第二節(jié) 堤防的安全復核
通過對堤防進行安全復核，可以分清隱患的危險程度，做出是否險工險段以及加固處理先后次序的判定，從而做到有目的、有計劃地清除隱患，保證堤防安全運行。因此，堤防的安全復核是除險加固工作的一項重要前期工作，做好這項工作有著十分重要的意義。
堤防的安全復核，通常應從三個方面著手：以現(xiàn)有的規(guī)程規(guī)范為依據進行安全復核；以安全監(jiān)測、檢查和隱患探測結果為依據進行安全復核；以多年運行狀態(tài)為依據進行安全復核。
一、以現(xiàn)有規(guī)范規(guī)程為依據進行安全復核
根據堤防工程技術規(guī)范規(guī)程的要求，對堤防進行安全復核的主要內容有：堤頂高度、堤坡的抗滑穩(wěn)定性、堤坡的滲透穩(wěn)定、地基的滲透穩(wěn)定、堤岸的穩(wěn)定等。
1.堤頂高度
堤頂設計高程應按設計洪水位加堤頂超高確定。若達不到規(guī)范要求，則視為不安全，應進行堤身的加高和培厚。
2.堤坡的抗滑穩(wěn)定
抗滑穩(wěn)定復核分為正常情況和非常情況。正常情況下抗滑穩(wěn)定復核的內容有：①設計洪水位下的穩(wěn)定滲流期或不穩(wěn)定滲流期的背水側堤坡，設計洪水位驟降期的臨水側堤坡。非常情況下的復核內容為：多年平均水位時遭遇地震的臨水、背水側堤坡。復核計算一般可用瑞典圓弧滑動法或改良圓弧滑動法。若復核的安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，則應進行除險加固。
3.堤坡的滲透穩(wěn)定
通過滲流計算得到背水堤坡滲流出逸段的滲透比降，若大于允許比降或滲透水流產生堤坡沖刷，則應設置貼坡反濾等保護措施。堤坡最易產生滲透破壞的地方是滲流出逸點，其抗?jié)B臨界比降可根據第三章的公式（3-2）確定，再除以安全系數(shù)就是允許比降值。
4.堤基的滲透穩(wěn)定
通過滲流計算確定堤基表土層的滲流出逸比降，若大于堤基表土層的允許比降，則應采取蓋重或減壓措施。
在沒有反濾保護的情況下，無粘性土的允許比降參見表3—2.粘性土的允許比降可按第三章的公式（3—1）先求得流土的臨界比降，然后除以安全系數(shù)得到。
5.堤岸的穩(wěn)定
受風浪、水流等作用，在可能發(fā)生沖刷破壞危及堤岸穩(wěn)定的堤段，應采取防護措施，防護措施可按有關規(guī)定因地制宜地確定。
二、以安全監(jiān)測、檢查和隱患探測結果為依據進行安全復核
監(jiān)測、檢查和隱患探測資料是進行安全復核的重要依據之一。根據這些資料，進行必要的分析判斷，就可以對堤防存在的一些問題做出安全評價，據此對工程進行除險加固處理，確保工程安全。
1.根據沉降觀測或檢查結果進行安全復核
一般認為，沉降量不超過堤高的3%就不會有危險。如有異常，應檢查分析原因。如屬堤身正常固結沉降所致，則汛前應進行加高培厚。若因堤基變動或因堤身受外力作用所引起，則應采取相應的除險加固措施。
2.根據滲流觀測和檢查結果進行安全復核
一般來說，在同樣水位情況下，如果滲流量沒有變化，或逐年減少，滲水即屬正常。若滲流量隨時間增加，甚至發(fā)生突然變化，則屬異常滲流，應分析成因，根據不同情況采取相應除險措施。
3.根據水下地形觀測和檢查結果進行安全復核
如果靠近堤腳附近的河床被刷深，或險工、磯頭所拋護底護腳塊石斷面發(fā)生變化，說明有“根石走失”現(xiàn)象，表明有崩岸的可能，應根據不同情況，采取相應加固措施。
4.根據裂縫（滑坡）監(jiān)測和檢查結果進行安全復核
當發(fā)現(xiàn)堤身裂縫，經分析有可能是滑坡引起，或將造成滑坡時，應及時采取除險加固措施。
5.根據其它檢查資料進行安全復核
如發(fā)現(xiàn)穿堤建筑物及與堤身的結合部發(fā)生錯位、集中滲流，堤基有取土坑塘等薄弱環(huán)節(jié)，應分析成因并對可能造成的后果進行分析評價，做出是否需要進行除險加固的判斷。
6.根據隱患探測資料進行安全復核
對探測到的生物洞穴、植物腐爛造成的空洞、暗溝、暗管、廢井、墳墓、堤身填筑隱患（凍土塊、大塊土、工段接頭、新舊堤結合面、裂縫）等，應根據其危害程度，經分析論證后采取相應措施進行除險加固。 三、以多年運行狀態(tài)為依據進行安全復核
經過汛期考驗，尤其是經過歷時長、水位高的洪水考驗，堤防隱患大多暴露出來，這相當于一個破壞性質的原型試驗。由于堤防的工程地質資料一般較少，因此，以多年運行狀態(tài)為依據進行安全復核顯得特別重要也特別實用。首先，對汛期暴露出來的險情多發(fā)區(qū)、險情嚴重區(qū)必須進行除險加固，除險加固的順序應根據險情的危害程度決定，險情的危害程度可以根據險情發(fā)生的實際情況和表現(xiàn)來判斷。另外，還可以通過出險情況的反分析，推斷可能的更高洪水位下的堤防滲流狀態(tài)、滲透穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性等，并做出安全復核，決定處理與否。
（一）滲流性質評價
堤防滲流分正常滲流和有害滲流兩種。
1.正常滲流的判別方法
滲流均勻地從土體表面逸出，不帶出土顆粒且不產生局部隆起，呈清水，不沖刷土體表面，相同水位下滲流量不隨時間增大，出逸點不高且滲流量不大，則屬正常滲流。
對土質堤防，堤身邊坡一般在1：3左右，對沒有壓滲平臺的斷面情況，正常滲流的出逸點應在堤身高度的三分之一以下。
2.有害滲流的判別方法
有下列現(xiàn)象之一即屬有害滲流：滲流成股逸出，滲水渾濁，帶出沙粒，產生隆起變形，沖刷土體表面，相同水位下滲流量隨時間不斷增大或滲流量過大，出逸點過高等。
（二）堤身滲透穩(wěn)定及填筑質量復核
對在汛期曾經產生有害滲流的堤段均應進行除險加固。
另外，可以根據汛期堤身的滲水情況對堤身的填筑質量進行評價。這可以根據滲流量的大小、是否產生集中滲流、出逸點的高低、背水坡產生出逸的時間等進行綜合判斷。若超過正常范圍，則表明堤身存在隱患。可能的原因有：堤身填筑隱患（凍土塊、大塊土、工段接頭、新舊堤結合面、裂縫）、生物洞穴、植物腐爛形成空隙等。
（三）堤坡抗滑穩(wěn)定復核
首先，對汛期出現(xiàn)過滑坡的堤段應進行除險加固。其次，對出現(xiàn)滑坡征兆（如堤身縱向裂縫、堤腳隆起等）的堤段，應根據堤坡滲流情況進行抗滑穩(wěn)定復核，若不滿足規(guī)范要求，則也應進行除險加固。
（四）穿堤建筑物集中滲流的安全復核
在穿堤建筑物與堤身的結合部，如果發(fā)現(xiàn)有集中滲流，則極易造成接觸沖刷。這種險情的危害極大，汛后必須對其進行除險加固。
（五）堤基滲透穩(wěn)定的安全復核
1.地基水文地質條件的評價
我們國家的主要堤防基本上都是建造在單層或雙層地基上。從產生滲透破壞的難易程度上可大致分為三類：
（1）必然產生滲透破壞的堤基。① 砂土地基且下層滲透系數(shù)大于表層10倍以上。此時在表層砂土下的地下水微具承壓狀態(tài)，因此表層砂土的出逸比降較大，加之砂土無粘性，若無反濾保護則極易發(fā)生砂沸，進而產生大的管涌洞。② 雙層地基且臨水側表土層缺失，背水側有近堤腳的深塘，如果強透水層較厚，則背水側表土層下的揚壓力很大（如圖3—17，可達凈水頭的60%），加上深塘內的表土層較薄且往往松軟，極易被頂穿而產生滲透破壞。如果表土層下是細砂或粉細砂層，則往往會產生大的管涌險情。
（2）易于產生滲透破壞的堤基。① 比較均一的砂土地基，若背水堤腳無反濾保護措施，也易發(fā)生砂沸，以粉細砂地基最明顯。② 雙層地基，臨水側表土層連續(xù)但背水側有近堤腳的坑塘，或者背水側表土層連續(xù)但臨水側表土層缺失。
（3）比較安全的堤基。雙層地基，臨水側和背水側的表土層均呈連續(xù)分布且較厚、較長。
2.堤基滲透穩(wěn)定的安全復核
對堤基滲透穩(wěn)定的復核應首先根據汛期表現(xiàn)進行，這是最直接有效的辦法。
（1）滲透穩(wěn)定的堤基。經過設計洪水位或超設計水位運行，背水側堤腳只出現(xiàn)滲流，堤基未出現(xiàn)翻水冒砂和地面隆起等滲透破壞現(xiàn)象，則地基是滲透穩(wěn)定的。
（2）滲透穩(wěn)定不滿足要求的堤基。汛期在近堤腳附近發(fā)生滲透破壞的堤基，表明均不能滿足滲透穩(wěn)定的要求，必須進行除險加固。但應該根據滲透破壞產生的位置、原因和程度（承壓水頭、涌砂量、滲流量等）的不同，采取不同的除險措施。①對經歷過設計洪水位的考驗，但由于背水側存在坑塘等薄弱環(huán)節(jié)引起的堤基滲透破壞，只要用反濾料填平坑塘就基本可以滿足堤基滲透穩(wěn)定的要求。②對背水側沒有坑塘等薄弱環(huán)節(jié)，但在設計洪水位以下就發(fā)生近堤腳滲透破壞的堤段，則必須采取系統(tǒng)有效的滲流控制措施進行除險加固。若堤基管涌的位置距堤腳很遠，則隨著管涌流量的增加，滲流出口處的比降將逐漸降低，管涌流量達到一定程度后，滲透破壞將不再發(fā)展，從而達到新的平衡狀態(tài)。因此，管涌位置的危險范圍可以根據堤基砂層的允許比降近似確定。堤基砂層的允許比降范圍可取0.05～0.1，重要堤防取0.05，一般堤防取0.1.
舉例說明，若堤基砂層的允許比降為0.05，對沒有垂直防滲的情況，則管涌的危險范圍可由下式近似確定：
式中：J平均為堤基平均水力比降；L為管涌發(fā)生點到臨水側堤腳的距離；h1為江水位與管涌點地面水位的差值；由上式可知，若h1＝10m，則L＝200m.若堤底寬為80mFACE="宋體" LANG="ZH-CN" SIZE="3">，則管涌點到背水側堤腳的距離為120m.就是說，在距背水側堤腳120m的范圍內為管涌危險區(qū)，如果管涌點再遠，則對大堤安全的威脅程度將顯著降低。 |
