 2.土工膜斜墙复式堤 以土工膜斜墙防渗、以砂砾石作支承体的复式加髙断面如图2-4所示。 若采用单层PE或PVC膜,厚度约为0.4mm左右;若采用两布一膜型复合土工膜, 膜厚约为0.2~0.3mm,膜两边的土工织物分别为200~250g/m2。 ∴、新填砂砾石 加高土工膜斜墙 Y原填土 新填粘士∥原填土 图2-4背水面培厚加高的局部土工膜斜 10.6m-0.8m 墙复式堤断面示意 图2-5土工膜在粘性土中埋置示意 土工膜可埋置在原堤顶开挖的槽内,槽的形状尺寸见图2-5所示,膜与 原堤土应紧密贴合,接触渗径应大于承受水头的1/4~1/3。复合土工膜也应以 单层膜的型式埋置在槽中,否则,带有透水织物的那一面就不能保证应有的接触 渗径。土工膜在堤顶应与防浪墙相连接。若不设防浪墙,则可向背水面平铺50cm 作封顶,土工膜上面为保护覆复层。土工膜的技术要求将在本章第三节中介绍。 若原堤防土质疏松或土料加高土工膜斜墙 渗透性大,也可将土工膜一直铺至 新填土 原堤泰 堤脚,形成土工膜整体斜墙防渗, 如图2-6所示 (三)按防洪墙堤型加高图2-6背水面培厚加高的土工膜斜墙复式堤 断面示意 1.以混凝土或浆砌石 墙加高土堤 城市堤防加高,往往因场地所限,采用防洪墙型式加高土堤。防洪墙一 般有钢筋混凝土挡土墙和浆砌石挡土墙两种型式,图2-7为南京市长江某堤段 城市防洪墙加高断面。墙高一般不大于5~6m为宜,防洪墙布置在临水堤肩处 墙背水侧中下部填土作为堤顶路面,上部1.2~1.5m作为防浪墙,也可挡水。防 洪墙的稳定和强度应按挡土墙复核
砂砾石堤体的背水坡也应设置贴坡排水与反滤层。反滤层的设计将在本 节第二部分中介绍。 2.土工膜斜墙复式堤 以土工膜斜墙防渗、以砂砾石作支承体的复式加高断面如图 2－4 所示。 若采用单层 PE 或 PVC 膜，厚度约为 0.4mm 左右；若采用两布一膜型复合土工膜， 膜厚约为 0.2～0.3mm，膜两边的土工织物分别为 200～250g/m2。 图 2－4 背水面培厚加高的局部土工膜斜 墙复式堤断面示意 图 2－5 土工膜在粘性土中埋置示意 土工膜可埋置在原堤顶开挖的槽内，槽的形状尺寸见图 2－5 所示，膜与 原堤土应紧密贴合，接触渗径应大于承受水头的 1/4～1/3。复合土工膜也应以 单层膜的型式埋置在槽中，否则，带有透水织物的那一面就不能保证应有的接触 渗径。土工膜在堤顶应与防浪墙相连接。若不设防浪墙，则可向背水面平铺 50cm 作封顶，土工膜上面为保护覆复层。土工膜的技术要求将在本章第三节中介绍。 若原堤防土质疏松或土料 渗透性大，也可将土工膜一直铺至 堤脚，形成土工膜整体斜墙防渗， 如图 2－6 所示。 （三）按防洪墙堤型加高 1.以混凝土或浆砌石 墙加高土堤 图 2-6 背水面培厚加高的土工膜斜墙复式堤 断面示意 城市堤防加高，往往因场地所限，采用防洪墙型式加高土堤。防洪墙一 般有钢筋混凝土挡土墙和浆砌石挡土墙两种型式，图 2－7 为南京市长江某堤段 城市防洪墙加高断面①。墙高一般不大于 5～6m 为宜，防洪墙布置在临水堤肩处， 墙背水侧中下部填土作为堤顶路面，上部 1.2～1.5m 作为防浪墙，也可挡水。防 洪墙的稳定和强度应按挡土墙复核