堤防工程特點

1、堤防工程特點,長江巖土工程總公司（武漢）馬貴生,《堤防工程地質勘察規(guī)程》修編的主要內容堤防工程的起源堤防工程的型式堤防工程地基處理,內容提要,堤防工程地質勘察大致可分為兩個時期：上世紀八十年代至1998年汛期，這一時期堤防工程地質勘察處于探索與積累經驗階段，各地只對少數重點堤防進行了勘察，《堤防工程地質勘察規(guī)程》（SL/T 188-96）的發(fā)布實施是這一階段堤防工程地質勘察經驗的總結，并為后來堤防工程全面系統(tǒng)的工程地質勘察提供了

2、技術支撐；1998年汛后，是堤防工程地質勘察不斷完善趨于成熟的階段，堤防工程建設得到了各級政府的高度重視，各流域堤防工程地質勘察普遍開展，各單位和研究機構對堤基工程地質條件和工程地質問題的研究也隨之展開。,1.《堤防工程地質勘察規(guī)程》修編的主要內容,主編單位：長江水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院參編單位：黃河水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院、珠江水利委員會勘測設計研究院、黑龍江省水利水電勘測設計研究院、浙江省水利水電勘測設計院。,1.《堤防工

3、程地質勘察規(guī)程》修編的主要內容,——對結構進行了適當調整；——在前引部分增加了前言；——增加了術語、符號和代號；——增加了大、中型涵閘和堤岸工程地質勘察的有關內容；——增加了防滲、堤岸和大、中型涵閘施工地質的有關內容；——增加了堤身勘察；——將“不良土堤基勘察”改為“特殊土勘察”，并增加了黃土、分散性土、凍土、紅粘土等內容，刪除不良土堤基處理原則的條文，增加特殊土工程地質評價的條文；——刪除原規(guī)程中的附錄，增加土的分類、堤

4、基地質結構分類、特殊土性質分類與評價標準、堤基和堤岸工程地質評價方法、土的滲透變形判別等5個附錄。本規(guī)程5.3.13條和8.0.2條第3款為強制性條文，其余均為推薦。,1.《堤防工程地質勘察規(guī)程》修編的主要內容,《堤防工程地質勘察規(guī)程》修訂共9章29節(jié)165條和5個附錄,主要技術內容有：——規(guī)程的適用范圍；——堤防工程地質勘察階段的劃分；——堤防工程地質勘察的任務、內容和方法；——堤身勘察；——特殊土勘察；——天然建筑材料

5、勘察；——勘察成果。,1.《堤防工程地質勘察規(guī)程》修編的主要內容,洪水危險程度高的地區(qū)主要分布在東部平原區(qū)。1954年長江大洪水，堤防潰口61處，全流域受災農田面積317余萬km2，受災人口1888余萬； 1975年8月，淮河上游洪災，死亡26,000余人，京廣鐵路沖毀102km；1958年黃河洪水，受災人口74.08萬；1963年海河洪災，5000人死亡，水利工程遭到嚴重破壞；1957年松花江洪水，黑龍江全省受災人口370萬，直接經

6、濟損失2.4億元。,中國洪災區(qū)劃圖,2.堤防工程的起源,1998抗洪圖,2.堤防工程的起源,堤防是人類歷史上出現最早的防洪工程堤防是人類與大自然作斗爭的產物,2.堤防工程的起源,堤,沿江河湖海邊修筑的擋水建筑物,防,堤壩。以防止水《周禮·稻人》,大者為之堤，小者為之防《管子·度地》,2.堤防工程的起源,堤防出現的具體時間難以確定。遠古人們?yōu)榱松妫环矫骐x不開河流湖泊，但同時又往往受河水泛濫之害。起初，他們“擇丘陵

7、而處之” 《淮南子·齊俗訓》，躲避洪水災害，進而修筑堤埂，積極抵御洪水，開始了我國古代的原始形態(tài)的防洪工程。 共工是我國古代歷史上一個十分重要的人物。古代有共工氏“壅防百川” 《國語·周語下》和“鯀障洪水” 《國語·魯語上》的歷史傳說。,2.堤防工程的起源,據考證共工氏住在今河南輝縣一帶《中國古史的傳說時代》。輝縣南臨黃河，北靠太行山，河流兩岸有肥沃的田地和豐富的水源，是個定居的好地方。黃河在盂津以上，

8、行于高山峽谷之中，孟津以下，則奔騰于廣漠的平原之上，無所約束，四處游蕩?！豆茏?#183;揆度》記載的“共工之王，水處什之七，陸處什之三?！?正說明當時黃河下游洪水泛濫的情形。共工氏當時治水的方法據說是“壅防百川，墮高堙庳” 《國語·周語下》，也就是把高處的泥土、石塊搬下來，在離河一定距離的低處，修一些簡單的土石堤埂。有了這些堤埂，就可以暫時抵擋一下洪水。如果偶爾出現較大的洪水，好在背后有山，也可以暫時上山躲避。共工氏由于擅長

9、治水，在各氏族部落中享有較高的聲譽，“共工氏以水紀，故為水師而水名。” 《左傳》，傳說他們的后代子孫還曾幫助大禹治水，立下了大功，因而被后人所祭祀。,2.堤防工程的起源,太,行,山,輝縣,2.堤防工程的起源,堤防起源較早，至少在西周時就已出現。在許多文獻中可以看出有關堤防的記載：《國語·周語上》：“防民之口，甚于防川，川壅而潰，傷人必多”《國語·周語下》曾記載，周靈王二十二年(公元前550年)谷水和洛水同時發(fā)水，

10、洪峰遭遇，沖毀都城成周(今洛陽)的西南部并危及王宮的安全，當時就曾筑堤防洪。在春秋時期，存在作為戰(zhàn)爭手段的攔河筑壩和修建只顧自己不顧別人的堤防的事情，因此在諸侯國之間的盟約中 制訂有“毋曲防”，“無曲堤” ，“無障谷”，“毋壅泉”。前者是指沿河筑堤，不許只顧自己不顧全局，損害別國；后者是不許攔河筑壩，堵塞河道。,2.堤防工程的起源,黃河堤防起源,黃河堤防的歷史，也是從戰(zhàn)國開始的。據記載，決開黃河以水代兵的事例不少，其中最早的一次記載是

11、在公元前359年，楚國決開黃河南岸大堤，“楚師出河水，以水長垣之外?！?《水經·河水注》，長垣在今河南長垣縣東北，決河地點大約在白馬口(今河南滑縣東)。,2.堤防工程的起源,當時黃河經行和濱河的齊、趙、魏三國的地理位置和地形情況大致如賈讓所述。齊國地勢較低，首先受黃河洪水之害，于是離河二十五里筑堤以防洪。齊國有了堤防的保護，洪水威脅轉嫁到趙國，于是趙也在離河二十五里的地方建筑堤防，保護自己。位于上游的魏國當然也會效法齊、趙的作

12、法，筑堤保護自己的地盤。,2.堤防工程的起源,由于堤防的興建，大洪水時河水泛濫，堤防潰決也在所難免。漢文帝十二年(公元前168年)， “河決酸棗，東潰金堤” 《史記·河渠書》。酸棗在今河南延津縣 ，這是黃河第一次決口的記載。從此后，黃河決溢頻繁出現，至西漢末年，黃河災害幾乎不可收拾。自東漢至唐代末年的八百多年間，黃河僅有四十個年份有決溢的記載，處于相對安流的狀態(tài)。自唐代末年開始直到近代的一千多年中間，大小決溢竟達一千五百余次

13、之多。 黃河決堤有兩個原因：一是無計劃地圍墾灘地使得河道紊亂；二是：“河水重濁，號為一石水而六斗泥” 《漢書·溝洫志》，未筑堤時，隨著黃河洪水泛濫，泥沙散布于兩岸。筑堤之后，黃河受兩岸大堤約束，泥沙則淤積在河道之中，并逐年將下游河道抬高。,2.堤防工程的起源,西漢時，黃河成為地上河,2。堤防工程的起源,筑堤技術,：“千丈之堤以螻蟻之穴潰，……白圭之行堤也，塞其穴，……是以白圭無水難?！薄俄n非子·喻老》 ？“治水者

14、茨防決塞”《慎子》，“茨其所決而高之”《淮南子·泰族訓》。“茨”是蘆葦、茅草之類的植物，，“茨防”即用“茨”做成的防 。,2.堤防工程的起源,長江堤防的起源,漢水襄陽大堤始建于漢，曹魏時(景元四年，公元263年)曾因堤決，重加修筑。《水經·沔水注》記山都縣(在今襄樊市西北八十里，漢水南岸)有大石激，叫五女激，是一種挑水護岸工程。長江堤防的最早記載是東晉桓溫在江陵叫陳遵筑江堤，陳遵長于筑堤，聽鼓聲知地勢高下《水經&

15、#183;江水注》。梁代天監(jiān)元年(公元502年)，郢州(今武昌)也有長堤的記載《梁書·曹景宗傳》。天監(jiān)六年(公元508年)有荊州江水泛溢沖決堤防的記載《梁書·始興王儋傳》，南齊時武陵(今常德市)曾修治城南沅江占堤。,2.堤防工程的起源,鑒湖,鑒湖又稱鏡湖，是長江以南最古老的大型灌溉工程之一，位于今浙江紹興縣境。 紹興縣境，從東南到西北，為會稽山脈所圍繞。北部是廣闊的沖積平原，再北就是杭州灣。形成了“山一原一海”的

16、臺階式特有地形 。由于未修海塘與江塘，錢塘大潮由二江倒灌造成了山會(指今紹興市附近)平原的嚴重內澇。不僅平原北部常是一片沼澤地，地勢較高的平原南部，也因潮水倒灌，山水排泄不暢，潴成無數湖泊。這些湖泊是山水的積蓄之所，在枯水季節(jié)，各湖彼此隔離，僅以河流港汊相聯系，一旦山水盛發(fā)或漲潮，則泛濫漫溢，成為一片澤國。,2.堤防工程的起源,,2.堤防工程的起源,東漢永和五年(公元一四零年)，由會稽太守馬臻主持修筑了鑒湖，該工作就是在各分散的湖泊下

17、緣修了一道長圍堤，形成了一個蓄水湖泊，即鑒湖 。鑒湖的巨大容積可以起到對山溪來水的儲存和調節(jié)作用，初步解除了這一帶的洪水威脅。利用湖水高于農田，農田又高于海面的關系，為農田灌溉和排水提供了前提條件。建于湖堤上的六十九所水門是控制灌溉和排水的設施，水門根據田中需水情況進行調節(jié)，天旱時泄湖水灌溉，天雨時則將水門關閉，保證了萬頃農田的需要。,2.堤防工程的起源,2.堤防工程的起源,海塘工程的興起,江蘇和浙江的海塘，起自杭州的錢塘江口，止于江

18、蘇常熟縣福山港，全長四百多公里。從常熟到金山的一段，約長250公里，歷史上稱它為江南海塘或江蘇海塘；從平湖到杭州的一段，約長150公里，歷史上稱它為浙西海塘或錢塘江海塘。這個綿亙數百公里、宏偉壯觀的世界上著名的海堤工程，長期捍衛(wèi)著我國沿海富饒的江蘇和浙江兩省的廣大地區(qū)和千百萬人，民的生命財產安全。,2.堤防工程的起源,海塘起源難以下判斷。：《吳越備史》記載：三國吳主孫皓(公元二六四至二八零年)時，“華亭谷極東南，有金山咸潮塘，風激重潮，

19、海水為害”。到唐代，比較系統(tǒng)修筑的海塘才開始形成。 據《新唐書·地理志》記載，唐代先后三次比較系統(tǒng)地興筑江、浙海塘，第一次是玄宗開元元年(公元714年)，在杭州鹽官縣重筑“捍海塘堤，長百二十四里?！保坏诙问情_元十年(公元722年)，在越州會稽縣(今浙江紹興)東北四十里，李俊之增修防海塘，“自上虞江抵山陰百余里，以畜水溉田。第三次是代宗大歷十年(公元775年)和文宗大和六年(公元832年)由皇甫溫和李左次先后二次增修會稽縣“

20、防海塘”。,堤防工程的起源,堤防工程發(fā)展至今，由最初的土堤逐漸發(fā)展為各種型式的堤防。特別是在近幾十年，堤防工程和堤基處理技術有了長足的發(fā)展。按堤防所處的位置可分為：　①江堤或河堤：沿江或河岸修建的堤防，有的稱圩堤或垸堤。遠離江、河岸邊的堤防可稱遙堤?！、诤蹋貉睾呅藿ǖ牡谭溃械囊喾Q垸堤?！、酆５蹋貉睾I修建的堤防，有的亦稱海塘?！、芊雷o堤：沿水庫周邊防護區(qū)修建的堤防。?、輫袒蚋舻蹋貉胤中詈閰^(qū)周邊修建的堤和分蓄洪區(qū)內的堤防

21、?！、蕹鞘蟹篮榈蹋貉爻鞘兄苓呅藿ǖ牡谭?。,3.堤防工程的型式,按堤防的填筑材料可分為：　①土堤：由均質或非均質粘性土筑成?、诼训[石堤：由卵礫石筑成，迎水面用漿砌石或混凝土板防滲?、燮鍪蹋河奢^規(guī)則的條石砌成　④混凝土堤（墻）；由混凝土或鋼筋混凝土筑成?、萃潦旌系蹋河陕训[石、碎石填筑、迎水面采用混凝土板或漿砌石或土工膜防滲?、藁旌喜牧系蹋悍謪^(qū)填筑?、呋顒愉撻l板：由活動鋼板連接而成，洪水來時安裝，退時拆卸?、嗖ＡО鍓Γ河?/p>

22、有機玻璃組成，不遮擋風景,3.堤防工程的型式,按堤身斷面型式可分為：?、傩逼率降蹋骸、谥眽κ降袒蛑毙睆秃鲜降蹋喊捶罎B體設置可分為：?、倬|土堤：?、谛眽κ交蛐膲κ酵恋痰?。,3.堤防工程的型式,,,哈爾濱市城區(qū)堤防長4.8km，堤防型式為樁柱梁裝配式活動鋼閘板?；A為樁柱梁，梁高1.4m，寬0.9m。梁下為直徑0.8m、長15m的混凝土灌注樁。梁上為高0.6m、寬0.5m的防洪墻，與100年一遇洪水位持平。,3.堤防工程的型式,

23、,,活動鋼閘板固定在防洪墻上，高2.0m，寬5.0m。,3.堤防工程的型式,,,閘口及廣場段活動鋼閘板固定在粱上，高2.6m，寬5.0m，分上、下兩節(jié)，高分別為2.0m和0.6m。,防洪墻,梁,3.堤防工程的型式,,,墻前設2m寬堤肩，鋪人行道板。,,3.堤防工程的型式,,,墻后路堤地面加高0.6m，寬6m，堤身填土為粘性土，設厚0.2m混凝土路面，路面下鋪0.15m厚砂墊層 。,3.堤防工程的型式,,,,明清木樁,3.堤防工程的型式,

24、,,13.35m,,,,,,,漿砌條石,,斜坡式圍堤,3.堤防工程的型式,,,主要問題是堤腳防沖，沖刷深度到1—2m高程，甚至到0m高程。設計采用沉井、打樁等措施。對穩(wěn)定問題，主要考慮堤腳沖刷后的向外滑倒。,3.堤防工程的型式,,,,堤內密布因筑堤取土形成的水塘,3.堤防工程的型式,,,,拋石護岸,,漿砌石護岸擋土墻,3.堤防工程的型式,,,黃河堤防護坡塊石,堤外灘較寬處，坡腳采用堆石方法，坡面為干砌石。腳部堆石被沖走或沉入堤基，上部塊

25、石可自動下移，保證坡腳堆石厚度。,坡腳堆石,坡面干砌塊石,3.堤防工程的型式,,,堤外灘較窄處堤外設置垛，防止洪水直接沖刷大堤。垛外為干砌石護坡，內填土。,3.堤防工程的型式,,,在堤外灘較窄且水流沖刷嚴重的堤段，堤外設丁壩，起挑流和防沖的作用。,3.堤防工程的型式,,,放淤固基項目正在實施。抽取黃河主河床的粉細砂，堆填在大堤后，寬度100m，高度與原大堤基本相同。其目的有兩個：一是黃河下游為懸河，借此降低河床；二是穩(wěn)固大堤。放淤后在其

26、上種植樹木，形成林帶。,3.堤防工程的型式,,,嫩江堤防為砂堤，迎水面用模袋混凝土防護,3.堤防工程的型式,,,3.堤防工程的型式,,,黑龍江黑河市堤防（堤內）,,堤身填筑砂礫石,3.堤防工程的型式,,,鋼筋混凝土防洪墻為 “L”型，墻后每隔2m設置與防洪墻垂直的擋墻。,3.堤防工程的型式,,,防洪墻接縫處用涂過瀝青的木板止水,3.堤防工程的型式,,,墻后上部為人工填土，下部為細砂層，中夾粘性土薄層,3.堤防工程的型式,,,岸坡用現澆混

27、凝土塊護坡，坡腳與灘地用干砌石護，水邊鋼筋籠塊石砌置深度2m。護坡不僅要防浪打水沖，還要防止春天河水初解凍時冰塊的碰撞。,3.堤防工程的型式,,,3.堤防工程的型式,4.堤防工程地基處理,堤防的防滲——迎水側,4.堤防工程地基處理,堤防的防滲——迎水側,當堤基分布有厚度較大的透水層，且其下有粘性土隔水層時，則宜采用垂直防滲墻截斷透水層，起到降低滲壓、防止?jié)B透破壞的目的。防滲墻的施工方法很多，這里介紹幾種比較先進的方法，這些方法曾在長

28、江中下游堤防工程中得到應用。,4.堤防工程地基處理,堤防的防滲——防滲墻,● 抓斗工法 按工作原理抓斗斗體可分液壓式和機械式兩種，液壓式在土、砂地層中工效較高，而機械式可進行沖抓作業(yè)，較適用卵石和軟巖地層。 薄型抓斗成墻最大深度可達40m，其工效一般在100～150m2/臺·日，但若遇密實粉細砂工效僅50m2/臺·日。 在長江堤防隱蔽工程中，抓斗工法多用于深度大于20m的防滲墻施工，淺墻

29、則因其造價高而不具競爭力。,意大利抓斗,4.堤防工程地基處理,利勃海爾抓斗造墻設備,4.堤防工程地基處理,● 射水法施工 最大深度可達30m。射水法是利用成型器的重力沖擊作用及成型器底部噴嘴射出的泥漿射流破壞土層結構，使槽孔底部碴漿經反循環(huán)管抽排至沉碴池，同時成型器不斷修整槽形。其成型槽孔厚為22～45cm。 抓斗法、射水法造墻質量一般都可得到保證，但因其都采?、裥虿?、Ⅱ序槽的施工程序，因此也不可避免

30、地存在接縫，接縫質量的好壞將直接影響墻體質量，應予注意。,4.堤防工程地基處理,● 鋸槽工法 鋸槽法源自東北及黃河流域，可實現真正的連續(xù)開槽，成槽質量好，但澆筑混凝土時仍需進行隔離以分割槽段。隔離方法有剛性隔離及土工布袋隔離兩種。鋸槽法造價和射水法基本一致，但工效較低，對粘性較大的土層工效更低；若遇砂卵石層或潰口段等部位，鋸槽甚至難以進行。在長江堤防隱蔽工程中墻深一般在25m以內，墻厚0.22～ 0.4m。

31、,鏈斗式鋸槽機,4.堤防工程地基處理,● 氣舉（導管）反循環(huán)法,氣舉反循環(huán)工法可實現真正的連續(xù)成槽，且適用砂卵石等多種地層。其成槽深度與抓斗同，但工效更高。該工法所用設備簡單，這有利于降低造價。長江堤防隱蔽工程引入該工法在安徽無為大堤、湖北咸寧長江干堤試驗約5000m2防滲墻施工，取得了良好效果。,4.堤防工程地基處理,導管（氣舉）反循環(huán)施工,4.堤防工程地基處理,●六頭攪拌樁機,4.堤防工程地基處理,●振動擠壓工法,振動切槽成墻機,德

32、國寶峨振動成槽薄防滲墻設施,4.堤防工程地基處理,●高壓噴射工法,4.堤防工程地基處理,●鋼板樁法,4.堤防工程地基處理,修筑施工平臺,開挖溝槽,,安裝導架,打鋼板樁,完成鋼板樁,,,,鋼板樁施工工序,4.堤防工程地基處理,4.堤防工程地基處理,堤防的導滲與排滲,堤防的導滲與排滲,4.堤防工程地基處理,堤防的導滲與排滲,減壓井 當地基為深厚的透水層時，采用其他方法不能有效解決滲透變形問題，這時可在大堤背水側設置減壓井。減壓井

33、可以有效地滲透壓力，起到控制滲透不至于產生滲透變形的目的。 但該方法對地層與施工的要求較高，而且在運行期需要精心維護，不然的話容易堵塞而使減壓失效，在決定使用該法時應慎重行事。,4.堤防工程地基處理,鎮(zhèn)壓層法置換法墊層法固結法樁基法,軟土堤基加固處理,4.堤防工程地基處理,坡式護岸壩式護岸墻式護岸樁式護岸,護岸工程措施,4.堤防工程地基處理,拋石護坡,,鉸鏈沉排護岸,枕石拋投,鋼絲籠標準拋石,結束，歡迎批評指正