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2013-11-19 水利工程概论 堤防概念 堤防是沿江，河，湖，海，行洪区边界修筑的挡水建筑物，其断面形式为梯形或复式梯形，主要作用是约束水流，控制河势，防止洪水泛滥成灾或海水倒灌。如今，堤防虽不是防治洪水的唯一措施，但仍然是一项重要的防洪工程。 堤身结构设计 堤身结构设计 堤顶高程及结构 堤顶超高 堤顶宽度结构及防浪墙 堤坡、戗台与护坡防冲、防渗 挖土筑堤标准 取土坑 筑堤土料标准 3.4 堤身结构设计 堤身设计与堤基密切相关，已有的地理、地质勘探资料和取土坑土质分布等，并参考过去堤防的现状和经验，划分堤段，选定堤轮廓断面。一般是在地价高、基础好的地区，选择辗压密实的陡坡堤断面；并再分析研究。在地价低、基础差、施工期多雨的地区，选择不太压实的缓坡断面。 堤身的结构应经济实用，就地取材，便于施工，满足防汛和管理要求。 设计应依据堤基、筑堤材料及运用要求进行，可初拟一个或几个标准断面，经稳定计算和技术经济比较后确定堤身各部位的结构与尺寸。 土堤设计的堤身断面应包括外形轮廓尺寸（堤顶、堤坡、饯台等）及其结构（堤顶防洪墙、护坡、排水、防渗等）；并应考虑施工时的筑堤土料等天然材料的选用取法及其填筑标准。 3.4 堤身结构设计 3.4.1 堤顶高程及结构 （1）堤顶超高 堤顶高程应按设计洪水位或设计高潮位加堤顶超高确定。超高（freeboard）定义为设计水位以上的堤顶高度，按照堤防设计规范[1]规定，其值计算如下式 Y ＝ R + e + A （3.6） 式中 R为波浪爬高（见小节4.5.2），对允许越浪的累计频率取13％，对不允许越浪的累积频率取2％；e为风壅增水高度（见小节4.5.3）；A为安全加高（见表1.6）。计算单位都是m。1、2级堤防的堤顶超高值不小于2m。一般堤防的最低超高也应在0.5m以上（见表1.7）。 3.4 堤身结构设计 3.4.1 堤顶高程及结构 土堤施工堤顶应预留沉降量，通过沉降过程计算确定。一般施工土堤沉降量为5％～10％；美国规范规定施工后沉降量，对于压实、半压实、不压实的筑堤方法，依次为5％，10％，15％。至于地震引起的沉降，海啸超高等一般不予考虑。对于必须考虑的重要堤段应专门论证确定（参见海堤章节5.6）。 长江中下游的1、2、3级堤防设计超高依次为2m、1.5m及1m。 日本的防洪规范规定堤防超高是随河道设计流量的增大而加大，流量大于10000m3/s时超高为2m，流量1000左右时超高为1m，最低超高为0.6m。 3.4 堤身结构设计 3.4.1 堤顶高程及结构 （2）堤顶宽度结构及防浪墙 按照规范规定，堤顶宽度应根据防汛管理、施工、构造及其它要求确定。 1级堤防顶宽不宜小于8m，2 级堤防6 ～ 8m，3级以下堤防不小于3m。根据防汛交通、存放料物等的需要，应在顶宽以外设置回车场、避车道。 如图3.17所示一例为一般堤顶小宽度交通道和一定间隔（＜1km）的避车道。在路端终点再设置回车场，其宽度应比避车道加宽近倍。为满足防汛、管理和群众生产的需要，还应设置上堤坡道以及存料场和防汛屋等。 3.4 堤身结构设计 3.4.1 堤顶高程及结构 （2）堤顶宽度结构及防浪墙 堤顶路面结构，应根据防汛、交通、管理的要求和土质、气象条件进行选择。路面宜修筑在堤顶背水侧一定宽度内。堤顶及路面宜向一侧或两侧稍倾斜，利于排水。 因受筑堤土料及土堤加高场地的限制，可修建防浪墙。防浪墙的高度一般不应超过1.2m；结构可采用干砌石勾缝，浆砌石、混凝土等，并应设置伸缩缝和核算其稳定性。风浪大的海堤、湖堤的防浪墙临水侧宜做成带反浪曲面（参见海堤章节5.6.6）。 3.4 堤身结构设计 3.4.2 堤坡、戗台与护坡防冲及防渗 堤坡应根据堤防等级、堤身结构、堤基、筑堤土质、风浪情况、护坡型式、堤高、施工及运用条件，经稳定计算确定。堤防规范规定1、2级土堤的堤坡应不陡于1:3。美国堤防规范认为好土质填筑在好地基上的较低堤防，可以不进行稳定性分析，一般是压密实的粘性土土堤，最陡堤坡1:2；较密实的堤坡1:3；松土软基的堤坡1:5；与我国实际情况相符。堤防的各部位名称如图3.18所示。稍低的堤防没有戗台或只设背水坡戗台，如图3.19所示 。 3.4 堤身结构设计 3.4.2 堤坡、戗台与护坡防冲及防渗 堤高超过6m宜设置戗台:戗台的宽度不宜小于1.5m。风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台，其宽度不宜小于3m，位置高程可设在设计高潮位。 临水堤坡须护坡防冲:由于风浪袭击、水流冲刷，尤其是坐湾迎溜以及主流迫岸处。护坡型式应依据风浪大小、近堤水流、潮流情况、船行波影响，结合堤防等级、堤高