广东省海堤工程设计导则

广东省海堤工程设计导则（试行）2005年第3期·1·广东省海堤工程设计导则（试行）DB44/T182-2004前言广东省地方标准《广东省海堤工程设计导则（试行）》是为规范广东省海堤工程建设标准和技术要求，根据广东省发展与改革委员会《关于编制广东省海堤工程设计导则问题的复函》（粤计农函［2003］645号）和广东省质量技术监督局《关于同意广东省海堤工程设计导则地方标准立项的复函》（粤质监标函［2004］127号）的要求，按照《中华人民共和国标准化法》、《广东省地方标准管理办法》及水利部《水利标准化管理办法》的规定，广东省水利厅负责主持编制，由广东省水利水电科学研究院会同广东省水利电力勘测设计研究院、广东省气象局、广东省水文局、国家海洋局南海预报中心等单位共同编制完成。本导则经有关部门和专家的会审，广东省质量技术监督局以［2004］2号文批准，由广东省质量技术监督局发布。《广东省海堤工程设计导则（试行）》主要技术内容涉及近岸海洋水文分析计算、海堤结构设计、海堤施工设计和工程管理设计四部分内容。本导则由广东省水利厅负责管理，具体解释工作由广东省水利水电科学研究院负责。在使用过程中，各单位应积极总结经验，并将意见寄往广东省水利水电科学研究院，以供修订时参考。《广东省海堤工程设计导则（试行）》的主编单位：广东省水利水电科学研究院。参编单位：广东省水利电力勘测设计研究院、广东省气象局、广东省水文局、国家海洋局南海预报中心。参加本导则编制的主要起草人员：江洧、程永东、张从联、黄锦林、杜秀忠、赵吉国、李德吉、赖翼峰、陈海新、杨光华、郑蔓丽、宋丽莉。1总则1.0.1为了适应广东省海堤工程建设的需要，统一海堤工程的设计标准和技术要求，做到安全适用、技术先进、经济合理，使海堤工程有效地防御风暴潮和洪水危害，特制定本导则。1.0.2本导则适用于各种新建、加固、扩建、改建海堤工程设计。对于河口区的堤防，当堤前设计波浪平均波高大于0.3ｍ时，宜作为海堤进行设计。1.0.3本导则主要内容分为近岸海洋水文分析计算、海堤结构设计、海堤施工设计和工程管理设计四部分。1.0.4海堤工程设计应以所在河口、海岸带的综合规划或防潮、防洪等有关专业规划为依据。位于城市的海堤工程设计，还应以城市总体规划为依据。1.0.5海堤工程设计应具备可靠的气象水文、地形地貌、水系水域、工程地质、建筑材料及社会经济等基本资料。海堤加固、扩建设计，还应具备海堤工程现状及运用情况等资料。1.0.6海堤工程设计应满足防浪、稳定、变形、渗流等方面要求。1.0.7海堤工程设计应贯彻因地制宜、就地取材的原则，积极慎重地采用新技术、新工艺、新材料。1.0.8位于地震烈度７度及其以上地区的１级海堤工程，经主管部门批准，应进行抗震设计。1.0.9本导则的引用标准主要有以下标准：《堤防工程设计规范》（GB50286—98）《防洪标准》（GB50201—98）《堤防工程施工规范》（SL260—98）《水利水电工程测量规范》（SL197—97）《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188—96）《堤防工程管理设计规范》（SL171—96）海堤工程设计标准专栏水利技术监督2005年第3期·2·《海港水文规范》（JTJ213—98）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）1.0.10海堤工程设计除应符合本导则规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。2符号AF——桩的截面积；C——波速；Cv——固定系数；dF——风区平均水深；db——波浪破碎水深；d前——堤前水深；e——孔隙比；Fe——等效风区长度；f——摩擦系数；GR——梯度比；g——重力加速度；H——平均波高；HF——累积频率为F（%）的波高；Hb——波浪破碎时的波高；Hs、H1/3——有效波的波高；hp——设计频率的高潮位；i——水底坡度；KΔ——糙渗系数；N——人工块体个数；P’——护面层的空隙率；Pu——单位长度墙底面上的波浪总浮托力；P——单位长度胸墙上的总波浪力；Ps——静水面处的波浪压强；Q——主要护面层的护面块体、块石个体质量；q——单位时间单位堤宽的越浪量；qs——桩周土的侧阻力特征值；qp——桩端地基土未经修正的承载力特征值；R——波浪的上爬高度；滑弧半径；R(M)——爬高函数；RF——累积频率为F（%）的爬高；Ra——单桩竖向承载力特征值；S——沉降量；TP——谱峰周期；t——护面层厚度；U——固结度；up——桩的周长；ZP——设计频率的堤顶高程；γ——水的重度；γb——材料的重度；ϕ——内摩擦角；3防潮（洪）标准及级别3.0.1海堤工程防护对象的防潮（洪）标准应以防御的潮水或洪水的重现期表示。根据防护区社会经济地位的重要性或人口的数量分等别进行防护。各等别的防潮（洪）标准按表3.0.1的规定确定。表3.0.1防护对象的等别和防潮（洪）标准防护对象的等别ⅠⅡⅢⅣ城镇重要性非农业人口（万人）防潮（洪）标准[重现期（年）]特别重要的城市≥150≥200重要城市150～50200～100中等城市50～20100～50一般城市≤2050～20乡村防护区人口（万人）防护区耕地（万亩）防潮（洪）标准[重现期（年）]≥150≥300100～50150～50300～10050～3050～20100～3030～20≤20≤3020～10工矿企业工矿企业规模防潮（洪）标准[重现期（年）]特大型200～100大型100～50中型50～20小型20～10沿海经济发达乡村防护区人口（万人）防护区耕地（万亩）防潮（洪）标准[重现期（年）]≥200≥100200～100200～60100～30100～5060～1030～550～20＜10＜520～103.0.2海堤工程的防潮（洪）标准应根据防护区内防潮（洪）标准较高防护对象的防潮（洪）标准确定。当防护区范围较大，防护对象互不影响、可单独构成防潮（洪）体系时，各防护区海堤工程的防潮（洪）广东省海堤工程设计导则（试行）2005年第3期·3·标准应根据其各自防护对象的防潮（洪）标准分别确定。3.0.3海堤工程的级别应符合表3.0.3的规定。表3.0.3海堤工程的级别防潮（洪）标准[重现期（年）]≥100＜100，且≥50＜50，且≥30＜30，且≥20＜20，且≥10海堤工程的级别123453.0.4当海堤防护区内的社会经济发展水平较高、按本导则表3.0.1的规定确定的防潮(洪)标准确与防护区内的社会经济发展水平不相适应时，经论证可适当提高海堤的防潮(洪)标准，海堤的级别亦相应提高。3.0.5海堤工程上的闸、涵、泵站等建筑物及其他建筑物的设计防潮(洪)标准，不应低于海堤工程的防潮(洪)标准，并应留有适当的安全裕度。其建筑物的级别，可按照建筑物的工程等别来确定，且必须符合国家现行有关标准的规定。4基本资料4.1气象与水文4.1.1海堤工程设计应具备气温、风况、降水、水位、流量、流速、泥沙、潮汐、波浪等气象、水文资料。4.1.2海堤工程设计应具备与工程有关河口或海岸地区的水系、水域分布、河口或岸滩演变和冲淤变化等资料。4.1.3设计潮（水）位资料应统一基面，并与海堤工程设计采用的基面相一致。4.2社会经济4.2.1海堤工程设计应具备海堤保护区及海堤工程区的社会经济资料。4.2.2海堤工程保护区的社会经济资料应包括下列内容：1面积、人口、耕地、城镇分布等社会概况；2农业、工矿企业、交通、能源、通信等行业的规模、资产、产量、产值等国民经济概况；3生态环境状况；4历史潮、洪灾害情况。4.2.3海堤工程区的社会经济资料应包括下列内容：1土地、耕地面积、人口、房屋、固定资产等；2农林、水产养殖、工矿企业、交通通信等设施；3文物古迹、旅游设施等。4.3工程地形4.3.1海堤工程各个设计阶段的地形测量资料应符合表4.3.1的规定。表4.3.1海堤工程各设计阶段的测图要求图别工作阶段或设计阶段比例尺图幅范围及断面间距备注选线1:10000～1:50000——地形图定线1:1000～1:10000自堤中心线向两侧带状展开各100～300m砂土堤基背水侧应适当加宽。如临水侧为侵蚀性滩岸，应扩至深弘或侵蚀线外竖向1:100～1:200——纵断面图初步设计横向1:10000～1:50000——横断面图初步设计竖向1:100横向1:500～1:1000每50～300m一个断面，测宽200～500m曲线段断面间距宜缩小。横断面宽度超过500m时，横向比例尺可采用1:2000。旧堤加固横向比例尺亦可采用1:200水利技术监督2005年第3期·4·4.3.2新建海堤工程应提供海堤中心线的纵断面图；加固、扩建工程应同时提供横断面图、堤顶和临、背堤脚线的纵断面图。4.4工程地质4.4.1海堤工程设计的工程地质及筑堤材料资料，应符合国家现行标准SL/T188—96的规定。4.4.2海堤工程设计应充分利用已有的海堤工程及堤线上修建工程的地质勘测资料。并应收集险工地段的历史和现状险情资料，查清历史溃口堤段的范围、地层和堵口材料等情况。4.4.3新建海堤及无地质资料的旧堤加固工程应进行工程地质勘察。对于地质资料不完整、不能满足SL/T188—96要求的旧堤加固工程，还应对其进行补充勘察。4.4.4软土堤基上的旧堤加固工程，应查明旧堤的填筑材料和填筑时间。4.4.5在软土地区新建海堤或进行旧堤加固，应重视和加强原位测试工作。5设计潮（水）位的确定5.1设计潮（水）位的统计和计算方法5.1.1设计重现期的潮（水）位应采用频率分析的方法确定，一般要求有不少于20年的年最高潮（水）位资料，并应调查历史上出现的特高潮（水）位值。5.1.2设计重现期潮（水）位频率分析的线型，在受径流影响的潮汐河口地区宜采用皮尔逊Ⅲ型分布曲线，在海岸地区宜采用极值Ⅰ型分布曲线，皮尔逊Ⅲ型和极值Ⅰ型频率分析计算按附录Ａ公式进行。经过分析论证，也可采用其他线型进行潮（水）位频率分析计算。5.1.3在进行设计重现期潮（水）位频率分析时，应采用包含风壅增水影响在内的年最高潮（水）位资料作为统计资料。5.1.4在缺乏长期连续潮（水）位资料，但有不少于连续5年的年最高潮（水）位情况下，设计潮（水）位可用“极值同步差比法”与附近有不少于连续20年资料的长期潮（水）位站资料进行同步相关分析，以确定所需的设计潮（水）位，其计算公式如下：)(NXPXXyNYPYAhRRAh−+=（5.1.4）式中PXPYhh,——待求站与长期站的设计高潮（水）位，m；NXNYAA,——待求站与长期站的同期平均潮（水）位值，m；XyRR,——待求站与长期站的同期各年年最高潮（水）位的平均值与平均潮（水）位的差值，m。在采用极值同步差比法计算时，待求站与长期站之间应满足下列条件：1潮汐性质相似；2地理位置邻近；3受河流径流（包括汛期）的影响近似；4受增减水的影响近似。5.1.5对于具有短期潮（水）位观测资料［其中包括含有增水期的潮（水）位资料］，但不宜采用极值同步差比法计算时，如果待求站与邻近长期站的潮（水）位性质相似，可采用相关分析方法确定两站短期同步潮（水）位的相关程度，当相关关系较好时，可根据回归方程推算待求站的设计潮（水）位。5.2设计潮（水）位的确定5.2.13级及3级以下海堤工程的设计潮（水）位，可根据海堤所在位置按附录Ｂ查算。5.2.21级、2级海堤的设计潮（水）位，除按附录Ｂ查算外，还应进行专题频率分析计算复核。对人类活动影响和河床冲淤变化大，洪潮作用复杂、潮（水）位受地形影响大的地区，也应做专题分析研究。广东省海堤工程设计导则（试行）2005年第3期·5·5.2.3河口地区河道的设计洪潮水面线影响因素多、计算复杂，在进行河口区河道的海堤工程设计时，其设计洪潮水面线应采用正式颁布的最新成果。西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线，应采用广东省水利厅2002年颁布的《西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线（试行）》成果。5.2.4对于位于河口区的海堤工程，其设计潮（水）位值既有经潮（水）位测站频率分析计算的成果又有经设计洪潮水面线分析计算的成果，应进行分析比较，选取较为安全的值作为设计潮（水）位