水庫除險(xiǎn)加固

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1、 水庫除險(xiǎn)加固 為了搞好堤防的除險(xiǎn)加固，應(yīng)做好幾項(xiàng)前期工作。首先應(yīng)收集掌握除險(xiǎn)加固所需的基本資料，以便為堤防的安全評價(jià)和除險(xiǎn)加固措施的選擇提供科學(xué)依據(jù)，避免盲目性。在此基礎(chǔ)上，有針對性地開展堤防的安全復(fù)核工作，并做出是否險(xiǎn)工險(xiǎn)段以及是否進(jìn)行除險(xiǎn)加固的判斷，最后制定合理的除險(xiǎn)加固辦法，以防患于未然。此外，對汛期采取的臨時(shí)搶險(xiǎn)措施，必須分別具體情況進(jìn)行善后處理，這也是汛后堤防除險(xiǎn)加固必須做好的一項(xiàng)工作。 第一節(jié) 除險(xiǎn)加固所需的基本資料 ??? 為了開展堤防的除險(xiǎn)加固工作，應(yīng)對已有的工程資料進(jìn)行收集，必要時(shí)應(yīng)有針對性地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作。所需資料包括：①工程及水文地質(zhì)資料；②工程監(jiān)測、檢查

2、及隱患探測資料；③堤防建設(shè)和出險(xiǎn)情況的歷史資料。這是進(jìn)行堤防安全復(fù)核的重要依據(jù)，也是進(jìn)行堤防除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)和選擇施工方法的科學(xué)基礎(chǔ)。 ??? 一、工程及水文地質(zhì)資料 ??? 為了進(jìn)行堤防的安全復(fù)核以及除險(xiǎn)加固工程的設(shè)計(jì)和施工，首先應(yīng)收集有關(guān)的工程及水文地質(zhì)資料，包括工程的級別、工程的重要性、環(huán)境條件、堤身和堤基等有關(guān)材料的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、堤身和堤基的地層分布等有關(guān)資料。必要時(shí)還應(yīng)該有針對性地進(jìn)行工程及水文地質(zhì)的勘察工作，查明主要地質(zhì)問題并獲取有關(guān)資料。所涉及的工程及水文地質(zhì)資料主要有： ??? （一）土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) ??? ⒈土的物理性質(zhì)指標(biāo) ??? 常用的土的物理性質(zhì)指標(biāo)

3、主要有：顆粒組成、比重（Gs）、濕密度(ρ)、干密度(ρd)、含水率(ω)、界限含水率(塑限含水率ωP、液限含水率ωL)、孔隙率n、有效孔隙率ne、飽和度Sr、不均勻系數(shù)Cu等。這些均為堤防安全復(fù)核計(jì)算和除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí)可能用到的資料。 ??? ⒉土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) ??? 常用的土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要有：滲透系數(shù)（k）、抗?jié)B強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（凝聚力c、內(nèi)摩擦角Ф）、壓縮系數(shù)等。這些指標(biāo)主要用于滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算、抗滑穩(wěn)定分析與沉降計(jì)算中。 ??? （二）土的水理性質(zhì)及水質(zhì)分析 授課：XXX ??? 對黃土和分散性粘土應(yīng)了解其濕陷特性、崩解和濕化特性等。這些特性對工程有重要意義。

4、??? 水質(zhì)分析的目的主要是為灌漿材料、防滲墻材料以及減壓井的防化學(xué)淤堵設(shè)計(jì)提供資料。 ??? （三）堤防的工程及水文地質(zhì)剖面 ??? 堤防的工程及水文地質(zhì)剖面是進(jìn)行堤防安全復(fù)核和除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)所必需的資料，應(yīng)根據(jù)工程及水文地質(zhì)勘察資料并經(jīng)概化后得到。主要包括堤身和堤基的土層分布、分層厚度，地下水的分布、運(yùn)動規(guī)律及邊界條件等，加上通過試驗(yàn)得到的各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)就構(gòu)成了完整的工程及水文地質(zhì)剖面圖。根據(jù)我國江河堤防的實(shí)際情況，堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段的堤基結(jié)構(gòu)大體上分為三類。 ??? 當(dāng)相鄰兩層滲透系數(shù)之比小于5倍時(shí)，可簡化為一層土，采用加權(quán)平均的滲透系數(shù)作為計(jì)算依據(jù)，這種簡化對滲流計(jì)算成果影響很

5、小。當(dāng)相鄰兩層土的滲透系數(shù)相差100倍以上時(shí)，弱透水層可視為相對不透水層。由于巖石地基在堤防中極其少見，根據(jù)江河大堤經(jīng)常遇到的地層結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)特性，堤防地基大體上可分為三種類型。 1. 單層透水地基 地基中各土層的滲透系數(shù)相差在5倍以內(nèi)。黃河大堤的大部分堤段都可以概化成這種地基。 2. 雙層地基 表層為弱透水的土層，下臥強(qiáng)透水的砂礫層，再下面的地層的滲透系數(shù)比砂礫層小100倍以上。長江干堤的許多堤段屬于此類地基。 3. 多層地基 ??? 不能概化為單層透水地基或雙層地基的其它地基情況都可概化為多層地基。 ??? 二、工程監(jiān)測、檢查及隱患探測資料 ??? 堤防工程受自然因

6、素的作用和人為活動的影響，工作狀態(tài)和抗洪能力都會發(fā)生不斷的變化，產(chǎn)生工程缺陷或出現(xiàn)其它問題，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，一旦汛期出現(xiàn)高水位，將產(chǎn)生險(xiǎn)情，往往會措手不及，造成防汛的被動局面。因此，應(yīng)對重要堤防進(jìn)行監(jiān)測、檢查和隱患探測方面的工作，對威脅堤防安全度汛的隱患要及時(shí)進(jìn)行處理，確保工程安全渡汛。堤防的監(jiān)測、檢查和隱患探測資料是進(jìn)行堤防安全復(fù)核的重要依據(jù)之一，是除險(xiǎn)加固工作需要收集和掌握的資料。 1. 安全監(jiān)測資料 授課：XXX ??? 安全監(jiān)測是通過設(shè)置觀測標(biāo)點(diǎn)和傳感器并進(jìn)行定期觀測，根據(jù)觀測資料對工程進(jìn)行安全評價(jià)的一種方法。 ??? 安全監(jiān)測主要包括：沉降及水平位移觀測、滲壓觀測

7、、水下地形觀測、裂縫（滑坡）監(jiān)測等方面的內(nèi)容。 ??? （二）安全檢查資料 ??? 堤防安全檢查是對堤防進(jìn)行安全評價(jià)的一個重要手段，分為堤防外部檢查、和堤身隱患檢查。 ??? 1.堤防外部檢查 ??? 堤防外部檢查一般分為經(jīng)常性檢查、定期檢查和特殊（臨時(shí)）檢查。經(jīng)常性檢查是指由工程管理人員按照崗位責(zé)任制要求進(jìn)行的工程檢查。定期檢查主要是指由基層管理單位按規(guī)定進(jìn)行的工程全面普查，一般每年汛前、汛后各組織進(jìn)行一次“徒步拉網(wǎng)式”的工程普查。特殊檢查是指當(dāng)工程處于非常運(yùn)用條件下（如特大暴雨、颶風(fēng)、地震、持續(xù)高水位等）進(jìn)行的檢查。 ??? 外部檢查的主要內(nèi)容有：堤身雨淋沖溝、陷坑、動物洞穴、裂

8、縫、滲漏、滑坡、崩岸。堤基的薄弱環(huán)節(jié)，如取土坑、池塘、坑道、未封堵的鉆孔、違章水井等。堤防穿堤建筑物及與堤身結(jié)合部的變形、裂縫、滲漏、淘空等缺陷。 ??? 2.堤身隱患檢查 ??? 堤身隱患是削弱堤防抗洪能力，造成汛期搶險(xiǎn)的主要根源。不論是汛前檢查，還是平時(shí)管理中的維修養(yǎng)護(hù)，都應(yīng)將它視為重點(diǎn)。 ??? 堤防經(jīng)常發(fā)生的隱患主要有：生物洞穴、植物腐爛形成的空隙，堤內(nèi)暗溝、暗管、廢井、墳?zāi)梗躺硖钪[患（凍土塊、大塊土、工段接頭、新舊堤結(jié)合面、裂縫）等。 ??? （三）隱患探測資料 ??? 堤防安全檢查除沿堤進(jìn)行實(shí)地查看和調(diào)查訪問外，還應(yīng)采取一些必要的探測措施，以及早發(fā)現(xiàn)和消除堤身隱患，達(dá)

9、到確保堤防工程安全的目的。常用的探測方法有：人工或機(jī)械錐探、電法探測。 ??? 錐探可以根據(jù)錐頭的進(jìn)入速度（阻力）、聲音等，憑感覺判別是否存在隱患，同時(shí)還可以向錐孔內(nèi)灌入細(xì)沙或泥漿，進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)也對隱患進(jìn)行了處理。 ??? 電法探測是地球物理勘探的一種方法。它是根據(jù)地下巖土層在電學(xué)性質(zhì)上的差異，借助一定的儀器裝置量測其電學(xué)參數(shù)，通過分析研究巖土電學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，結(jié)合有關(guān)巖土層資料，推斷地下一定深度范圍內(nèi)的隱患存在情況。表1—1給出了幾種常用的探測儀器及功能。 授課：XXX 表1－1 常用的幾種電法探測儀 單位 使用儀器 探測內(nèi)容 中國水利水電科學(xué)研究院 SDC-2型大

10、壩滲漏探測儀 堤壩基礎(chǔ)滲漏探測、灌漿加固效果檢驗(yàn)、堤壩隱患普查、安裝測壓管定位以及其他工程地質(zhì)勘探 黃委會 物探大隊(duì) SD-1型瞬變電磁儀、淺層地震儀或動態(tài)信號接收分析儀、MIR-1C/MIS高密度電阻率連續(xù)電測系統(tǒng) 堤壩軟弱土層、堤身裂縫、堤身洞穴、滲漏等隱患的普查及重點(diǎn)探查 山東 黃河河務(wù)局 ZDT-I型智能堤壩隱患探測儀 同上 江西九江市 水科所 TTY-1型便攜式智能堤壩隱患探測儀 同上 ??? 三、堤防建設(shè)和出險(xiǎn)情況的歷史資料 ??? 根據(jù)我國堤防工程的實(shí)際情況，由于工程地質(zhì)勘察資料一般較少，因此，堤防建設(shè)和出險(xiǎn)情況的歷史資料，不但是進(jìn)行堤防安全復(fù)核的重

11、要依據(jù)，也是進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)和施工所必須的資料。 ??? 堤防建設(shè)資料包括復(fù)堤、改建、擴(kuò)建、加固等方面的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)資料。 ??? 對歷史險(xiǎn)情應(yīng)重點(diǎn)了解：出險(xiǎn)時(shí)間、出險(xiǎn)類型、出險(xiǎn)位置、出險(xiǎn)范圍、出險(xiǎn)程度、出險(xiǎn)水位及歷時(shí)等有關(guān)資料。 第二節(jié) 堤防的安全復(fù)核 ??? 通過對堤防進(jìn)行安全復(fù)核，可以分清隱患的危險(xiǎn)程度，做出是否險(xiǎn)工險(xiǎn)段以及加固處理先后次序的判定，從而做到有目的、有計(jì)劃地清除隱患，保證堤防安全運(yùn)行。因此，堤防的安全復(fù)核是除險(xiǎn)加固工作的一項(xiàng)重要前期工作，做好這項(xiàng)工作有著十分重要的意義。 ??? 堤防的安全復(fù)核，通常應(yīng)從三個方面著手：以現(xiàn)有的規(guī)程規(guī)范為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核；以安全監(jiān)測

12、、檢查和隱患探測結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核；以多年運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核。 ??? 一、以現(xiàn)有規(guī)范規(guī)程為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核 授課：XXX ??? 根據(jù)堤防工程技術(shù)規(guī)范規(guī)程的要求，對堤防進(jìn)行安全復(fù)核的主要內(nèi)容有：堤頂高度、堤坡的抗滑穩(wěn)定性、堤坡的滲透穩(wěn)定、地基的滲透穩(wěn)定、堤岸的穩(wěn)定等。 ??? 1.堤頂高度 ??? 堤頂設(shè)計(jì)高程應(yīng)按設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定。若達(dá)不到規(guī)范要求，則視為不安全，應(yīng)進(jìn)行堤身的加高和培厚。 ??? 2.堤坡的抗滑穩(wěn)定 ??? 抗滑穩(wěn)定復(fù)核分為正常情況和非常情況。正常情況下抗滑穩(wěn)定復(fù)核的內(nèi)容有：①設(shè)計(jì)洪水位下的穩(wěn)定滲流期或不穩(wěn)定滲流期的背水側(cè)堤坡，設(shè)計(jì)洪水位

13、驟降期的臨水側(cè)堤坡。非常情況下的復(fù)核內(nèi)容為：多年平均水位時(shí)遭遇地震的臨水、背水側(cè)堤坡。復(fù)核計(jì)算一般可用瑞典圓弧滑動法或改良圓弧滑動法。若復(fù)核的安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，則應(yīng)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。 ??? 3.堤坡的滲透穩(wěn)定 ??? 通過滲流計(jì)算得到背水堤坡滲流出逸段的滲透比降，若大于允許比降或滲透水流產(chǎn)生堤坡沖刷，則應(yīng)設(shè)置貼坡反濾等保護(hù)措施。堤坡最易產(chǎn)生滲透破壞的地方是滲流出逸點(diǎn)，其抗?jié)B臨界比降可根據(jù)第三章的公式（3—2）確定，再除以安全系數(shù)就是允許比降值。 ??? 4.堤基的滲透穩(wěn)定 ??? 通過滲流計(jì)算確定堤基表土層的滲流出逸比降，若大于堤基表土層的允許比降，則應(yīng)采取蓋重或減壓措施。 ??

14、? 在沒有反濾保護(hù)的情況下，無粘性土的允許比降參見表3—2。粘性土的允許比降可按第三章的公式（3—1）先求得流土的臨界比降，然后除以安全系數(shù)得到。 ??? 5.堤岸的穩(wěn)定 ??? 受風(fēng)浪、水流等作用，在可能發(fā)生沖刷破壞危及堤岸穩(wěn)定的堤段，應(yīng)采取防護(hù)措施，防護(hù)措施可按有關(guān)規(guī)定因地制宜地確定。 ??? 二、以安全監(jiān)測、檢查和隱患探測結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 監(jiān)測、檢查和隱患探測資料是進(jìn)行安全復(fù)核的重要依據(jù)之一。根據(jù)這些資料，進(jìn)行必要的分析判斷，就可以對堤防存在的一些問題做出安全評價(jià)，據(jù)此對工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，確保工程安全。 ??? 1.根據(jù)沉降觀測或檢查結(jié)果進(jìn)行安全復(fù)核 授課：

15、XXX ??? 一般認(rèn)為，沉降量不超過堤高的3%就不會有危險(xiǎn)。如有異常，應(yīng)檢查分析原因。如屬堤身正常固結(jié)沉降所致，則汛前應(yīng)進(jìn)行加高培厚。若因堤基變動或因堤身受外力作用所引起，則應(yīng)采取相應(yīng)的除險(xiǎn)加固措施。 ??? 2.根據(jù)滲流觀測和檢查結(jié)果進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 一般來說，在同樣水位情況下，如果滲流量沒有變化，或逐年減少，滲水即屬正常。若滲流量隨時(shí)間增加，甚至發(fā)生突然變化，則屬異常滲流，應(yīng)分析成因，根據(jù)不同情況采取相應(yīng)除險(xiǎn)措施。 ??? 3.根據(jù)水下地形觀測和檢查結(jié)果進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 如果靠近堤腳附近的河床被刷深，或險(xiǎn)工、磯頭所拋?zhàn)o(hù)底護(hù)腳塊石斷面發(fā)生變化，說明有“根石走失”現(xiàn)象，

16、表明有崩岸的可能，應(yīng)根據(jù)不同情況，采取相應(yīng)加固措施。 ??? 4.根據(jù)裂縫（滑坡）監(jiān)測和檢查結(jié)果進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 當(dāng)發(fā)現(xiàn)堤身裂縫，經(jīng)分析有可能是滑坡引起，或?qū)⒃斐苫聲r(shí)，應(yīng)及時(shí)采取除險(xiǎn)加固措施。 ??? ⒌根據(jù)其它檢查資料進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 如發(fā)現(xiàn)穿堤建筑物及與堤身的結(jié)合部發(fā)生錯位、集中滲流，堤基有取土坑塘等薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)分析成因并對可能造成的后果進(jìn)行分析評價(jià)，做出是否需要進(jìn)行除險(xiǎn)加固的判斷。 ??? ⒍根據(jù)隱患探測資料進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 對探測到的生物洞穴、植物腐爛造成的空洞、暗溝、暗管、廢井、墳?zāi)?、堤身填筑隱患（凍土塊、大塊土、工段接頭、新舊堤結(jié)合面、裂縫）等，應(yīng)根據(jù)其危

17、害程度，經(jīng)分析論證后采取相應(yīng)措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固。 ??? 三、以多年運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核 ??? 經(jīng)過汛期考驗(yàn)，尤其是經(jīng)過歷時(shí)長、水位高的洪水考驗(yàn)，堤防隱患大多暴露出來，這相當(dāng)于一個破壞性質(zhì)的原型試驗(yàn)。由于堤防的工程地質(zhì)資料一般較少，因此，以多年運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)進(jìn)行安全復(fù)核顯得特別重要也特別實(shí)用。首先，對汛期暴露出來的險(xiǎn)情多發(fā)區(qū)、險(xiǎn)情嚴(yán)重區(qū)必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固，除險(xiǎn)加固的順序應(yīng)根據(jù)險(xiǎn)情的危害程度決定，險(xiǎn)情的危害程度可以根據(jù)險(xiǎn)情發(fā)生的實(shí)際情況和表現(xiàn)來判斷。另外，還可以通過出險(xiǎn)情況的反分析，推斷可能的更高洪水位下的堤防滲流狀態(tài)、滲透穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性等，并做出安全復(fù)核，決定處理與否。 ???

18、（一）滲流性質(zhì)評價(jià) 授課：XXX ??? 堤防滲流分正常滲流和有害滲流兩種。 ??? 1.正常滲流的判別方法 ??? 滲流均勻地從土體表面逸出，不帶出土顆粒且不產(chǎn)生局部隆起，呈清水，不沖刷土體表面，相同水位下滲流量不隨時(shí)間增大，出逸點(diǎn)不高且滲流量不大，則屬正常滲流。 ??? 對土質(zhì)堤防，堤身邊坡一般在1:3左右，對沒有壓滲平臺的斷面情況，正常滲流的出逸點(diǎn)應(yīng)在堤身高度的三分之一以下。 ??? 2.有害滲流的判別方法 ??? 有下列現(xiàn)象之一即屬有害滲流：滲流成股逸出，滲水渾濁，帶出沙粒，產(chǎn)生隆起變形，沖刷土體表面，相同水位下滲流量隨時(shí)間不斷增大或滲流量過大，出逸點(diǎn)過高等。 ??

19、? （二）堤身滲透穩(wěn)定及填筑質(zhì)量復(fù)核 ??? 對在汛期曾經(jīng)產(chǎn)生有害滲流的堤段均應(yīng)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。 ? 另外，可以根據(jù)汛期堤身的滲水情況對堤身的填筑質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。這可以根據(jù)滲流量的大小、是否產(chǎn)生集中滲流、出逸點(diǎn)的高低、背水坡產(chǎn)生出逸的時(shí)間等進(jìn)行綜合判斷。若超過正常范圍，則表明堤身存在隱患。可能的原因有：堤身填筑隱患（凍土塊、大塊土、工段接頭、新舊堤結(jié)合面、裂縫）、生物洞穴、植物腐爛形成空隙等。 ??? （三）堤坡抗滑穩(wěn)定復(fù)核 ??? 首先，對汛期出現(xiàn)過滑坡的堤段應(yīng)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。其次，對出現(xiàn)滑坡征兆（如堤身縱向裂縫、堤腳隆起等）的堤段，應(yīng)根據(jù)堤坡滲流情況進(jìn)行抗滑穩(wěn)定復(fù)核，若不滿足規(guī)范要求，則

20、也應(yīng)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。 ??? （四）穿堤建筑物集中滲流的安全復(fù)核 ??? 在穿堤建筑物與堤身的結(jié)合部，如果發(fā)現(xiàn)有集中滲流，則極易造成接觸沖刷。這種險(xiǎn)情的危害極大，汛后必須對其進(jìn)行除險(xiǎn)加固。 ??? （五）堤基滲透穩(wěn)定的安全復(fù)核 ??? 1.地基水文地質(zhì)條件的評價(jià) ??? 我們國家的主要堤防基本上都是建造在單層或雙層地基上。從產(chǎn)生滲透破壞的難易程度上可大致分為三類： 授課：XXX ??? （1）必然產(chǎn)生滲透破壞的堤基。① 砂土地基且下層滲透系數(shù)大于表層10倍以上。此時(shí)在表層砂土下的地下水微具承壓狀態(tài)，因此表層砂土的出逸比降較大，加之砂土無粘性，若無反濾保護(hù)則極易發(fā)生砂沸，進(jìn)而產(chǎn)生

21、大的管涌洞。② 雙層地基且臨水側(cè)表土層缺失，背水側(cè)有近堤腳的深塘，如果強(qiáng)透水層較厚，則背水側(cè)表土層下的揚(yáng)壓力很大（如圖3—17，可達(dá)凈水頭的60%），加上深塘內(nèi)的表土層較薄且往往松軟，極易被頂穿而產(chǎn)生滲透破壞。如果表土層下是細(xì)砂或粉細(xì)砂層，則往往會產(chǎn)生大的管涌險(xiǎn)情。 ??? （2）易于產(chǎn)生滲透破壞的堤基。① 比較均一的砂土地基，若背水堤腳無反濾保護(hù)措施，也易發(fā)生砂沸，以粉細(xì)砂地基最明顯。② 雙層地基，臨水側(cè)表土層連續(xù)但背水側(cè)有近堤腳的坑塘，或者背水側(cè)表土層連續(xù)但臨水側(cè)表土層缺失。 ??? （3）比較安全的堤基。雙層地基，臨水側(cè)和背水側(cè)的表土層均呈連續(xù)分布且較厚、較長。 ??? 2.堤基滲

22、透穩(wěn)定的安全復(fù)核 ??? 對堤基滲透穩(wěn)定的復(fù)核應(yīng)首先根據(jù)汛期表現(xiàn)進(jìn)行，這是最直接有效的辦法。 ??? （1）滲透穩(wěn)定的堤基。經(jīng)過設(shè)計(jì)洪水位或超設(shè)計(jì)水位運(yùn)行，背水側(cè)堤腳只出現(xiàn)滲流，堤基未出現(xiàn)翻水冒砂和地面隆起等滲透破壞現(xiàn)象，則地基是滲透穩(wěn)定的。 ??? （2）滲透穩(wěn)定不滿足要求的堤基。汛期在近堤腳附近發(fā)生滲透破壞的堤基，表明均不能滿足滲透穩(wěn)定的要求，必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固。但應(yīng)該根據(jù)滲透破壞產(chǎn)生的位置、原因和程度（承壓水頭、涌砂量、滲流量等）的不同，采取不同的除險(xiǎn)措施。①對經(jīng)歷過設(shè)計(jì)洪水位的考驗(yàn)，但由于背水側(cè)存在坑塘等薄弱環(huán)節(jié)引起的堤基滲透破壞，只要用反濾料填平坑塘就基本可以滿足堤基滲透穩(wěn)定的要

23、求。②對背水側(cè)沒有坑塘等薄弱環(huán)節(jié)，但在設(shè)計(jì)洪水位以下就發(fā)生近堤腳滲透破壞的堤段，則必須采取系統(tǒng)有效的滲流控制措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固。若堤基管涌的位置距堤腳很遠(yuǎn)，則隨著管涌流量的增加，滲流出口處的比降將逐漸降低，管涌流量達(dá)到一定程度后，滲透破壞將不再發(fā)展，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。因此，管涌位置的危險(xiǎn)范圍可以根據(jù)堤基砂層的允許比降近似確定。堤基砂層的允許比降范圍可取0.05～0.1，重要堤防取0.05，一般堤防取0.1。 ??? 舉例說明，若堤基砂層的允許比降為0.05，對沒有垂直防滲的情況，則管涌的危險(xiǎn)范圍可由下式近似確定： J平均=h1/L=0.05 式中：J平均為堤基平均水力比降；L為管涌發(fā)生

24、點(diǎn)到臨水側(cè)堤腳的距離；h1為江水位與管涌點(diǎn)地面水位的差值；由上式可知，若h1＝10m，則L＝200m。若堤底寬為80m，則管涌點(diǎn)到背水側(cè)堤腳的距離為120m。就是說，在距背水側(cè)堤腳 授課：XXX 120m的范圍內(nèi)為管涌危險(xiǎn)區(qū)，如果管涌點(diǎn)再遠(yuǎn)，則對大堤安全的威脅程度將顯著降低。 第三節(jié) 搶險(xiǎn)工程的善后處理 ??? 汛期搶險(xiǎn)是防汛緊急時(shí)期所采取的應(yīng)急措施，受各種條件的制約，一般用料不大講究，方法比較粗放，具有搶修快、標(biāo)準(zhǔn)低的特點(diǎn)，有些也可能處理不當(dāng)，技術(shù)上很難達(dá)到規(guī)范合理。因此，汛期過后，對達(dá)不到長期運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的搶險(xiǎn)工程，必須進(jìn)行善后處理。對某些情況，繕后處理本身即可達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的。

25、對另外一些情況，善后處理則是除險(xiǎn)加固前必須的前期準(zhǔn)備工作。 ??? ⒈裂縫搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 在汛期，在裂縫產(chǎn)生原因不完全清楚的情況下，有可能判斷失誤而采取了不當(dāng)?shù)膿岆U(xiǎn)措施，也有可能采用各種臨時(shí)代用料進(jìn)行封堵。汛后，應(yīng)對裂縫的產(chǎn)狀、分布、規(guī)模以及產(chǎn)生的原因作進(jìn)一步的分析研究。經(jīng)過論證確認(rèn)裂縫已經(jīng)穩(wěn)定和愈合，不需重新處理的，須經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)。汛期采用臨時(shí)代用料沒有徹底處理的，或處理不當(dāng)?shù)?，?yīng)根據(jù)裂縫的產(chǎn)狀、規(guī)模及其成因采取合理的處理措施。屬于滑坡引起的裂縫，在本文第四章中敘述；屬于不均勻沉陷引起的裂縫，見第五章。其它原因引起的裂縫，如為縱向表面裂縫，可暫不處理，但應(yīng)注意觀察其變化和發(fā)

26、展，并應(yīng)堵塞縫口，以免雨水進(jìn)入。較寬較深的縱縫，則應(yīng)及時(shí)處理。橫向裂縫不論是否貫穿堤身，均須處理，詳見第三章。龜紋裂縫一般不寬不深，可不進(jìn)行處理，較寬較深時(shí)可用較干的細(xì)土予以填縫，或用水洇實(shí)。對縱向橫向裂縫，可用灌注法、開挖回填法、橫墻隔斷法處理。 ??? ⒉滲水搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 滲水搶險(xiǎn)常用背水坡開挖導(dǎo)滲溝、做透水后戧和臨水坡做粘土防滲層的方法，汛后應(yīng)對這些措施進(jìn)行復(fù)核。凡是處理不當(dāng)或?qū)倥R時(shí)性措施的均應(yīng)按新的設(shè)計(jì)方案組織實(shí)施，在施工中要徹底清除各種臨時(shí)物料。若背水坡采用了導(dǎo)滲溝，對符合反濾要求的可以保留，但要做好表層保護(hù)。不符合設(shè)計(jì)要求的，汛后要清除溝內(nèi)的雜物及填料，按設(shè)計(jì)要求重新

27、鋪設(shè)。若搶險(xiǎn)時(shí)誤用比堤身滲透系數(shù)小的粘土做了后戧臺，則應(yīng)予清除，必要時(shí)可重做透水后戧或貼坡排水。 ??? ⒊管涌搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 管涌搶險(xiǎn)，多數(shù)是采用回填反濾料的方法進(jìn)行處理，有時(shí)也采用稻草、麥稈等作臨時(shí)反濾排水材料。對后者，汛后必須按反濾要求重新處理。對前者則應(yīng)根據(jù)情況分別對待：若汛期無細(xì)砂帶出，也沒有發(fā)生沉陷，表明搶險(xiǎn)工程基本滿足長期運(yùn)用要求，可不再進(jìn)行處理；若經(jīng)汛期證明不能滿足反濾要求者，汛后則應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理。 ??? ⒋漏洞搶險(xiǎn)的善后處理 授課：XXX ??? 汛期，在堵塞漏洞時(shí)可能采用了棉被、稻草、麥稈等其它臨時(shí)物料，汛后應(yīng)予清除并按設(shè)計(jì)要求重新封堵漏洞。

28、 ??? ⒌滑坡?lián)岆U(xiǎn)的善后處理 ??? 對汛期出現(xiàn)的滑坡，汛后應(yīng)進(jìn)一步查明滑坡原因及滑坡的規(guī)模，對搶險(xiǎn)措施不當(dāng)或不能滿足要求的搶險(xiǎn)工程，應(yīng)按新的設(shè)計(jì)方案重新進(jìn)行處理。對基本滿足要求的搶險(xiǎn)工程，適當(dāng)修整加固后可直接變?yōu)橛谰眉庸坦こ獭? ??? 對臨水側(cè)滑坡，如系堤身原因引起，則在堤身加固中一并處理，如屬崩岸引起，則應(yīng)在崩岸處理中一并考慮。 ??? ⒍崩岸搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 汛后應(yīng)查明崩岸性質(zhì)、范圍和該堤段的工程地質(zhì)條件，對已采取的搶險(xiǎn)措施進(jìn)行復(fù)核，如果在固岸搶險(xiǎn)時(shí)使用了木料、竹籠、蘆葦枕、稍枕等臨時(shí)代用料，則應(yīng)進(jìn)行清除并重新按設(shè)計(jì)固岸，對不滿足設(shè)計(jì)要求的其它情況也應(yīng)按新的處理方案組織

29、施工。 ??? 7.風(fēng)浪搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 汛后應(yīng)根據(jù)堤防的等級和具體堤段的險(xiǎn)情，進(jìn)行防浪設(shè)計(jì)，并對已采用的防浪措施進(jìn)行評價(jià)，因地制宜地篩選設(shè)計(jì)方案。凡不符合選定方案的各種臨時(shí)措施，均應(yīng)拆除、清理，尤其是打入堤身的竹樁、木樁以及其它易腐物質(zhì)，要認(rèn)真徹底清除。 ?? ⒏漫溢搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 汛期加高堤防多采用土料子堤、土袋子堤、樁柳（木板）子堤、柳石（土）子堤等手段，這些子堤在汛末退水時(shí)即應(yīng)拆除。在汛后進(jìn)行堤防加高培厚時(shí)，若子堤用料是防滲性能好的土料，則可用于堤防的加高培厚；若是透水料則可放在背水坡用作壓浸臺或留作防汛材料堆放，其它雜物如樹木、雜草、編織袋等，均應(yīng)清除在堤外。

30、 ??? ⒐陷坑（跌窩）搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 汛后應(yīng)對陷坑產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，判斷其是堤防隱患引起的還是堤防質(zhì)量引起的，并對汛期采取的填堵措施進(jìn)行評價(jià)，按照陷坑產(chǎn)生的原因，采用相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)措施。汛期采用的各種應(yīng)急措施，凡不滿足設(shè)計(jì)要求的，應(yīng)予清理、拆除，按新的設(shè)計(jì)方案處理。 ??? ⒑潰口搶險(xiǎn)的善后處理 ??? 汛期封堵決口時(shí)，用料一般非常復(fù)雜，如沉船、汽車、鋼筋籠、鋼管、編織袋裝土石、大塊石、木料、糧食、大豆、等等，若汛后要在原址復(fù)堤，則應(yīng)將這些物料徹底清除，并按設(shè)計(jì)重新復(fù)堤。 授課：XXX ??? ⒒城市堤防的汛后清理 ??? 經(jīng)過城市的堤防，汛后需進(jìn)行全面清理。在進(jìn)行

31、堤防的加固處理時(shí)，要在確保防洪安全的前提下，除考慮其重要性和堤防等級外，要與城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)，做到綠化、美化、方便群眾，為發(fā)展旅游業(yè)創(chuàng)造條件。 因自然與人類活動的影響等原因，不少江河湖堤防（此處不包括海堤）的防洪標(biāo)準(zhǔn)很低。從抗御1998年大洪水的實(shí)際看來，很多堤防面臨著漫頂?shù)默F(xiàn)實(shí)威脅，出現(xiàn)了靠子堤擋水1～2m的超常狀態(tài)，險(xiǎn)情極為嚴(yán)重。在正常情況下，堤防要解除漫溢的威脅，堤頂必須達(dá)到有關(guān)規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)高程。堤身加高，堤坡和堤頂相應(yīng)也要加培。 ??? 堤防潰決的復(fù)堤、因崩岸退堤還灘、堤線的裁彎取直等，需要在新的地基上，進(jìn)行新堤的設(shè)計(jì)和施工。 第一節(jié) 堤頂高程的復(fù)核 ??? 堤頂高程應(yīng)由推定

32、的設(shè)計(jì)洪水位h1加上一定的堤頂超高y所確定。凡是堤頂高程尚未達(dá)到兩者之和的堤防，原則上都應(yīng)加高培厚堤身，使之達(dá)標(biāo)。所以，為了進(jìn)行堤防漫溢破壞的除險(xiǎn)工作，首先就要復(fù)核堤頂高程，檢查其是否滿足規(guī)范規(guī)定的要求。 ??? 一、堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)的推定 ??? 堤防工程防護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》確定。堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)防護(hù)區(qū)內(nèi)防洪標(biāo)準(zhǔn)較高防護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定。堤防工程的級別應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，見表2－1。 表2－1 堤防工程的級別 ? 防洪標(biāo)準(zhǔn) [重現(xiàn)期（年）] ≥100 <100,且≥50 <50,且≥30 <30,且≥20 <20,且≥

33、10 堤防工程的級別 1 2 3 4 5 ??? 對于特別重要的堤防，其防洪標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)專題論證后，要報(bào)主管部門審批確定。蓄、滯、行洪區(qū)的堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)江河流域規(guī)劃要求專門確定。 ??? 以洪水的重現(xiàn)期表示的防洪標(biāo)準(zhǔn)，所對應(yīng)的是洪峰流量值。不同河段應(yīng)該通過洪水的頻率分析，計(jì)算出相應(yīng)重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)洪水洪峰流量值，實(shí)測當(dāng)時(shí)河段的縱橫斷面，并分析選用糙率值，通過推水面線的方法，得到該河段沿程的設(shè)計(jì)洪水位值。對于選用的糙率、斷面等，必須通過非設(shè)計(jì)流量下實(shí)際水面線的反復(fù)校核。 授課：XXX ??? 以重現(xiàn)期表示的設(shè)計(jì)洪水位，一般可以保持一個相當(dāng)長時(shí)期的穩(wěn)定。如果河道糙率或斷面

34、發(fā)生了很大變化（如淤積、裁灣等），必須采用上述步驟，重新推算沿程新的設(shè)計(jì)洪水位，以免對堤防安全造成威脅。 ??? 當(dāng)江河水系復(fù)雜，分流、頂托組合因素很多，難以用某一重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)洪水來推定設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，在一些流域規(guī)劃中，往往以實(shí)際發(fā)生的某次洪水的最高水位，或者在此基礎(chǔ)上酌量提高后作為設(shè)計(jì)洪水位，在經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)后，也可作為堤頂高程設(shè)計(jì)洪水位復(fù)核的依據(jù)。 ??? 二、堤頂超高的計(jì)算 ??? 由于風(fēng)浪和各種不確定性因素確定的影響，在設(shè)計(jì)洪水位上必須再加上一定的超高，以策安全。 堤頂超高： ??????????????? y=R+e+A ??????????????????????????

35、 (2-1) ??? 1.波浪爬高R： 在風(fēng)浪的作用下，波浪爬高常會引起堤防的漫溢險(xiǎn)情。波浪爬高可按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》所介紹的方法計(jì)算。 ??? 湖堤及內(nèi)陸河堤設(shè)計(jì)波浪的計(jì)算風(fēng)速，可采用歷年汛期最大風(fēng)速平均值的1.5倍。 ??? 2.風(fēng)壅水面高e： 風(fēng)沿水域吹過所形成的水面升高，即風(fēng)壅水面超過靜水面的高度，在有限風(fēng)區(qū)的情況下，可按下式計(jì)算： e=KV2F/(2gd).cosβ ??????????????????? (2-2) 式中 e為計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度，m；K為綜合摩阻系數(shù)，取K=3.6×10－6；V為設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s，按計(jì)算波浪的風(fēng)速確定；F為由計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對岸的距離m

36、；d為水域的平均水深m；β為風(fēng)向與堤軸線的法線的夾角，度。 ??? 3.安全加高A： 在設(shè)計(jì)堤頂高程時(shí)，要有一定的安全加高值，是因?yàn)樗姆治鲋杏^測資料系列的有限性，河道沖淤變化，主流位置改變，堤頂磨損和風(fēng)雨侵蝕。安全加高值不含施工予留的沉降加高。該值應(yīng)根據(jù)堤防國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，工程的級別和防浪要求按表2－2的規(guī)定分析確定。 表2－2 堤防工程的安全加高 堤防工程的級別 1 2 3 4 5 安全加高(m) 不允許越浪的堤防工程 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5 允許越浪的堤防工程 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 ??? 4.堤

37、頂超高的取值：江河湖泊堤防原則上應(yīng)按上述方法計(jì)算堤頂超高。在堤防加固設(shè)計(jì)中，堤頂超高計(jì)算值可能變幅很大，直接使用有困難，往往按堤的等級、材料及河段特性，分段給出規(guī)定值。如長江中游堤防特別重要的一類堤超高 授課：XXX 2.0m；二類堤超高1.5m；一般的三類堤超高1.0m。 第二節(jié) 漫溢除險(xiǎn)與復(fù)堤的布置 ??? 一、除險(xiǎn)加高布置 ??? 經(jīng)分析論證確定堤防加固高度后，應(yīng)根據(jù)安全可靠，因地制宜的原則選擇加固斷面的結(jié)構(gòu)型式。 ??? 我國絕大多數(shù)堤防為粘性土均質(zhì)堤。若無特殊原因，一般多選擇與原堤防相同的土料加固堤身，結(jié)構(gòu)簡單，施工便利，有利于新老土層間的結(jié)合。 ??? 若原筑堤粘

38、性土料短缺，且堤防加高高度大，所需粘性土料方量大，則可選擇復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)型式，以少量粘土作防滲斜墻，以砂礫石或礫卵石作支承體。也可采用土工膜作防滲斜墻。若當(dāng)?shù)厮槭匣蛎喉肥县S富，亦可用碎石料或煤矸石料作支承體。 ??? 堤防加高的斷面型式選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 ??? （一）按均質(zhì)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對豐富、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，但也應(yīng)注意防止新、老堤土結(jié)合面成為滲流薄弱面。 ??? (1）料場選擇的原則 ??? 土料的滲透系數(shù)不大于10－4cm/s； ??? 土料的粘粒含量應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略低，土料的滲透系數(shù)應(yīng)與原堤土相

39、當(dāng)或略大。粘粒含量比原堤土高出較多，滲透系數(shù)小得較多的粘土，不應(yīng)采用，因其不利于堤體滲水的排出； ??? 土料天然含水率盡量接近最優(yōu)含水率； ??? 重要堤防的料場應(yīng)離堤腳300m以外，或者也可在距堤腳200m左右處取壓蓋平臺的吹填固結(jié)土，但必須盡快吹填補(bǔ)齊； ??? 若堤防附近無合適土源，則料場選擇還應(yīng)考慮運(yùn)距、交通方便、造價(jià)等因素。 ??? （2）堤身布置 授課：XXX ??? 堤身培厚加高的布置見圖2－1。堤頂寬度根據(jù)防汛、交通等實(shí)際需要確定，一般3級以上堤防不宜小于6m，堤坡可擬定為1：3，經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算后確定（詳見第四章）。堤高大于6m者，背水坡應(yīng)設(shè)戧臺，其頂寬不小于2m

40、，戧臺的頂高程應(yīng)在設(shè)計(jì)水位時(shí)的滲流出逸點(diǎn)以上。浸潤線與滲流出逸點(diǎn)計(jì)算，見第三章。原堤防臨水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度整坡，背水坡則應(yīng)挖成臺階狀，按1：3.0的坡連接。 圖2－1 背水面培厚加高的均質(zhì)堤斷面示意 圖2－2 臨水面培厚加高的均質(zhì)堤斷面示意 ??? 2.臨水面培厚加高 ??? 當(dāng)河道整治需要或背水坡有其他工程設(shè)置無法培厚時(shí)，可考慮在臨水面培厚加高堤防，斷面布置如圖2－2所示。若需在臨水面灘地取土，為了保護(hù)灘地的天然鋪蓋作用，取土范圍應(yīng)在距堤腳50m以外，取土深度不超過1.5m。土料的滲透系數(shù)應(yīng)小于或相當(dāng)于原堤土料的滲透系數(shù)。原堤防背水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度削坡，臨水坡應(yīng)挖成臺階狀

41、，按大于1:3.0的坡連接，以利于新、老堤身的結(jié)合。培厚加高后的臨水坡的穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位降落時(shí)的反向滲透力及土體結(jié)合面浸水后的抗剪強(qiáng)度的降低。汛期退水時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對臨水面培厚加高堤段的觀察。 ??? （二）按復(fù)式堤型加高? ???? 1.粘性土斜墻復(fù)式堤 ??? 將原堤防按粘性土斜墻復(fù)式斷面加高，其斷面型式如圖2－3所示。 圖2－3 背水面培厚加高的粘土斜墻復(fù)式堤斷面示意 ??? 斜墻土料宜選擇粘粒含量小于15～30％的亞粘土或粘粒含量小于30％～40％的粘土。支承體宜選擇最大粒徑小于60mm級配較好的砂礫石。 ??? 粘性土斜墻底部應(yīng)伸入原堤身1m，斜墻底寬約2～3m

42、，具體可按接觸滲徑大于（1/4～1/3）的水頭計(jì)算，頂寬1m，應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.5m。 ??? 砂礫石堤體的背水坡也應(yīng)設(shè)置貼坡排水與反濾層。反濾層的設(shè)計(jì)將在本節(jié)第二部分中介紹。 ??? 2.土工膜斜墻復(fù)式堤 ??? 以土工膜斜墻防滲、以砂礫石作支承體的復(fù)式加高斷面如圖2－4所示。若采用單層PE或PVC膜，厚度約為0.4mm左右；若采用兩布一膜型復(fù)合土工膜，膜厚約為0.2～0.3mm，膜兩邊的土工織物分別為200～250g/m2。 授課：XXX 圖2－4 背水面培厚加高的局部土工膜斜墻復(fù)式堤斷面示意 圖2－5 土工膜在粘性土中埋置示意 ??? 土工膜可埋置在原堤頂開挖的

43、槽內(nèi)，槽的形狀尺寸見圖2－5所示，膜與原堤土應(yīng)緊密貼合，接觸滲徑應(yīng)大于承受水頭的1/4～1/3。復(fù)合土工膜也應(yīng)以單層膜的型式埋置在槽中，否則，帶有透水織物的那一面就不能保證應(yīng)有的接觸滲徑。土工膜在堤頂應(yīng)與防浪墻相連接。若不設(shè)防浪墻，則可向背水面平鋪50cm作封頂，土工膜上面為保護(hù)覆復(fù)層。土工膜的技術(shù)要求將在本章第三節(jié)中介紹。 ??? 若原堤防土質(zhì)疏松或土料滲透性大，也可將土工膜一直鋪至堤腳，形成土工膜整體斜墻防滲，如圖2－6所示。 ??? （三）按防洪墻堤型加高 ? ??? 1.以混凝土或漿砌石墻加高土堤 圖2-6背水面培厚加高的土工膜斜墻復(fù)式堤斷面示意 ??? 城市堤防加高，

44、往往因場地所限，采用防洪墻型式加高土堤。防洪墻一般有鋼筋混凝土擋土墻和漿砌石擋土墻兩種型式，圖2－7為南京市長江某堤段城市防洪墻加高斷面①。墻高一般不大于5～6m為宜，防洪墻布置在臨水堤肩處，墻背水側(cè)中下部填土作為堤頂路面，上部1.2～1.5m作為防浪墻，也可擋水。防洪墻的穩(wěn)定和強(qiáng)度應(yīng)按擋土墻復(fù)核。 授課：XXX 圖2－7 南京市長江某堤段城市防洪墻加高斷面 (a)鋼筋混凝土防洪墻加高土堤 (b)鋼筋混凝土防洪墻加高漿砌石防洪墻 圖2－7由南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院提供。 ??? 2.以混凝土墻加高防洪墻 ??? 防洪墻一般采用臨水面加厚加高?？稍谠瓭{砌石或砼防洪墻的臨水面向

45、內(nèi)設(shè)置錨筋，直徑約16mm，深度約60cm，間距約50cm。然后在原防洪墻臨水面現(xiàn)澆鋼筋混凝土防洪墻，具體尺寸可根據(jù)實(shí)際情況按擋土墻計(jì)算確定。圖2－7（b）為鋼筋混凝土防洪墻加高漿砌石防洪墻。 ??? 二、除險(xiǎn)復(fù)堤布置 授課：XXX ??? 復(fù)堤往往是堤防除險(xiǎn)加固的一項(xiàng)重要工作。由于河道的裁彎取值，崩岸的退堤還灘和汛期潰口的復(fù)原，都需要進(jìn)行復(fù)堤工作。 ??? （一）斷面選擇與布置 ??? 1.斷面結(jié)構(gòu)型式選擇 ??? 復(fù)堤斷面的選擇應(yīng)循守安全經(jīng)濟(jì)、盡可能就地取材、盡可能與兩端堤防斷面結(jié)構(gòu)一致的原則。 ??? 若堤線附近粘土或粉質(zhì)粘土充足，可選擇均質(zhì)斷面。 ??? 若堤線附

46、近粘土或粉質(zhì)粘土較少，可選擇復(fù)合斷面，以透水性較大的土石料作為堤支承體，以粘性土、土工膜作為防滲體。防滲體的型式一般有心墻和斜墻兩種，防滲體材料與型式的選擇需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及與地基防滲型式統(tǒng)籌考慮確定。 ??? 心墻防滲體受地基不均勻沉降及地震作用等影響損害小，但其施工與支承體有干擾，工期相對長。 ??? 斜墻防滲體施工程序簡單，速度快，在地基較好、地震烈度小的地區(qū)具有優(yōu)越性，一旦防滲體受損害也易修復(fù)。 ??? 粘土等塑性材料與土工膜等柔性材料適應(yīng)地基不均勻沉降的能力強(qiáng)于混凝土等剛性材料。 ??? 各種結(jié)構(gòu)型式的堤身斷面見圖2－8。 ①. 有防洪墻 ②. 有防浪墻 授

47、課：XXX ③. 無墻 (a) (b) (c) (d) (e) 圖2－8 各種結(jié)構(gòu)型式的堤身斷面 (a)均質(zhì)堤斷面單位：cm,高程：m； (b)土心墻堤斷面示意；(c)土斜墻堤斷面示意 (d)土工膜心墻堤斷面示意；(e)土工膜斜墻斷面示意 ??? 2.斷面輪廓布置 ?? （1）堤頂高程 ??? 堤頂高程的確定見本章第一節(jié)。堤頂路面填筑物，如碎石、瀝青、混凝土等不計(jì)入堤頂高程。當(dāng)?shù)添斣O(shè)置穩(wěn)定堅(jiān)固的防浪墻時(shí)，墻頂高程即為設(shè)計(jì)堤頂高程，但土堤頂面高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)靜水位0.5m以上。一般土堤還應(yīng)有堤高的3％～8％作為預(yù)留沉降量。潰口段的堤高應(yīng)從潰口最深處算

48、起。 ??? （2）堤頂寬度 ??? 規(guī)范規(guī)定，1、2級堤防頂寬不宜小于6m，應(yīng)根據(jù)防汛、管理、交通、施工、構(gòu)造及其它要求確定。湖北、江西、江蘇等地的重要長江干堤，堤頂寬在8m以上，荊江段準(zhǔn)備加寬至12m。黃河一些平工堤段頂寬8~10m，險(xiǎn)工段頂寬10~12m。 ??? 應(yīng)按實(shí)際需要間隔一段距離，在頂寬以外設(shè)置回車場、避車道、器材物料存放場，具體尺寸應(yīng)根據(jù)各堤段實(shí)際需要確定。 ??? （3）堤坡與戧臺 ??? 堤坡應(yīng)根據(jù)堤基、堤身結(jié)構(gòu)與防護(hù)、土料及施工條件經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算后確定，對于地基較好的粘土、粉質(zhì)粘土均質(zhì)堤，堤坡約為1:3，復(fù)式斷面的堤坡約為1:2-1:3；對于軟基，堤坡約為1:3-

49、1:5，甚至更緩。 授課：XXX ??? 堤高超過6m者，應(yīng)在堤的背水面設(shè)置戧臺，戧臺高程應(yīng)在設(shè)計(jì)水位時(shí)的滲流出逸點(diǎn)以上，頂寬應(yīng)在2m以上。實(shí)踐證明，戧臺對增加堤身穩(wěn)定，排除散浸險(xiǎn)情具有明顯作用。 ??? 浸潤線與滲流出逸點(diǎn)計(jì)算見第三章。穩(wěn)定計(jì)算及安全系數(shù)的選取見第四章。堤頂與堤坡的防護(hù)結(jié)構(gòu)見本章第四節(jié)。 ??? （4）粘性土防滲體 ??? 防滲心墻或斜墻應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.5m，頂寬b按構(gòu)造和施工要求應(yīng)不小于1m，底寬B不小于設(shè)計(jì)水頭的四分之一，即 B≥H/4(m) (2-3) b≥1(m) (2-4) 式中 H為防滲體底部所承受的設(shè)計(jì)水位時(shí)的水頭，防滲體應(yīng)與地基防滲土

50、料或地基防滲體結(jié)合緊密，應(yīng)有足夠的接觸滲徑。 ??? （5）土工膜防滲體 ??? 土工膜防滲常采用斜墻型式，其與堤體施工無干擾，鋪設(shè)簡便，施工速度快。若采用復(fù)合土工膜，可直接鋪設(shè)在砂礫石或礫卵石堤坡上，其上面可直接鋪砼板或塊石護(hù)坡，也可在復(fù)合土工膜與護(hù)坡之間鋪設(shè)15～20cm厚的礫卵石過渡層。若采用單層土工膜，則必須在礫卵石堤坡上鋪厚20cm的砂礫石墊層，再鋪單層土工膜，其上必須依次鋪各厚15cm的砂礫石，礫卵石或碎石作為保護(hù)過渡層，最后鋪設(shè)砼板或塊石護(hù)坡。土工膜與砂礫墊層，土工膜與保護(hù)層或護(hù)坡之間的穩(wěn)定安全系數(shù)可用式（2－5）或（2－6）計(jì)算，Kgs值應(yīng)大于1.5。 護(hù)坡或保護(hù)層透水性

51、良好時(shí): ? Kgs=fgs/tgα (2-5) 護(hù)坡或保護(hù)層透水性不良時(shí): ? Kgs=(g'/gm)(fgs/tgα) (2-6) 式中 Kgs、fgs分別為土工膜與護(hù)坡或保護(hù)層之間的抗滑安全系數(shù)和摩擦系數(shù)；α為臨水面堤坡角度；g'、gm分別為護(hù)坡或保護(hù)層的浮容重和飽和容重。 ??? 采用土工膜作心墻，若選擇復(fù)合土工膜，則可直接置于堤體中，若在礫卵石堤體中采用單層土工膜，則需在膜兩側(cè)各填筑厚25cm的砂礫過渡層。 ? （6）貼坡排水 ??? 當(dāng)采用砂礫石作支承體時(shí)，在背水坡面的滲流出逸處以上30cm向下設(shè)置塊石貼坡排水，厚約30cm，兩種土石料之間，應(yīng)設(shè)置反濾層，厚約20cm

52、，如圖2－9所示。 授課：XXX ??? （7）反濾層 圖2－9 砂礫堤身的背水坡反濾排水示意 ??? 防滲體與堤體之間或地基土與堤體之間顆粒粒徑相差較大時(shí)，以及砂礫堤坡的滲流出逸處，易發(fā)生滲透破壞，應(yīng)設(shè)置反濾層。反濾層通常可采用顆粒型或土工織物型反濾層。 ??? 顆粒型反濾層的層數(shù)與粒徑大小需通過以下反濾設(shè)計(jì)確定。 ??? 對于被保護(hù)土為無粘性土?xí)r的第一層反濾料應(yīng)滿足下式： D15/d85≤4-5 (2-7) D15/d15≥5 (2-8) 對于被保護(hù)土為粘性土?xí)r的第一層反濾料應(yīng)滿足下式： 對于d85<0.074mm的粉土和粘土料:?? D15≤9d8

53、5 ??????????????????????????? (2-9) 對于d<0.074mm的顆料含量占40％～85％的砂質(zhì)粉土和粘土，以及不均勻系數(shù)Cu較大的其它防滲土料 D15≤0.7mm ?????????????????????? (2-9) 式中 D15為反濾料的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15％；d85為被保護(hù)土的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的85％；d15為被保護(hù)土的特征粒徑，小于該粒徑的土占總土重的15％；d為被保護(hù)土的粒徑。 ??? 將該反濾層作為被保護(hù)土，而將堤體砂礫石料或堤坡塊石排水作為反濾層，若滿足式（2－7）和式（2－8），則只需設(shè)這一層反濾層。若

54、不滿足，則需設(shè)第二或第三層反濾層，直至滿足式（2－7）和式（2－8）。 ??? 按構(gòu)造與施工要求每層反濾層的厚度為20cm。 ??? 當(dāng)?shù)谭赖姆罎B體、地基土為粘土而堤支承體為最大粒徑小于60mm的砂礫石時(shí)，它們之間可不專門設(shè)置反濾層。 ??? 土工織物型反濾層的設(shè)計(jì)見本章第四節(jié)第二部分。 ??? （二）復(fù)堤段與兩端堤防連接 ??? 1.兩端堤防的連接方式 ??? （1） 應(yīng)將兩端堤防的連接面挖成臺階狀，兩臺階之間以1:3～1:5以上的坡銜接，以利于分層壓實(shí)。 授課：XXX ??? （2）連接面可做成以臨水坡堤角為支點(diǎn)向新堤段轉(zhuǎn)角5°～10°形成的微斜面，有利于水壓力作用下新

55、老堤連接面的穩(wěn)定，同時(shí)接觸面的滲徑也有所增加。 ??? （3）潰口兩端，應(yīng)從清基后的刷深地基向上－坡到堤頂成為連接面。 ??? 2.不同結(jié)構(gòu)斷面的連接 ??? （1）新堤土料防滲心墻或斜墻在連接段部位的斷面應(yīng)擴(kuò)大為非連接段斷面的3倍，與均質(zhì)斷面相連。 ??? （2）新堤土工膜防滲斜墻應(yīng)一直鋪設(shè)至連接段末并再延伸6～8m。 ??? （3）兩端均質(zhì)堤防的連接面應(yīng)挖成臺階狀并以1:3～1:5的坡銜接，以利于分層壓實(shí)。 ??? 3.與培厚加高堤段的連接 ??? （1）復(fù)堤段新堤應(yīng)與兩端培厚加高堤段的堤軸線保持一致。 ??? （2）先完成兩端培厚加高斷面。 ??? （3）再按上述連接

56、方法進(jìn)行堤段的連接。 ??? （三）堤線選擇的原則 ??? 退堤還灘和裁彎取直段的堤防需要新建，該段堤線的選擇十分重要，一般應(yīng)遵循以下原則： ??? 1.應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行，宜保留適當(dāng)寬度的灘地。 ??? 2.盡量避開軟弱地基，古河道，強(qiáng)透水層地層，應(yīng)選擇土質(zhì)較好的地基填筑堤防。 ??? 3.堤線力求平順，不同堤段間應(yīng)以平緩曲線相連接，不宜采用折線或急彎。 ??? 4.同一河段兩岸堤防的間距或一岸高地與一岸堤防間的距離應(yīng)大致相等，不宜突然放大或縮小。 ??? 5.堤線所在范圍應(yīng)盡可能拆遷量少。 第三節(jié) 堤身填筑技術(shù)要求 授課：XXX ???

57、無論是在新堤線上建新堤防，還是培厚加高原堤防，都應(yīng)按堤防工程施工的有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制堤身填筑質(zhì)量，改變以往堤防工程施工質(zhì)量難以控制和保證的局面。 ??? 一、清基 ??? 1.新堤或培厚部分的地基 ??? （1）應(yīng)將表層的石塊、淤泥腐殖土、雜填土、泥炭以及雜物等清除干凈，并將堤基平整壓實(shí)，清基范圍應(yīng)超出設(shè)計(jì)邊線50cm。 ??? （2）堤基如有房基、孔洞應(yīng)徹底清除，所有坑洼應(yīng)按堤身要求分層壓實(shí)填平。 ??? 2.潰口地基 ??? 在將潰口的拋填物全部清理干凈，直至地基，并將地基表層厚30cm的土挖除。 ??? 3.特殊地基 ??? 軟基、強(qiáng)透水地基應(yīng)進(jìn)行專門處理，見第五

58、章。 ??? 二、土料及材料的選擇與設(shè)計(jì) ??? （一）均質(zhì)堤土料 ??? 筑堤材料就地取材，因材設(shè)計(jì)，沼澤土、富含未完全分解有機(jī)質(zhì)的土料不宜采用，采用膨脹性土，分散性粘土應(yīng)作專門論證，一般粘土、亞粘土都可作為筑堤土料，優(yōu)先選用粘性含量15％～30％，塑性指數(shù)10～20，天然含水率接近填筑最優(yōu)含水率的亞粘土。要求不含砂、植物根莖、磚瓦、垃圾等雜物，浸水變形量小，滲透系數(shù)不大于1×10－4cm/s，按重量計(jì)，水溶鹽含量不大于3％，有機(jī)質(zhì)含量不大于5％。 填筑壓實(shí)干密度ρds： ρds=ρ·ρdmax ???????????????????????????? (2-11) 式中 ρ為

59、壓密度，1級堤防不應(yīng)小于0.94；2級和高度超過6m的3級堤防不小于0.92； 3級以下及低于6m的3級堤防不小于0.90；ρdmax為標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀擊實(shí)試驗(yàn)最大干密度（g/cm3），同時(shí)得出最優(yōu)含水率wop。 最優(yōu)含水率wop與最大干密度ρdmax可由兩種方法得出，一是由標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得出，應(yīng)盡量采用此法；二是通過以下公式計(jì)算，作為設(shè)計(jì)參考。 授課：XXX wop=wp+BIp ?????????????????????????????????????????????????????????????? (2-12) 式中 wp為塑限含水率（％）；IP為塑性指數(shù)（%）；B為稠度系數(shù)，可采

60、用0.2。 ρdmax=Gs(1-Va)/(1+Gswop) ?????????????????????????????????????? (2-13) 式中 GS為土粒比重；Va為壓實(shí)土的含氣率，粘土為0.05，亞粘土0.04-0.03。 ??? 得出ρdmax值后，由式（2－11）可得到填筑壓實(shí)干密度ρds，亦即設(shè)計(jì)要求達(dá)到的干密度。 ??? 如采用較輕的碾壓機(jī)具，則應(yīng)根據(jù)與施工碾壓機(jī)具相應(yīng)的擊實(shí)試驗(yàn)或碾壓試驗(yàn)曲線確定填筑干密度和最優(yōu)含水率。一定壓實(shí)功能下的最大干密度與最優(yōu)含水率對應(yīng)，若實(shí)際填土含水率與填筑最優(yōu)含水率有較大偏差，則在同樣的壓實(shí)功能下，就達(dá)不到設(shè)計(jì)填筑壓實(shí)干密度，所以

61、實(shí)際填土含水率與填筑最優(yōu)含水率的差值，應(yīng)不小于3％。填筑含水率是土堤填筑施工前控制填筑質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，填筑干密度是檢查、控制填筑質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。 ?? （二）復(fù)式堤防滲體土料 ???? 防滲體土料應(yīng)選擇粘粒含量不大于30～40％、滲透系數(shù)不大于1×10－5cm/s的粘土，應(yīng)不含雜質(zhì)，水溶鹽及有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)分別小于3％和5％，天然含水率應(yīng)接近填筑最優(yōu)含水率。 ??? （三）復(fù)式堤砂礫料 ??? 應(yīng)選擇耐風(fēng)化，水穩(wěn)性好，顆粒級配較好（連續(xù)性好，不均勻系數(shù)較大），透水性好，不易發(fā)生滲透變形，含泥量小于5％的砂礫石或礫卵石。 ??? 砂礫石、礫卵石填筑的設(shè)計(jì)指標(biāo)用相對密度Dr表示，一般

62、Dr 應(yīng)達(dá)到0.65，即中密程度。其碾壓設(shè)備盡量采用振動碾。以相對密度Dr表示的填筑干密度ρd為： ρdmax=ρmaxρmin/((1-Dr)ρmax+Drρmin) ????????????????? (2-14) 式中ρmax、ρmin──分別為由試驗(yàn)得到的最大干密度與最小干密度。 ??? （四）復(fù)式堤防滲土工膜 ??? 土工膜有單層土工膜與復(fù)合土工膜之分，常用的膜料材質(zhì)是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）。單層土工膜即僅有裸露的該層PE或PVC，復(fù)合土工膜則在PE或PVC的兩側(cè)或一側(cè)粘合非織造針刺土工織物（俗稱無紡?fù)凉げ蓟驘o紡布），形成兩布一膜或一布一膜的復(fù)合土工膜。 授課：

63、XXX ??? 應(yīng)優(yōu)先選擇復(fù)合土工膜，并且優(yōu)先選擇兩布一膜型復(fù)合土工膜。因?yàn)閮蓚?cè)的無紡布不僅對中間的防滲膜起保護(hù)作用，而且沿其平面具有一定的排水功能，此外，無紡布與土料的摩擦角一般大于膜與土料的摩擦角。雖然復(fù)合土工膜的價(jià)格比單層土工膜稍貴，但從結(jié)構(gòu)布置簡單，施工便利、經(jīng)久耐用的等方面綜合考慮，采用復(fù)合土工膜是經(jīng)濟(jì)合理的。 ??? 堤防采用的PE或PVC膜料厚度范圍為0.2～0.8mm，起保護(hù)、排水作用的無紡布的選取范圍為150～400g/m2。若采用復(fù)合土工膜，宜選擇膜厚0.25～0.4mm，兩側(cè)無紡布各為200～300g/m2；若采用單層土工膜，宜選擇厚度0.5～0.8mm。 ?

64、?? 三、土料填筑的技術(shù)要求 ??? （一）堤身壓實(shí)參數(shù)的選定 ??? 在堤防除險(xiǎn)加固工程正式開工以前，應(yīng)盡量按選擇的施工機(jī)械安排壓實(shí)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)選定鋪土厚度、土塊限制尺寸、含水率的適宜范圍、壓實(shí)方法和壓實(shí)遍數(shù)。 ??? 在無試驗(yàn)資料時(shí)，鋪土厚度和土塊粒徑的限制尺寸可參照表2－3選用。 表2－3 鋪土厚度和土塊粒徑的限制尺寸 壓實(shí)功能類型 壓實(shí)機(jī)具種類 鋪土的限制厚度（cm） 土塊的限制粒徑（cm） 輕型 人工夯、機(jī)械夯 15～20 5 5～10t平碾 20～25 8 中型 12～15t平碾 斗容2.5m3鏟運(yùn)機(jī) 5～8t振動碾 25～30 10

65、重型 斗容＞7m3鏟運(yùn)機(jī) 10～16t振動碾 加載氣胎碾 30～35 15 授課：XXX ??? 砂礫料應(yīng)盡量選擇振動碾壓實(shí)，圖2－10為一均勻礫質(zhì)砂的相對密度隨深度分布情況，可供參考。 ??? 因當(dāng)?shù)貤l件所限選用履帶拖拉機(jī)碾壓時(shí)，為在壓實(shí)過程中產(chǎn)生較大的振動力，一般拖拉機(jī)要用3～4擋速度，表2－4為某些土壩工程實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，可供參考。 圖2－10 均勻礫質(zhì)砂用振動碾壓實(shí)的相對密度隨深度分布情況 ?表2－4 某些土壩用拖拉機(jī)壓實(shí)的施工參數(shù) 土類名稱 拖拉機(jī)型號 履帶單位壓力（KPa） 鋪土厚度（cm） 碾壓遍數(shù)（遍） 壓實(shí)平均干密度（g/cm

66、3） 砂礫料 C－80 48 40 12 1.72～2.09 砂礫料 D7、D8、HD14 43～53 50 6 ＞1.72 亞粘土 C－80 48 30 9～10 1.65 亞粘土 C－80 48 25 6～10 1.62～1.65 ??? （二）土料填筑的技術(shù)要求 ??? 1.含水率的處理 ??? （1）低含水率的灑水處理 ??? 當(dāng)土料的含水率比施工填筑最優(yōu)含水率低，可在取土?xí)r用霧狀水給土料加水，然后將土料堆置在另一處，擱置一定時(shí)間，使含水率均勻，即可用于填筑。 ??? （2）高含水率的人工翻曬處理 ??? 選擇適當(dāng)?shù)膱龅?，用齒耙將土耙碎，堅(jiān)硬粘土用鐵銑切成厚1～2cm薄片，每層深10～20cm，挖后使其相互架空晾曬，待表層稍干即打碎成小于2～3cm的土塊，繼續(xù)翻曬。表層稍干用鐵銑翻動一次，如此反復(fù)，直至含水率降低到施工控制含水率范圍為止。 ??? 2.卸、鋪料 ??? 粘性土料宜用進(jìn)占法或后退法卸料。砂礫料卸料高度不宜過大，如發(fā)生顆粒分離，應(yīng)混合均勻。 授課：XXX ??? 鋪土壓實(shí)應(yīng)從最低部位開始，按水平