堤防工程特点

堤防工程特点长江岩土工程总公司（武汉）马贵生•《堤防工程地质勘察规程》修编的主要内容•堤防工程的起源•堤防工程的型式•堤防工程地基处理内容提要•堤防工程地质勘察大致可分为两个时期：上世纪八十年代至1998年汛期，这一时期堤防工程地质勘察处于探索与积累经验阶段，各地只对少数重点堤防进行了勘察，《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188-96）的发布实施是这一阶段堤防工程地质勘察经验的总结，并为后来堤防工程全面系统的工程地质勘察提供了技术支撑；1998年汛后，是堤防工程地质勘察不断完善趋于成熟的阶段，堤防工程建设得到了各级政府的高度重视，各流域堤防工程地质勘察普遍开展，各单位和研究机构对堤基工程地质条件和工程地质问题的研究也随之展开。1.《堤防工程地质勘察规程》修编的主要内容•主编单位：长江水利委员会勘测规划设计研究院•参编单位：黄河水利委员会勘测规划设计研究院、珠江水利委员会勘测设计研究院、黑龙江省水利水电勘测设计研究院、浙江省水利水电勘测设计院。1.《堤防工程地质勘察规程》修编的主要内容•——对结构进行了适当调整；•——在前引部分增加了前言；•——增加了术语、符号和代号；•——增加了大、中型涵闸和堤岸工程地质勘察的有关内容；•——增加了防渗、堤岸和大、中型涵闸施工地质的有关内容；•——增加了堤身勘察；•——将“不良土堤基勘察”改为“特殊土勘察”，并增加了黄土、分散性土、冻土、红粘土等内容，删除不良土堤基处理原则的条文，增加特殊土工程地质评价的条文；•——删除原规程中的附录，增加土的分类、堤基地质结构分类、特殊土性质分类与评价标准、堤基和堤岸工程地质评价方法、土的渗透变形判别等5个附录。•本规程5.3.13条和8.0.2条第3款为强制性条文，其余均为推荐。1.《堤防工程地质勘察规程》修编的主要内容•《堤防工程地质勘察规程》修订共9章29节165条和5个附录,主要技术内容有：•——规程的适用范围；•——堤防工程地质勘察阶段的划分；•——堤防工程地质勘察的任务、内容和方法；•——堤身勘察；•——特殊土勘察；•——天然建筑材料勘察；——勘察成果。1.《堤防工程地质勘察规程》修编的主要内容洪水危险程度高的地区主要分布在东部平原区。1954年长江大洪水，堤防溃口61处，全流域受灾农田面积317余万km2，受灾人口1888余万；1975年8月，淮河上游洪灾，死亡26,000余人，京广铁路冲毁102km；1958年黄河洪水，受灾人口74.08万；1963年海河洪灾，5000人死亡，水利工程遭到严重破坏；1957年松花江洪水，黑龙江全省受灾人口370万，直接经济损失2.4亿元。中国洪灾区划图2.堤防工程的起源1998抗洪图2.堤防工程的起源•堤防是人类历史上出现最早的防洪工程•堤防是人类与大自然作斗争的产物2.堤防工程的起源沿江河湖海边修筑的挡水建筑物堤坝。以防止水《周礼·稻人》2.堤防工程的起源•堤防出现的具体时间难以确定。远古人们为了生存，一方面离不开河流湖泊，但同时又往往受河水泛滥之害。起初，他们“择丘陵而处之”《淮南子·齐俗训》，躲避洪水灾害，进而修筑堤埂，积极抵御洪水，开始了我国古代的原始形态的防洪工程。•共工是我国古代历史上一个十分重要的人物。古代有共工氏“壅防百川”《国语·周语下》和“鲧障洪水”《国语·鲁语上》的历史传说。2.堤防工程的起源•据考证共工氏住在今河南辉县一带《中国古史的传说时代》。辉县南临黄河，北靠太行山，河流两岸有肥沃的田地和丰富的水源，是个定居的好地方。•黄河在盂津以上，行于高山峡谷之中，孟津以下，则奔腾于广漠的平原之上，无所约束，四处游荡。《管子·揆度》记载的“共工之王，水处什之七，陆处什之三。”正说明当时黄河下游洪水泛滥的情形。共工氏当时治水的方法据说是“壅防百川，堕高堙庳”《国语·周语下》，也就是把高处的泥土、石块搬下来，在离河一定距离的低处，修一些简单的土石堤埂。有了这些堤埂，就可以暂时抵挡一下洪水。如果偶尔出现较大的洪水，好在背后有山，也可以暂时上山躲避。共工氏由于擅长治水，在各氏族部落中享有较高的声誉，“共工氏以水纪，故为水师而水名。”《左传》，传说他们的后代子孙还曾帮助大禹治水，立下了大功，因而被后人所祭祀。2.堤防工程的起源辉县2.堤防工程的起源•堤防起源较早，至少在西周时就已出现。在许多文献中可以看出有关堤防的记载：•《国语·周语上》：“防民之口，甚于防川，川壅而溃，伤人必多”•《国语·周语下》曾记载，周灵王二十二年(公元前550年)谷水和洛水同时发水，洪峰遭遇，冲毁都城成周(今洛阳)的西南部并危及王宫的安全，当时就曾筑堤防洪。•在春秋时期，存在作为战争手段的拦河筑坝和修建只顾自己不顾别人的堤防的事情，因此在诸侯国之间的盟约中制订有“毋曲防”，“无曲堤”，“无障谷”，“毋壅泉”。前者是指沿河筑堤，不许只顾自己不顾全局，损害别国；后者是不许拦河筑坝，堵塞河道。2.堤防工程的起源黄河堤防起源•黄河堤防的历史，也是从战国开始的。据记载，决开黄河以水代兵的事例不少，其中最早的一次记载是在公元前359年，楚国决开黄河南岸大堤，“楚师出河水，以水长垣之外。”《水经·河水注》，长垣在今河南长垣县东北，决河地点大约在白马口(今河南滑县东)。2.堤防工程的起源当时黄河经行和滨河的齐、赵、魏三国的地理位置和地形情况大致如贾让所述。齐国地势较低，首先受黄河洪水之害，于是离河二十五里筑堤以防洪。齐国有了堤防的保护，洪水威胁转嫁到赵国，于是赵也在离河二十五里的地方建筑堤防，保护自己。位于上游的魏国当然也会效法齐、赵的作法，筑堤保护自己的地盘。2.堤防工程的起源•由于堤防的兴建，大洪水时河水泛滥，堤防溃决也在所难免。•汉文帝十二年(公元前168年)，“河决酸枣，东溃金堤”《史记·河渠书》。酸枣在今河南延津县，这是黄河第一次决口的记载。从此后，黄河决溢频繁出现，至西汉末年，黄河灾害几乎不可收拾。自东汉至唐代末年的八百多年间，黄河仅有四十个年份有决溢的记载，处于相对安流的状态。自唐代末年开始直到近代的一千多年中间，大小决溢竟达一千五百余次之多。•黄河决堤有两个原因：一是无计划地围垦滩地使得河道紊乱；二是：“河水重浊，号为一石水而六斗泥”《汉书·沟洫志》，未筑堤时，随着黄河洪水泛滥，泥沙散布于两岸。筑堤之后，黄河受两岸大堤约束，泥沙则淤积在河道之中，并逐年将下游河道抬高。2.堤防工程的起源西汉时，黄河成为地上河2。堤防工程的起源筑堤技术•：“千丈之堤以蝼蚁之穴溃，……白圭之行堤也，塞其穴，……是以白圭无水难。”《韩非子·喻老》•？“治水者茨防决塞”《慎子》，“茨其所决而高之”《淮南子·泰族训》。“茨”是芦苇、茅草之类的植物，，“茨防”即用“茨”做成的防。2.堤防工程的起源长江堤防的起源•汉水襄阳大堤始建于汉，曹魏时(景元四年，公元263年)曾因堤决，重加修筑。•《水经·沔水注》记山都县(在今襄樊市西北八十里，汉水南岸)有大石激，叫五女激，是一种挑水护岸工程。•长江堤防的最早记载是东晋桓温在江陵叫陈遵筑江堤，陈遵长于筑堤，听鼓声知地势高下《水经·江水注》。•梁代天监元年(公元502年)，郢州(今武昌)也有长堤的记载《梁书·曹景宗传》。天监六年(公元508年)有荆州江水泛溢冲决堤防的记载《梁书·始兴王儋传》，南齐时武陵(今常德市)曾修治城南沅江占堤。2.堤防工程的起源鉴湖•鉴湖又称镜湖，是长江以南最古老的大型灌溉工程之一，位于今浙江绍兴县境。•绍兴县境，从东南到西北，为会稽山脉所围绕。北部是广阔的冲积平原，再北就是杭州湾。形成了“山一原一海”的台阶式特有地形。•由于未修海塘与江塘，钱塘大潮由二江倒灌造成了山会(指今绍兴市附近)平原的严重内涝。不仅平原北部常是一片沼泽地，地势较高的平原南部，也因潮水倒灌，山水排泄不畅，潴成无数湖泊。这些湖泊是山水的积蓄之所，在枯水季节，各湖彼此隔离，仅以河流港汊相联系，一旦山水盛发或涨潮，则泛滥漫溢，成为一片泽国。2.堤防工程的起源2.堤防工程的起源•东汉永和五年(公元一四零年)，由会稽太守马臻主持修筑了鉴湖，该工作就是在各分散的湖泊下缘修了一道长围堤，形成了一个蓄水湖泊，即鉴湖。•鉴湖的巨大容积可以起到对山溪来水的储存和调节作用，初步解除了这一带的洪水威胁。利用湖水高于农田，农田又高于海面的关系，为农田灌溉和排水提供了前提条件。建于湖堤上的六十九所水门是控制灌溉和排水的设施，水门根据田中需水情况进行调节，天旱时泄湖水灌溉，天雨时则将水门关闭，保证了万顷农田的需要。2.堤防工程的起源2.堤防工程的起源海塘工程的兴起•江苏和浙江的海塘，起自杭州的钱塘江口，止于江苏常熟县福山港，全长四百多公里。从常熟到金山的一段，约长250公里，历史上称它为江南海塘或江苏海塘；从平湖到杭州的一段，约长150公里，历史上称它为浙西海塘或钱塘江海塘。这个绵亘数百公里、宏伟壮观的世界上著名的海堤工程，长期捍卫着我国沿海富饶的江苏和浙江两省的广大地区和千百万人，民的生命财产安全。2.堤防工程的起源•海塘起源难以下判断。：《吴越备史》记载：三国吴主孙皓(公元二六四至二八零年)时，“华亭谷极东南，有金山咸潮塘，风激重潮，海水为害”。到唐代，比较系统修筑的海塘才开始形成。•据《新唐书·地理志》记载，唐代先后三次比较系统地兴筑江、浙海塘，第一次是玄宗开元元年(公元714年)，在杭州盐官县重筑“捍海塘堤，长百二十四里。”；第二次是开元十年(公元722年)，在越州会稽县(今浙江绍兴)东北四十里，李俊之增修防海塘，“自上虞江抵山阴百余里，以畜水溉田。第三次是代宗大历十年(公元775年)和文宗大和六年(公元832年)由皇甫温和李左次先后二次增修会稽县“防海塘”。堤防工程的起源•堤防工程发展至今，由最初的土堤逐渐发展为各种型式的堤防。特别是在近几十年，堤防工程和堤基处理技术有了长足的发展。按堤防所处的位置可分为：①江堤或河堤：沿江或河岸修建的堤防，有的称圩堤或垸堤。远离江、河岸边的堤防可称遥堤。②湖堤：沿湖边修建的堤防，有的亦称垸堤。③海堤：沿海滨修建的堤防，有的亦称海塘。④防护堤：沿水库周边防护区修建的堤防。⑤围堤或隔堤：沿分蓄洪区周边修建的堤和分蓄洪区内的堤防。⑥城市防洪堤：沿城市周边修建的堤防。3.堤防工程的型式•按堤防的填筑材料可分为：①土堤：由均质或非均质粘性土筑成②卵砾石堤：由卵砾石筑成，迎水面用浆砌石或混凝土板防渗③砌石堤：由较规则的条石砌成④混凝土堤（墙）；由混凝土或钢筋混凝土筑成⑤土石混合堤：由卵砾石、碎石填筑、迎水面采用混凝土板或浆砌石或土工膜防渗⑥混合材料堤：分区填筑⑦活动钢闸板：由活动钢板连接而成，洪水来时安装，退时拆卸⑧玻璃板墙：由有机玻璃组成，不遮挡风景3.堤防工程的型式•按堤身断面型式可分为：①斜坡式堤：②直墙式堤或直斜复合式堤：•按防渗体设置可分为：①均质土堤：②斜墙式或心墙式土堤等。3.堤防工程的型式哈尔滨市城区堤防长4.8km，堤防型式为桩柱梁装配式活动钢闸板。基础为桩柱梁，梁高1.4m，宽0.9m。梁下为直径0.8m、长15m的混凝土灌注桩。梁上为高0.6m、宽0.5m的防洪墙，与100年一遇洪水位持平。3.堤防工程的型式活动钢闸板固定在防洪墙上，高2.0m，宽5.0m。3.堤防工程的型式闸口及广场段活动钢闸板固定在粱上，高2.6m，宽5.0m，分上、下两节，高分别为2.0m和0.6m。防洪墙梁3.堤防工程的型式墙前设2m宽堤肩，铺人行道板。3.堤防工程的型式墙后路堤地面加高0.6m，宽6m，堤身填土为粘性土，设厚0.2m混凝土路面，路面下铺0.15m厚砂垫层。3.堤防工程的型式明清木桩3.堤防工程的型式浆砌条石斜坡式围堤3.堤防工程的型式主要问题是堤脚防冲，冲刷深度到1—2m高程，甚至到0m高程。设计采用沉井、打桩等措施。对稳定问题，主要考虑堤脚冲刷后的向外滑倒。3.堤防工程的型式堤内密布因筑堤取土形成的水塘3.堤防工程的型式抛石护岸浆砌石护岸挡土墙3.堤防工程的型式黄河堤防护坡块石堤外滩较宽处，坡脚采用堆石方法，坡面为干砌石。脚部堆石被冲走或沉入堤基，上部块石可自动下移，保证坡脚堆石厚度。