3堤防基本知识.doc

第三章 堤防工程基本知识堤防是修建于江河、湖泊、海洋岸边以及水库、蓄滞洪区周边的挡水建筑物，随着使用位置及作用的不同、而划分为不同的种类，并根据其工作条件的不同需采用相应的防护措施；本章重点简介堤防的种类、作用、各部位名称以及堤防的护岸工程第一节 堤防种类、作用及各部位名称一、堤防的种类堤防工程有不同的分类措施，重要是按其修建位置、作用和修建材料的不同而划分的一）按位置和作用分类堤防是水利工程的重要构成部分，按其所在的位置和作用不同，一般分为防洪堤、海塘堤、渠堤1、防洪堤防洪堤又分为江河堤、湖堤、库区堤、及蓄滞洪区围堤等，它们是沿江河、湖泊、库区、蓄滞洪区的岸边或周边修建的，其重要作用是：用于束范、输送洪水，避免洪水漫溢成灾；减少挡水或蓄滞洪区域的沉没范畴2、海塘堤海塘堤修建在海边，用以防御涨潮和风浪潮引起的危害，又称为海堤或防潮、防浪堤海堤分为土海堤和护坡（直立式、斜墙式、混合式）海堤两大类3、渠堤渠堤修建在渠道两侧，用于输送引水或排水二）按建筑材料分类根据修建堤防的建筑材料不同，堤防可分为土堤、土石混合堤、石堤（砌石挡土墙）、钢筋混凝土堤等其中，土堤最为常用，在缺少土料的山区也常采用土石混合堤。

二、堤防的作用随着使用位置的不同，堤防的具体作用不同：（一）江河堤在洪水位高于本地地面高程的江河岸边，顺水流方向修建的挡水建筑物，称为江河堤防，简称江河堤；江河堤一般为土堤或土石混合堤，也有的采用砌石或混凝土防浪墙；江河堤的重要作用有：约束江河水，束范洪水，避免洪水漫溢导致灾害二）湖堤在湖泊周边修建围堤，用以控制湖水水面，限制沉没范畴，减少沉没面积，也可以通过修建围堤而抬高湖泊的蓄水水位，增长湖泊蓄水调洪能力，减轻江河防洪承当三）海堤沿海滩或海岸修建堤防（防浪墙），用以阻挡涨潮和风暴潮对沿海低洼地区的侵袭，保证防风浪潮安全，也能增长陆地面积、避免附近土地盐碱化四）围堤借助于修建于蓄滞洪区周边的堤防，可以抬高蓄洪水位，形成较大的蓄滞洪库容，以适应临时滞蓄超原则洪水的需要、并保证蓄滞洪区周遍地区的安全五）库区堤在水库回水区外沿修建堤防后，可以控制水库蓄水时的回水范畴，减少沉没面积，减少沉没损失；通过修建库区围堤，可以在水库挡水大坝设计挡水能力范畴内，抬高水库的蓄水水位，增长水库的蓄水量，以充足发挥水库的工程效能此前，曾有不少的水库，就是由于受回水影响的限制而不能按设计蓄水位运营，只能采用低水位运营，制约了工程和投资效益的发挥。

六）渠堤通过修建在渠道两侧的堤防（渠堤），可以实行高水位输水，增大输水能力，从而扩大送水范畴，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3—1、3—2分别是堤防的平面和断面图，堤防各部位的名称重要有：堤顶：堤的顶部平面；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：堤顶与堤坡交界的地方，也分临水（河）堤肩与背水（河）堤肩；堤脚：也称堤根，是堤防与地面相交的地方；保护地：也称护堤地（或柳荫地），是为保护堤防完整与安全而在堤脚以外拟定的一定管理范畴，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、堤防的修建原则堤防工程的修建原则是与其所承当的防洪（或防潮）原则相相应的，防洪原则一般以所防御洪水的重现期或浮现频率来表达，即以防多少年一遇的洪水为设计原则，防洪原则的拟定又与枢纽工程的等别和堤防的级别有关一）级别划分与防洪原则枢纽工程，按其规模、效益及在国民经济中的重要性分等，共分为五等；枢纽中的不同建筑物，按枢纽的等别、建筑物在枢纽中的作用和重要性、进行分级，共分为五级。

这种级别关系参见表3—1表3—1 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重要建筑物次要建筑物一134二234三345四455五555枢纽工程和建筑物的级别不同，对其规定也就不同，如防洪原则、坝顶超高、安全系数、建筑材料、构造尺寸、设备配备等方面的选择，与工程和建筑物的级别有关根据保护对象的重要性、洪水灾害的严重性、以及国民经济发展水平等条件，水利电力部曾颁布试行级别划分指标及防洪原则有关规定，摘录于表3—2、3—3、3--4表3—2 水利水电枢纽工程分等指标（平原、滨海部分）（SDJ217--87）工程等别工程规模水库总库容(亿m3)防洪排涝灌溉供水水电站保护城乡及工矿区保护农田面积(万亩)排涝面积(万亩)灌溉面积(万亩)供应城乡及工矿区装机容量(万KW)一大(1)型＞10特别重要＞500＞200＞150特别重要二大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要三中型1.0～0.1中档100～3060～1550～5中档25～2.5四小(1)型0.1～0.01一般30～515～35～0.5一般2.5～0.05五小(2)型0.01～0.001　＜5＜3＜0.5　＜0.05注①总库容指校核洪水位如下的静库容 ②面积为设计面积表3—3 平原水库枢纽工程洪水原则（平原、滨海部分）（SDJ217--87）建筑物级别12345洪水重现期正常运用300～100100～5050～2020～1010非常运用～10001000～300300～100100～5050～20表3—4 永久性水工建筑物正常运用的洪水原则（山区、丘陵）（SDJ12--78）建筑物级别12345洪水重现期～500500～100100～5050～3030～20中华人民共和国水利部于1993年4月发布《堤防工程技术规范》，其中，堤防工程的级别划分见表3—5表3—5 堤防工程的级别划分表防护对象项 目堤防工程级别12345城乡重要限度特别重要都市重要都市中档都市一般都市　非农业人口(万人)≥150150～5050～20≤20　乡村防护区耕地面积(万亩)≥500500～300300～100100～30≤30防护区人口(万人)≥500500～150150～5050～20≤20工矿公司重要厂区(车间)特大型大型中型中型小型辅助厂区、生活区　　较大型大型中、小型（二）堤防的规划设计1、设计洪水及设计洪水位拟定洪水原则后，再拟定相应洪水原则（频率或重现期）的设计洪水，并推算沿河道各控制站的洪水位，作为规划设计的根据。

拟定设计洪水有多种措施，一是采用实际洪水法，即以过去曾经发生的某典型洪水作为设计洪水，设计洪水位要根据河道已发生的演变状况（特别是冲、淤变化）和将来也许的演变趋势进行分析、推算拟定；二是频率计算法，根据实际发生的洪水资料，进行频率计算，选择某一频率（洪水原则）的洪水作为设计洪水；三是以实际洪水位、将其酌量提高、另加安全超高而作为设计的根据实际工程中，大多是根据实际发生的洪水（特别是最大洪水）、历史调查洪水、以及频率计算成果，经综合分析比较，拟定出堤防的设计洪水，并拟定相应的洪水位应当注意：随着时间的推移，由于河道冲淤、边界条件等变化，河道的过水能力及水位体现也在发生变化；要结合实际变化状况、及也许的变化趋势，对设计洪水的洪水位做阶段性调节2、堤线的选择新建、改建堤防在选定堤线时，应根据河流的河势、河道演变特性、地质地貌条件、以及两岸的社会经济状况，进行多方案论证、比较，择优选定：①堤线应大体与洪水流向平行，避免急弯或局部突出，两岸堤线尽量平行②堤线不适宜距河槽太近，以免河床演变或河岸坍塌而危及堤防安全③堤线宜选择在地形高、整体性好、坚硬、地层单一的地基上④尽量照顾两岸城乡规划和工农业生产布局，节省土地，以便交通。

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，堤身断面设计重要是拟定堤顶高程、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、堤坡的坡度、坡面材料等因素有关，安全加高与堤防工程的级别、堤防与否容许过水等因素有关设计当中，习惯将多种爬高与安全加高值之和称为堤顶超高（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的堤顶超高在高村以上为 、高村至艾山为2.5m、艾山如下为2.1m2）堤顶宽度堤顶宽度，应考虑满足防渗、施工、管理、汛期抢险交通运送、以及堆放防汛器材等规定，结合堤防的级别而综合分析拟定；一般1级堤防的堤顶宽度不适宜不不小于8m、2级堤防的堤顶宽度不适宜不不小于6m、3级如下不适宜不不小于3m；目前，黄河采用的堤顶宽度一般为10～12m3）设计边坡设计边坡应根据堤防级别、堤身高度、堤身构造、堤基及筑堤土质、水位涨落变化、洪水持续时间、风浪状况、防渗规定、施工条件等因素，先综合分析拟定、并通过边坡稳定分析验算而拟定，要满足边坡稳定规定，1～2级堤防的边坡不适宜陡于1∶3。

4）堤防构造及附属设施①堤顶应向一侧或两侧倾斜，坡度宜采用2%～3%；②为减少填土高度、减少用土量，堤顶上可以设立防浪墙；③根据堤身稳定、施工、管理、排水等需要，拟定与否设立戗台或设立多少级戗台；④堤防的护坡应结实耐用、抗冲、就地取材、以便施工和维修管理，两侧堤坡或同一坡的不同部位可以选用不同的护坡型式，背水侧多采用草皮护坡，临水侧的护坡型式应根据堤段靠溜状况、风浪大小、堤防级别、堤身与堤基土质等状况综合分析选择；⑤为避免雨水的冲刷破坏，堤防可采用散排水或集中排水；受雨水冲刷严重或高于6m的土堤，宜在堤顶、堤坡、堤脚、堤坡与山坡或其他建筑物的结合部设立集中排水设施（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50～100m设立一条、并与纵向排水沟连通；⑥堤防的防渗应满足渗流稳定计算的规定：均质堤防靠合适的土料、合理的断面尺寸、及施工质量保障等来满足防渗规定；非均质堤防重要由防渗体承当防渗任务，因此非均质堤防的防渗体应满足渗入稳定、施工、及构造规定，非均质堤防一般还设立反滤排水体；⑦根据防汛抢险、运营管理、维修养护及群众生产的需要，应设立上下堤辅道（坡道），临水侧坡道应顺水流方向布置；第二节 堤岸防护工程的构造类型堤防的岸坡受风浪、水流、潮汐等作用而也许发生冲刷破坏，应根据各类堤防的工作条件、采用相应的防护工程措施（简称护岸），以保护堤岸免遭冲刷、避免堤岸因冲刷而坍塌或诱发其他险情。

一、各类堤防的工作条件堤防的工作条件不同，对防护的规定也就不同，因此在设计堤岸防护工程之前，须认真分析各类堤防的工作条件：（一）江河堤防的工作条件对于江河堤防，中小水期间，一般只有少数堤段常常靠水，我们将常常靠河（水）着溜的堤段称为险工段、不常常靠河（水）着溜的堤段称为平工段；而洪水期间，虽然堤防的靠水。