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第1章 堤防级别、设计标准、选线及类型1

1.1堤防工程的级别与防洪设计标准和防护区1

1.1.1堤防级别、防洪标准与防护对象1

1.1.2防护区的确定2

1.2堤防工程的防洪标准与设计洪水4

1.2.1防洪标准与设计洪水的确定4

1.2.2防洪标准的提高趋向5

1.3堤防安全加高与超高7

1.4堤防工程的安全性要求8

1.5堤防选线及堤距9

1.6堤防的类型布局10

1.7堤防结构类型12

参考文献15

第2章 堤基的工程地质及地基处理16

2.1地质年代和地层系统16

2.1.1概述16

2.1.2长江堤防地基的地层系统18

2.1.3黄河堤防堤基的地层系统19

2.1.4淮河堤防地基的地层系统21

2.1.5珠江堤防地基的地层系统21

2.1.6海河堤防地基的地层系统22

2.1.7辽河堤防地基的地层系统22

2.1.8嫩江堤防地基的地层系统23

2.1.9松花江堤防地基的地层系统23

2.1.10湖堤海堤的堤基地层系统24

2.2各种地层土类的物理力学性质24

2.2.1江汉平原冲积土及荆江大堤地基土的物理力学指标25

2.2.2黄河流域中西部及松辽平原西部堤防地基黄土的物理力学指标26

2.2.3膨胀土的物理力学指标27

2.2.4分散性黏土的物理力学性质28

2.2.5盐渍土的物理力学性质29

2.2.6软土地基的涵义、特征及物理力学指标29

2.3堤基主要病险问题35

2.3.1渗透变形35

2.3.2岸坡不稳定37

2.3.3沉降变形及滑动变形38

2.3.4穿堤建筑物的渗透破坏和过大沉降39

2.3.5地震灾害40

2.4堤防地基的容许承载力41

2.4.1概述41

2.4.2地基内各点的附加应力及自重应力42

2.4.3容许塑流区47

2.4.4确定塑性区开展的最小安全系数法49

2.4.5用有限元法计算塑流区开展范围50

2.5软土地基上堤坝的抗滑稳定和抗震稳定52

2.5.1改良圆弧法52

2.5.2软基上堤坝的极限高度54

2.5.3关于软基上堤坝极限高度公式的讨论55

2.5.4土堤的地震惯性力57

2.5.5软基堤防的抗震稳定计算58

2.6堤基加固技术简介60

2.6.1堤基防渗加固61

2.6.2软基承载力加强62

参考文献66

第3章 江河湖土堤67

3.1土堤的破坏形式67

3.2渗流破坏力或作用力70

3.2.1渗流作用力及其分解70

3.2.2渗流的两个分力及其破坏性72

3.2.3渗透力与边界水压力的转换关系73

3.2.4单位土体渗流各力的图示与平衡算法73

3.3渗流控制75

3.3.1渗流控制要求75

3.3.2渗流控制措施75

3.4堤身结构设计80

3.4.1堤顶高程及结构81

3.4.2堤坡、戗台与护坡防冲及防渗82

3.4.3挖土筑堤标准83

3.5土堤稳定渗流安全验算84

3.5.1不透水地基上的土堤渗流安全计算（堤内侧无水）85

3.5.2透水地基上的土堤渗流安全计算（堤内侧无水）89

3.5.3堤内侧（下游）有水深时的渗流计算93

3.5.4透水堤基的防渗措施96

3.5.5覆盖土层下强透水堤基渗流计算98

3.5.6有减压沟的堤基渗流计算101

3.5.7有减压井列的堤基渗流计算105

3.5.8减压井各种水头损失的计算106

3.5.9堤内压土方案的渗流计算110

3.5.10有防渗墙的渗流计算115

3.5.11堤基各向异性、多层次的渗流计算116

3.6土堤非稳定渗流安全验算118

3.6.1洪峰过程堤身浸湿进展距离计算118

3.6.2洪峰过程透水堤基堤后渗流水量122

3.6.3典型洪峰（正弦曲线）过程的浸湿进展简化公式122

3.6.4洪峰过程堤防渗流关键值的经验公式123

3.6.5洪水回落时堤身流网与浸润线位置计算125

3.6.6渗流基本参数的选用126

3.7堤基管涌危险性验算129

3.7.1管涌险情发展与管涌定义129

3.7.2管涌发生与发展的临界坡降及允许坡降130

3.7.3管涌冲蚀发展过程与计算公式应用132

3.7.4洪峰在堤基渗流中传播迟后和衰减的计算136

3.7.5砂砾石地基的管涌临界坡降139

3.7.6控制管涌发展的措施及其安全判别式144

3.7.7管涌抢险措施145

3.8土堤抗滑安全验算148

3.8.1楔形体滑动土压力平衡法148

3.8.2滑坡计算垂直条分法（圆弧滑动）150

3.8.3滑坡计算条分法存在的问题152

3.8.4滑坡计算有限元法156

3.8.5直线或折线的浅层滑坡及加筋抗滑计算160

3.8.6滑坡危险水位与骤降缓降问题及计算公式163

3.8.7安全系数与强度指标的选用165

3.8.8控制滑坡的措施169

3.9沉降计算172

3.9.1堤防与软基的最终沉降172

3.9.2软土堤基沉降过程173

3.9.3渗透力荷载下的软基沉降176

3.9.4沉降过程的渗流计算法177

3.9.5沉降导致裂缝估算180

3.10土堤与建筑物衔接的渗流验算181

3.10.1侧岸边墙绕渗计算181

3.10.2闸底板受侧边绕渗影响的渗流计算184

3.10.3土堤与边墙接触面的管涌破坏性验算185

3.11建筑物衔接或横穿土堤的渗流控制措施186

3.11.1适应绕渗的加强防渗措施186

3.11.2减轻绕渗的排渗措施（井及冒水孔）189

3.12湖堤192

3.12.1国内湖泊湖堤概述192

3.12.2湖堤设计注意事项192

3.12.3湖堤渗流控制实例193

3.13数值计算程序应用简介196

3.13.1稳定—非稳定渗流数值计算196

3.13.2饱和—非饱和渗流数值计算201

参考文献204

第4章 堤岸崩坍与防护措施208

4.1崩岸原因及类型208

4.1.1水力破坏208

4.1.2土体强度差208

4.1.3其他崩岸因素及图示209

4.1.4崩岸类型209

4.1.5崩岸滑坡实例210

4.2崩岸滑坡稳定性验算212

4.2.1安全系数212

4.2.2浅层崩坍与平面崩坍212

4.2.3圆弧滑坡213

4.2.4折线滑坡214

4.3堤岸崩坍后的处理215

4.4河流冲刷安全验算216

4.4.1河床冲刷水力因素216

4.4.2冲刷基本公式与河床冲深217

4.4.3黏性土河床冲刷与浑水冲刷218

4.4.4河湾水流与凹岸冲深220

4.4.5缩流与汇流处河床冲深222

4.4.6河床冲淤平衡断面估算223

4.4.7河湾的演变225

4.5波浪冲击堤岸验算226

4.5.1风浪要素及其公式226

4.5.2风浪爬高、回落及重点护坡区228

4.5.3风浪越顶流量及风壅水面增高230

4.5.4船行波231

4.6护岸防冲工程类型与优选233

4.7抛石护堤岸234

4.7.1抛石作用和要求234

4.7.2水流作用下抛石大小计算235

4.7.3波浪冲击下抛石大小计算238

4.7.4水下抛石落距定位计算239

4.7.5抛石护岸范围布局240

4.8砌块石及石笼护坡242

4.8.1干砌块石242

4.8.2浆砌块石242

4.8.3石笼护坡243

4.9块体铺面护坡244

4.9.1面层护坡块体稳定性验算与面层透水性245

4.9.2块体护坡堤内土体的稳定性247

4.9.3波浪冲击下块体护坡厚度250

4.9.4水流顶冲时块体护坡厚度253

4.10垫层作用与滤层设计254

4.10.1粒状滤层255

4.10.2土工织物滤层255

4.11种草植树防护堤岸258

4.11.1草皮护坡及其抗冲能力259

4.11.2植树固滩护堤岸262

4.12充填混凝土排垫护坡264

4.12.1排垫构造与透水性264

4.12.2排垫设计267

4.12.3充填排垫和土工袋土工管的应用268

4.12.4土工管袋构筑围堤工程示例271

4.13现场浇铺混凝土板护坡设计272

4.13.1波浪爬坡动水压力分布273

4.13.2浇筑混凝土板厚度计算与渗流场分布274

4.13.3混凝土板浇筑厚度的公式及图解275

4.13.4封闭面层受渗流顶托力的厚度验算277

4.14沥青护坡278

4.14.1沥青护坡设计三原则279

4.14.2波浪冲击时的护坡应力及厚度计算280

4.14.3水流冲刷时的护坡应力及厚度计算281

4.15丁坝挑流防护堤岸282

4.15.1丁坝布局及作用282

4.15.2不透水丁坝头冲深及防护282

4.15.3透水堆石坝体稳定性283

4.16改变地下水流向防止崩岸284

4.17重力墙护岸286

4.17.1墙体受力与破坏形式及防止286

4.17.2重力墙设计及算例288

4.18石笼墙护岸291

4.19板桩墙护岸293

4.20堤岸崩坍滑坡的监测与控制措施294

4.20.1堤岸崩滑迹象与监测294

4.20.2堤岸崩滑控制措施及实例295

4.20.3堤岸崩滑后处理及实例296

4.21影响岸坡的闸坝泄流冲深简介297

4.21.1闸坝下游土质河床局部冲深公式298

4.21.2急射水流岩基河床冲深公式300

4.22河工模型试验简介301

4.22.1水流相似的模型律与比尺影响301

4.22.2河工模型试验与垂直变态模型304

4.22.3河道底坡加陡的变态模型与试验实例310

参考文献313

第5章 海堤316

5.1海堤的类型316

5.2波浪与波浪要素简介318

5.2.1波浪的类称318

5.2.2规则波与不规则波及其水力要素318

5.3风浪要素的计算321

5.4波浪变形、转向与破碎324

5.4.1破碎波及其参数324

5.4.2波浪的折射326

5.4.3波浪的绕射327

5.4.4波浪的反射与透射328

5.5波浪爬高331

5.6波浪溅顶越流与风吹水面壅高333

5.6.1波浪溅越堤顶流量估算333

5.6.2风吹水面壅高334

5.7海堤各构件的设计考虑335

5.7.1堤顶高低335

5.7.2堤坡陡缓336

5.7.3消浪平台337

5.7.4坡脚防冲338

5.7.5护坡与滤层339

5.7.6海堤设计剖面典型例340

5.8堤坡抛石或人工块体的稳定性计算公式340

5.8.1万得梅公式341

5.8.2赫德森公式344

5.8.3波浪诱发渗流的块体护坡稳定性公式346

5.8.4堤坡抛石稳定性计算公式的讨论347

5.8.5抛石越浪堤与潜堤的稳定性公式和消浪作用347

5.9波浪作用力与海堤稳定性计算349

5.9.1斜坡海堤面层上的波压力及波流速350

5.9.2护坡面层块体的稳定性351

5.9.3直立海堤的波压力及其稳定性计算355

5.9.4防波堤的波压力及其稳定性计算359

5.9.5桩柱体上的波浪力365

5.10堤前海滩冲刷367

5.10.1海堤对外滩和海岸的冲刷影响367

5.10.2海堤脚趾处的冲刷369

5.10.3防波堤端的冲刷371

5.10.4桩柱脚处的冲刷371

5.10.5海滩铺设管路的局部冲刷373

5.11消波防冲措施374

5.11.1堤坝式防波堤374

5.11.2其他类型防波堤376

5.11.3植物消波防浪与固滩护岸的作用378

5.12海堤结构型式优选和现状382

5.12.1海堤结构型式概述382

5.12.2三种结构型式的计算分析比较383

5.12.3东南沿海的海堤结构型式实例386

5.13围海堵口海堤388

5.13.1围海工程与堵口闭气概述388

5.13.2海堤堵口水力学计算389

5.13.3海堤内闭气方案渗流计算393

5.13.4海堤中间闭气方案实例394

5.14海岸水流与泥沙运动395

5.14.1海滩变形与泥沙输运方式395

5.14.2波浪引起的海岸水流397

5.14.3波浪作用下的泥沙起动399

5.14.4波浪输沙问题402

5.14.5淤泥质海岸及河口悬移输沙问题404

5.14.6海岸工程附近的局部冲淤406

5.14.7港口航道与河口的泥沙防护407

5.15海工模型试验简介410

5.15.1波浪基本公式及其相似性比尺410

5.15.2变态模型与比尺影响的考虑412

5.15.3波浪试验与潮汐模型试验实例413

参考文献419

第6章 城市堤防421

6.1城市堤防概述421

6.2城市土堤421

6.3砌石堤与堤底渗径轮廓设计424

6.4混凝土防洪墙与稳定性设计428

6.5厢屋式防洪墙430

6.6土石混合堤431

6.7墙后填土压力与地基应力及承载力432

6.8城市河流435

6.8.1河道景观园林化435

6.8.2河水污染防治438

6.9河道岸坡生态型439

参考文献441

第7章 堤防工程加固施工442

7.1概述442

7.1.1渗流险情型式442

7.1.2防渗工程442

7.2防渗工程设计443

7.2.1设计原则和要点443

7.2.2垂直防渗措施443

7.3置换法防渗技术445

7.3.1概述445

7.3.2抓斗法成墙449

7.3.3锯槽法451

7.3.4射水法成墙454

7.3.5导管（气举）反循环456

7.4高压喷射灌浆防渗技术458

7.4.1概述458

7.4.2高压喷射灌浆作用机理459

7.4.3高喷灌浆防渗体的性能及影响因素460

7.4.4高压喷射灌浆施工461

7.5深层搅拌法468

7.5.1概述468

7.5.2施工机械470

7.5.3深层搅拌施工472

7.5.4成墙方法474

7.5.5深层搅拌法技术特点478

7.6挤压法防渗技术478

7.6.1振动沉模法479

7.6.2超薄防渗墙工法（B—WALL）485

7.6.3挤压成墙两法的比较487

7.7垂直铺膜防渗技术487

7.7.1概述487

7.7.2工作原理及技术要求487

7.7.3施工设备488

7.7.4垂直铺膜施工489

7.7.5材料490

7.7.6质量保证和要求491

7.8劈裂灌浆技术491

7.8.1概述491

7.8.2劈裂灌浆试验492

7.8.3劈裂灌浆设计493

7.8.4劈裂灌浆施工495

7.8.5灌浆质量检查497

7.9排水减压井497

7.9.1排水减压井设计497

7.9.2减压井施工499

7.10放淤和吹填技术502

7.10.1概述502

7.10.2引洪放淤技术503

7.10.3机械放淤（吹填）技术505

7.10.4机械放淤固堤技术要求508

7.11安全监测510

7.11.1监测的目的和内容510

7.11.2渗流监测仪器及安装方法511

7.11.3观测频次512

7.11.4工程实例512

参考文献514

第8章 抗洪抢险措施515

8.1渗水险情抢护515

8.1.1渗水险情分析515

8.1.2渗水险情抢护方法516

8.1.3渗水险情抢护实例520

8.2管涌险情抢护520

8.2.1管涌险情分析520

8.2.2管涌险情抢护方法521

8.2.3管涌险情抢护实例524

8.3漏洞险情抢堵525

8.3.1漏洞险情分析525

8.3.2漏洞险情抢堵方法526

8.3.3漏洞抢险实例527

8.4裂缝险情抢护528

8.4.1裂缝险情分析528

8.4.2裂缝险情抢护原则与方法529

8.5跌窝（陷坑）险情抢修530

8.5.1跌窝（陷坑）险情分析530

8.5.2跌窝（陷坑）险情抢修方法531

8.5.3跌窝（陷坑）险情抢修实例532

8.6风浪冲刷险情抢护532

8.6.1风浪冲刷险情分析532

8.6.2风浪冲刷险情抢护方法533

8.7崩岸及坝垛坍塌险情抢修536

8.7.1险情分析536

8.7.2崩岸及坝垛坍塌险情抢修方法537

8.7.3崩岸险情抢护实例539

8.8滑坡（脱坡）险情抢护540

8.8.1滑坡（脱坡）险情分析540

8.8.2滑坡（脱坡）险情抢护方法542

8.8.3滑坡（脱坡）险情抢护实例543

8.9漫溢险情抢护545

8.9.1漫溢险情分析545

8.9.2漫溢险情抢护方法546

8.9.3漫溢险情抢护实例548

8.10穿堤建筑物与堤防接合部抢修549

8.10.1穿堤建筑物与堤防接合部险情分析549

8.10.2抢修原则和方法549

8.10.3抢险实例550

8.11堵口抢险551

8.11.1堵口准备工作551

8.11.2堵口工程布局552

8.11.3堵口方法552

8.11.4复堤553

8.11.5抢险实例554

参考文献557

第9章 堤防工程安全管理558

9.1概述558

9.2工程检查558

9.2.1经常检查558

9.2.2定期检查559

9.2.3特别检查559

9.3堤防工程观测560

9.3.1工程观测项目560

9.3.2堤防观测560

9.3.3河道和堤岸防护工程观测562

9.3.4穿堤闸涵工程观测563

9.4堤防隐患探测563

9.4.1堤防隐患及危害性563

9.4.2探测方法563

9.5抛石护脚探测565

9.5.1探测目的与探测技术565

9.5.2常规探测566

9.5.3抛石护脚探测机具简介567

9.6堤防工程养护修理568

9.6.1养护修理内容及性质568

9.6.2堤防养护修理569

9.6.3堤防隐患处理571

9.6.4堤岸防护工程养护修理572

9.6.5穿堤闸涵工程养护修理572

9.6.6附属设施养护修理572

9.7数字工程管理系统573

9.7.1“数字工程管理”的概念573

9.7.2数字工程管理系统建设目标574

9.7.3数字工程管理系统构成575

参考文献575

第10章 堤防风险评估576

10.1事故树分析方法576

10.2洪水水文事件578

10.2.1洪水流量578

10.2.2洪水水位578

10.3洪水漫顶失事事件580

10.3.1洪水漫顶580

10.3.2洪水漫顶失事581

10.4土工结构失稳事件581

10.4.1渗流风险的不确定性分析582

10.4.2实用渗流风险模型的建立584

10.4.3渗流风险模型的拓展585

10.4.4渗流风险模型的率定586

10.5堤防工程风险率的综合定量评估587

10.6算例——新沂河的行洪风险率计算589

10.6.1行洪流量和水位的随机性589

10.6.2漫顶风险率591

10.6.3渗流风险率592

10.6.4总体风险率595

参考文献597