珠江河网堤围险段治理技术指引.docx
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1、珠江河网堤围险段治理技术指引1范围本文件提供了珠江河网主要河道堤围险段治理的技术指引。本文件适用于XX省行政区域内珠江河网主要河道管涌、滑坡及崩岸险段的治理。其他河道的险段治理可参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB50286堤防工程设计规范SL/T62水工建筑物水泥灌浆施工技术规范SL99河工模型试验规程SL188堤防工程地质勘察规程JTJ/T232内河航道与港口水流泥沙模拟技术规程3术语和定义下列术语和定义适用
2、于本文件。3.1险段dangeroussections河道堤防上存在不利于堤防防洪安全的隐患所在的堤段。3.2管涌piping在渗流作用下,土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙,水在土孔隙中的流速增大引起土的细颗粒被冲刷带走的现象。3.3滑坡IandSlide堤坡上的土体在自然或人为因素的影响下沿带或面滑动的地质现象。3.4崩岸rockfaII堤坡上的土体在重力作用下坍塌、倾倒或坠落的地质现象。3.5渗透破坏seepagefailure土工建筑物及地基由于渗流而出现的破坏或变形。3.6防护工程protectiveengineering为防止河流侧向侵蚀及因河道局部冲刷而造成的塌岸等灾害,使主流线偏离
3、被冲刷堤段的保护工程措施。3.7生物措施biologicmeasures保护与修复险段防洪安全和生态环境的生物工程,如护堤林、草皮护坡等。4总则4.1 堤围险段治理工程应当兼顾上下游、左右岸的关系,按照规划治导线或临水控制线实施。4.2 在确保堤围安全保障功能不受影响的基础上,采取工程措施与生物措施相结合的方法。4.3 险段的治理应开展下列工作:a)险段工程特性、河道特性、水动力特性、地质特性、运行管理等方面的详细调查,梳理险段特性指标;b)险段水文分析计算,确定设计流量和设计水位;c)险段渗流稳定及抗滑稳定分析与计算;d)险段危险性评价工作;e)险段综合治理方案设计,必要时进行试验论证;f)
4、险段安全监测;g)险段加固施工。4.4 险段治理采用资料收集与整理分析、原型观测、地形测量、地质勘探、数学模型和河工模型试验等综合技术手段。4.5 险段治理技术要点:a)管涌险段治理应控制渗流在安全的范围内,不发生渗透破坏。控制的原则是“前堵中截(或中压)后排,保护渗流出口”,宜采用堤前设置铺盖、堤身培厚,堤基修筑防渗墙,堤后填砂压渗、设置减压井、反滤排水棱体等措施:b)滑坡险段治理应调查分析滑坡原因,并采取针对性措施。对渗流引起的滑坡,做好防渗措施,挖除滑动体后重新填筑;对已深入堤脚的滑坡体,应挖除滑动体后重新填筑,并加固地基;对挖除滑坡体困难的堤段,视具体情况处理;c)崩岸险段治理应以水下
5、护脚为主,水上护坡为辅,宜采用抛石护岸、丁坝(潜坝)导流、墙桩防护、坡脚反压和放缓边坡等措施。4.6 险段治理施工时应对堤防位移、沉降、地表裂缝和坡顶建(构)筑物变形进行监测。4.7 险段治理应贯彻因地制宜的原则,并结合工程具体情况,采用安全、经济、生态的新技术、新工艺、新材料。4.8 险段治理除应符合本文件规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。5基础资料5.1 基础资料收集整理5.1.1 重点收集整理气象水文、地形地质、历史险情资料,同时收集堤防设计资料、评估资料、达标加固资料、运行与监测资料等。5.1.2 气象水文资料包括:a)气象资料,主要包括降水、风向、风速、蒸发、气温等;b)水文资
6、料,主要包括江河、湖库水系资料、水文测站实测的水(潮)位、流量、径流量、输沙量、含沙量、泥沙颗粒级配等资料或分析成果;c)与工程相关地区的设计暴雨、设计洪水、设计排涝等水XX果,以及治理河段的设计洪水过程和相应的设计洪峰流量、水位成果等。5.1.3 地形地质资料包括:a)险段的地形图;b)险段的地形地貌、地层岩性、地质构造、土质类别、主要土体物理力学性质、河岸抗冲性与岸坡稳定性评价等成果;c)险段的天然建筑材料勘察或调查成果。5.1.4 历史险情资料包括:a)历史洪、涝、潮灾害情况;b)历史出险的范围、防汛抢险和堵口等情况。5.2 基础资料复核评价5.2.1核实资料来源,分析数据的合理性。5.
7、2.2检查水文资料系列的长度,评估资料的可靠性、一致性、代表性。5.2.3复核地形图及断面图精度是否符合表1要求。表1地形资料要求图别建筑物类别比例尺图幅范围及断面间距备注地形图水域、堤防及护岸1:500-1:1000建筑物或河势变化较大处可适当加大测图比例交叉建筑物1:200-1:500包括建筑物进出【I及两岸连接范围横断面图-1:10025m-50m间距根据地形变化情况适当加密或放宽纵断面图-1:500-1:1000视险段长度,可适当调整5.2.4复核地质资料是否符合SL188的有关规定。5.2.5当资料不符合要求时,应补充开展相应的水文测验、地形测量和地质勘察等工作。6河演分析6.1 一
8、般规定6.1.1 河床演变分析可采用资料分析、数值模拟和河工模型试验等技术方法。6.1.2 对少沙或河床相对稳定的险段治理河段,可只进行河床演变资料分析计算,其余险段应补充数值模拟,存在下列情况的应采用河工模型试验:a)险段属于北江大堤范围的;b)险段危险性评价等级为“非常危险”的;c)所在河段水流流态复杂且冲淤变化较大的;d)所在河段对河势和岸线控制利用有较大影响的;C)险段需采取防护工程、控导工程等综合治理措施的。6.2 资料分析6.2.1根据历史文献和资料分析,阐明险段的历史演变情况。6.2.2分析险段的近岸河势变化情况:a)套绘不同年份的河道地形图,分析河道深泓线、滩岸的平面变化;b)
9、根据近期的河道地质资料,分析河床的边界条件和河岸的稳定性。6.2.3分析险段的冲淤变化情况:a)套绘不同年份的河道横断面图,分析河道横断面的冲淤变化;b)套绘不同年份的河道纵断面图,分析河道深泓线、平均河底高程、滩面高程等纵断面的冲淤变化;c)宜采用断面法或输沙率法计算河道的冲淤量,计算方法按照附录A的规定。6.2.4根据造床流量(计算方法按照附录B)、来水来沙量、河道纵横断面、河段地形地质条件等资料分析确定险段的河相关系变化情况。6.2.5根据近岸河势、冲淤、河相关系变化情况及地质条件,预估险段演变趋势。6.2.6潮汐河口险段还应考虑潮位、潮流、潮波、风暴潮等影响。6.3模型计算6.3.1模
10、型计算范围包括险段治理可能影响的范围,且不少于所在河段上下游各35倍河宽的范围。6.3.2模型采用实测河道地形资料和水文测验资料,对水位、流速、流向以及河道冲淤进行率定和验证。6.3.3数值模拟应采用二维水流泥沙数学模型,研究局部河段水流结构和泥沙分布时,应采用局部三维水流泥沙数学模型。6.3.4河工模型试验的精度应符合SL99和JTJ/T232的有关规定。7险段危险性评价7.1 险段特性7.1.1 工程特性堤防的工程特性主要包括堤防类型、防渗形式、迎水坡坡比、护坡类型等方面,险段的主要工程特性如下:a)堤防类型为砂堤;b)堤防未采取防渗措施或仅采用反滤排水措施;c)堤防迎水坡坡比大于1:2;
11、d)堤防未采取护坡、护脚措施。7.1.2 河道特性堤防的河道特性主要包括河段河势、河槽形态、冲淤特性等方面,险段的主要河道特性如下:a)堤防位于弯道河段或复合型河段;b)堤防所在河段的河槽形态为V型河槽或深槽迫岸;c)堤防所在河段迎流顶冲、外无滩地,长期处于冲刷状态。7.1.3 水动力特性堤防的水动力特性主要包括近岸水深、近岸流速、流向等方面,险段的主要水动力特性如下:a)堤防所在河段的近岸水深大于6m;b)堤防所在河段的近岸流速大于1.8ms;c)堤防与水流流向的夹角大于45。7.1.4地质特性堤防的地质特性主要包括堤身材质、堤基地质、地震烈度等方面,险段的主要地质特性如下:a)堤防的堤身材
12、质主要由砂质土组成;b)堤防的堤基地质主要由软土或砂质土组成;c)堤防位于强7度区或8度区。7.1.5运行管理堤防的运行管理情况主要包括堤防最近加固时间、安全评价结果、历次出险情况及安全监测情况等方面,险段的主要运行管理特性如下:a)堤防最近加固时间大于15年;b)堤防安全评价结果为不安全;c)堤防未采取对重型机械或大型车辆的交通管制措施;d)发生特大洪水后,未对堤防开展安全评估。7.2危险性评价7.2.1 评价指标体系7.2.1.1险段危险性评价指标体系宜由工程特性、河道特性、水动力特性、地质特性、运行管理共5大准则层组成。7.2.1.2工程特性准则层宜由堤防类型、防渗形式、坡比、迎水护坡类
13、型4项指标组成。7.2.1.3河道特性准则层宜由河段河势、河槽形态、冲淤特性3项指标组成。7.2.1.4水动力特性准则层宜由近岸水深、近岸流速、流向3项指标组成。7.2.1.5地质特性准则层宜由堤身材质、堤基地质、地震烈度3项指标组成。7.2.1.6运行管理准则层宜由最近加固距现在时间1项指标组成。7.2.2评价步骤7.2.2.1根据收集的险段评价资料,按附录C表C.1进行单项指标的无量纲化处理。7. 2.2.2经无量纲化处理的指标数值,按附录C表C.2指标权重加权求和,得出险段危险性综合评价系数。8. 2.2.3依据险段危险性综合评价系数,按附录C表C.3的险段评价等级划分,确定评价险段的危
14、险性等级。8治理设计8.1堤基处理8.1.1 一般规定8.1.1.1 堤基处理应根据堤防工程级别、堤高、堤基条件和渗流控制要求,选择安全可靠、经济合理的方案。8.1.1.2 堤基处理应掌握堤基的物理力学特性和渗透性,并应分析其对工程可能产生的影响。8.1.1.3 堤基处理应符合下列要求:a)渗流控制应保证堤基及背水侧堤脚外土层的渗透稳定;b)堤基应满足静力稳定要求,按抗震要求设计的堤防还应满足抗震动力稳定要求;c)竣工后堤基和堤身的总沉降量和不均匀沉降量不应影响堤防的安全和运用。8.1.2 软土堤基处理8. 1.2.1堤基中浅埋的薄层软土宜直接挖除。当厚度较大难以挖除或挖除不经济时,可采用在堤
15、脚外设置压载、打排水井或塑料排水板、放缓堤坡、控制施工加荷速率、振冲法或搅拌桩等方法进行处理。8. 1.2.2当填筑高度达到或超过软土堤基所能承载的高度时,可采用分层固结填筑。填筑的高度和宽度应由稳定计算确定。9. 1.2.3当采用排水砂井或塑料排水板等加速固结方法,排水井(板)应与透水垫层结合使用。在土层下有承压水并危及堤防安全时,应避免排水井(板)穿透。8.1,2.4透水垫层材料可选用砂砾、碎石、土工织物或结合使用。8.1.3透水堤基处理8.1.3.1表层透水堤基处理可根据透水堤基厚度及滩地情况采用截水槽、铺盖、地下防渗墙及灌浆截渗等方法处理。8.1.3.2浅层透水堤基宜采用黏性土截水槽截
16、渗。截水槽底部应达到相对不透水层,截水槽宜采用与堤身防渗体相同的土料填筑,其压实密度不应小于堤体的同类土料。截水槽的底宽应根据回填土料、下卧的相对不透水层的允许渗透比降及施工条件确定。8.1.3.3透水层较厚且临水侧有稳定滩地的堤基,宜采用铺盖防渗措施。当利用天然弱透水层作为防渗铺盖时,应查明天然弱透水层及下卧透水层的分布、厚度、级配、渗透系数和允许渗透比降等情况,在天然铺盖不足的部位应采取人工铺盖补强措施。缺乏铺盖土料时,可采用土工膜或复合土工膜,在其表面应设保护层及排气排水系统。8.1.3.4透水堤基设置地下防渗墙时,应符合下列要求:a)防渗墙宜布置在堤基中心区或临水侧堤脚附近;b)防渗墙
17、在分析渗流控制效果和对地下水环境影响的基础上,确定选用悬挂式、半封闭式或封闭式形式;c)防渗墙深度应满足渗透稳定的要求。半封闭式和封闭式防渗墙深入相对不透水层的深度不宜小于Lon1,当相对不透水层为岩基时,防渗墙深入相对不透水层的深度不宜小于0.5m;d)防渗墙墙体材料可选用黏土、水泥土、混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆、固化灰浆和土工合成材料等,墙体的厚度应通过计算确定。8.1.3.5需要在砂砾石堤基内进行灌浆截渗时,应通过室内及现场试验确定堤基的可灌性,并按SL/T62的有关规定执行。8.2堤身防渗8.2.1堤身防渗的结构型式应根据渗流计算及技术经济比较合理确定。8.2.2堤身防渗宜采用均质土
18、堤型式,也可采用心墙、斜墙或其他防渗墙型式。防渗材料可采用黏土、混凝土、沥青混凝土、土工膜等材料。1.2.3 堤身防渗体应满足渗透稳定以及施工与构造的要求。1.2.4 堤身防渗与排水体布设应统筹布置,并应使堤身防渗和堤基防渗紧密结合。2 .3防护工程8 .3.1一般规定8.3.1.1防护工程前沿线的长度与标高以及防护型式,应根据水流泥沙特性、地形地质和施工条件等综合确定。8.3.1.2防护工程的结构、材料,应符合下列要求:a)坚固耐久,抗冲刷、抗磨损性强,兼顾生态;b)适应河床变形能力强;c)便于施工、修复、加固;d)就地取材,经济合理。8.3.1.3防护工程应进行稳定计算分析,相关规程规范无
19、要求的防护工程也可按已建同类工程选定。河道滩地窄或无滩地河段防护工程设计与堤防设计综合分析确定,其安全系数应符合GB50286的有关规定。8.3.2坡式防护工程8.3.2.1坡式防护工程的上部护坡工程和下部护脚工程,宜以设计枯水位为界.8.3.2.2护坡工程设计应符合下列要求:a)应根据水流条件、滩岸高度、岸坡坡度及土质、材料来源等情况,选择干砌石、浆砌石、混凝土预制块、现浇混凝土、三维植被网或其他形式植物护坡等结构型式;b)砌体、混凝土护坡应在消浪平台内边缘、俄台、坡度改变处设置基座,并设置排水口及变形缝;c)干砌石、浆砌石、混凝土预制块、现浇混凝土等护坡与土体之间应设置垫层;d)护坡下部位
20、于枯水平台内侧时,应设置脚槽,脚槽顶部高程应高于设计枯水位0.5ml.Om。脚槽断面宜为矩形或梯形,可采用干砌石、浆砌石或现浇混凝土结构;e)护坡坡比不宜大于1:3。8.3.2.3护脚工程设计应符合下列要求:a)应根据水流条件、河势条件、材料来源等情况,选用合适的护脚体;b)护脚顶部可设枯水平台,平台顶部高程应高于设计枯水位0.5mLOm,宽度可为lm4m;c)在深泓迫岸的河岸段,宜护至深泓线,并应满足河床最大冲刷深度的要求;在岸坡较缓、深泓离岸较远的水流XX段,可护至坡度为1:31:4的缓坡河床处;d)抛投体护脚可选用块石、石笼、混凝土预制块等。块石块径应按有关规定计算或依据已建类似工程的经
21、验分析确定。护脚的厚度不应小于抛投体平均块径的2倍,水深流急处宜增大。护脚的坡度不宜陡于1:1.5,迎流顶冲、重点河段宜缓于1:2.0:e)沉枕护脚可选用柳石枕、土工织物枕等。沉枕护脚可设计为单层、双层、多层,多层沉枕总断面也可设计为三角形或梯形。沉枕长度可为IOm15m,直径可选为0.5mL0m。护脚的顶部高程应在多年平均枯水位附近,其上部应加抛接坡石,厚度可为0.8mL2m;沉枕外脚应加抛压脚块石或石笼等防护;f)沉排护脚可选用柴排、土工织物软体排、模袋混凝土沉排、钱链式混凝土板沉排等。沉排材料应有足够的强度,沉排应与被保护体有足够强度的锚固联接,排体应稳定并应能抵抗水流冲刷。采用高强度土
22、工织物的沉排护脚,其岸坡不宜陡于1:2;采用其他沉排护脚,其坡度不宜陡于1:2.5。排脚外缘宜抛石防护,并应适应河床冲刷;g)水下承台堆石护脚根据现场的水下地形、岸坡形态及重点保护范围,按一定的间距布置数个分隔式的独立承台,承台上堆垒能满足最大流速的块石或石笼。8.3.3墙式防护工程8.3.3.1墙式防护工程可用于河道狭窄、堤防XX侧无滩、保护对象重要、受地形条件或已建建筑物限制的险段。8.3.3.2墙式防护工程可采用直立式、陡坡式、斜坡式、折线式、台阶式、卸荷台阶式等型式。8. 3.3.3墙体结构材料可采用钢筋混凝土、混凝土、浆砌石等,结构尺寸应根据具体情况及河岸整体稳定计算分析确定。8.3
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