中华人民共和国国家标准
海堤工程设计规范
Code for design of sea dike project
GB/T 51015-2014
主编部门:中华人民共和国水利部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年5月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第493号
住房城乡建设部关于发布国家标准《海堤工程设计规范》的公告
现批准《海堤工程设计规范》为国家标准,编号为GB/T 51015-2014,自2015年5月1日起实施。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年7月13日
前言
本规范是根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2007]125号)的要求,由水利部水利水电规划设计总院、广东省水利水电科学研究院、浙江省水利水电勘测设计院会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中,编制组进行了广泛的现场调查和研究,认真总结我国沿海各地区以及相关行业海堤工程设计的经验,吸收了国内外海堤工程设计的先进成果,并对其中关键技术开展了专题研究,经广泛征求意见,反复讨论、修改完善,最终经审查定稿。
本规范共分14章和15个附录,主要技术内容包括:总则、术语、防潮(洪)标准与级别、基本资料、设计潮(水)位的确定、波浪计算、堤线布置与堤型选择、堤身设计、堤基处理、稳定与沉降计算、其他建(构)筑物与海堤的交叉和连接、安全监测、施工设计及工程管理设计等。
本规范由住房城乡建设部负责管理,水利部国际合作与科技司负责日常管理,水利部水利水电规划设计总院负责具体技术内容的解释。
本规范在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,将有关意见和建议反馈给水利部水利水电规划设计总院(地址:北京市西城区六铺炕北小街2-1号,邮政编码:100120,E-mail:jsbz@giwp.org.cn),以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:水利部水利水电规划设计总院
广东省水利水电科学研究院
浙江省水利水电勘测设计院
参编单位:广东省水利电力勘测设计研究院
浙江省水利河口研究院
中交第一航务工程勘察设计院有限公司
国家海洋环境预报中心
广东省气候中心
辽宁省水利水电勘测设计研究院
广东水利电力职业技术学院
主要起草人:刘宁 刘志明 陈明忠 李维涛 江洧 李铁 唐巨山 张从联 袁文喜 黄锦林 李粤安 曾甄 邵守良 程永东 王府义 赵吉国 郑雄伟 赖翼峰 朱峰 谢善文 王盛 刘咏峰 李德吉 杜秀忠 邓莉影 李本霞 黄世昌 崔忠波 李健民 宋丽莉 王成山 李明传 严振瑞 胡能永 廖建强 孙伯永 刘斌 幺振东 林叔忠 陈秀良
主要审查人:汪洪 杨光煦 陈厚群 钟登华 高安泽 曹右安 孙龙 丁留谦 刘汉龙 王庆升 富曾慈 陈志恺 王浩 朱尔明 王喜年 梅锦山 胡训润 窦希萍
1 总 则
1.0.1 为适应海堤工程建设的需要,规范海堤工程设计标准和技术要求,做到安全可靠、经济合理、技术先进、管理规范,使海堤工程有效地防御风暴潮(洪)水和波浪等危害,特制定本规范。
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1.0.2 本规范适用于各类新建、加固、改建和扩建海堤工程的设计。
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1.0.3 海堤工程设计应以所在区域海洋功能区划、海岸带及相关河流的综合规划或防潮(洪)专业规划为依据。为滩海开发而设计的海堤工程应以相关规划为依据。位于城镇的海堤工程设计还应以城镇总体规划为依据。位于河口区的海堤工程还应符合河道治导线要求。
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1.0.4 海堤工程设计应具备可靠的水系水域、气象水文、地形地质和社会经济等基本资料。海堤工程加固或改、扩建设计还应具备海堤工程现状及运用情况等资料。海堤工程设计应统一基面。
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1.0.5 海堤工程设计,在一定的防潮(洪)标准下,应满足稳定、渗流、变形和抗冲刷等方面要求,还应考虑海堤周边生态、环境、景观及用海要求。
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1.0.6 海堤工程设计应贯彻因地制宜、就地取材的原则,积极、慎重地采用新技术、新工艺、新材料。
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1.0.7 位于地震基本烈度7度及以上地区的1级海堤工程或特别重要堤段,应在综合分析的基础上确定采用抗震设计。
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1.0.8 海堤工程设计除应符合本规范规定外,还应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术 语
2.0.1 海堤(海塘,海挡,防潮堤) sea dike
为防御风暴潮(洪)水和波浪对防护区的危害而修筑的堤防工程。
2.0.2 设计高潮(水)位 design high water level
设计重现期相对应的高潮(水)位值。
2.0.3 设计波浪 design wave
规划设计所采用的符合设计重现期要求的波浪,以各波浪要素值反映。
2.0.4 波浪要素 wave fact
波高、波长、周期及波向统称为波浪要素。波高H是指波峰与波谷垂直距离,波长L是指相邻两波峰或波谷间水平距离,周期T是指相邻两波峰或波谷传播至参考点的时间间隔,波向是指波浪的传播方向。
2.0.5 有效波(或1/3大波) significant wave
波列或全部观测记录中,按波高大小顺序,就相应于总数的1/3的大波进行平均而得到的波浪,称为有效波,并以H/3或Hs表示。
2.0.6 累积频率波高 accumulated frequency of a wave height
不规则波列中,波高按由大到小次序排列,位于某一累积频率的波高。
2.0.7 设计波浪标准 design wave criteria
设计波浪标准包括设计波浪的重现期和设计波浪的波列累积频率。
2.0.8 波浪折射 wave refraction
波浪自深水向岸边传播进入浅水后,由于水下地形或水流作用的影响,等深线往往与波峰线不平行,在平面上波浪传播方向发生偏转并引起波浪要素的变化,这种近岸波浪传播变形现象称为波浪折射。
2.0.9 波浪绕射 wave diffraction
波浪传播过程中遇到岛屿、岬角或人工建筑物等障碍物时,部分波浪将绕过障碍物继续传播,并在障碍物后受掩护的水域上也出现波动,这种现象称为波浪绕射。
2.0.10 波浪浅水变形 transformation of waves entering shallow water
波浪从深水传入浅水过程中,由于受到水深变浅、地形复杂、海底摩擦、水流作用以及障碍物的影响,其波高、波长、波向均发生变化,这种变化称为波浪浅水变形。
2.0.11 破碎水深 breaking wave depth
波浪向近岸传递过程中濒于发生破碎处的水深。
2.0.12 破碎波高 breaking wave height
波浪向近岸传递过程中发生破碎时的波高。
2.0.13 开敞式海岸 open coast
面向大海,以受外海涌浪或混合浪影响为主的海岸。
2.0.14 越浪量 overtopping wave discharge
波浪越过堤顶的单宽流量。
2.0.15 允许越浪量 permissive overtopping wave discharge
在设计条件下,允许越过堤顶的单宽流量。
2.0.16 促淤 promoting sedimentation
为加速滩涂面淤积而采取的治理措施。
2.0.17 消浪措施 wave absorbing structures
利用工程或植物消减波浪能量的措施。
2.0.18 波浪爬高 wave run-up
从静水位算起的波浪沿海堤等建筑物爬升的垂直高度。
2.0.19 台汛期 typhoon seasons
台风暴潮可能发生的时期。
2.0.20 二线海堤 backset sea wall
既有海堤工程一定距离外,又修建相同或更高设计标准的海堤工程时,原有海堤工程即为二线海堤。
2.0.21 反压平台 berm
在海堤侧面延伸填筑的利用其重量产生的抵抗力矩增加海堤稳定性的、有一定宽度和高度的土、石台体。
3 防潮(洪)标准与级别
3.1 海堤工程的防潮(洪)标准
3.1.1 海堤工程的防潮(洪)标准应根据现行国家标准《防洪标准》GB 50201中各类防护对象的规模和重要性选定。保护特殊防护区的海堤工程防潮(洪)标准应按表3.1.1选定,当表3.1.1规定的内容不满足实际需要时,应经技术经济论证。
表3.1.1 特殊防护区海堤工程防潮(洪)标准
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3.1.2 采用高于或低于规定防潮(洪)标准进行海堤工程设计时,其使用标准应经论证。
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3.1.3 海堤工程上的闸、涵、泵站等建筑物和其他构筑物的设计防潮(洪)标准,不应低于海堤工程的防潮(洪)标准,并应留有适当的安全裕度。
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3.1.4 各类防护对象可以分别防护时,宜采取分别防护措施。各段海堤工程的防潮(洪)标准由防护对象的防潮(洪)标准分别确定。同一封闭区的海堤工程防潮(洪)标准应一致。当不能采取分别防护措施时,海堤工程的防潮(洪)标准应取各防护对象中较高的防潮(洪)标准。
3.2 海堤工程的级别
3.2.1 海堤工程的级别应根据其防潮(洪)标准按表3.2.1选定。
表3.2.1 海堤工程的级别
3.2.2 采用高于或低于规定级别的海堤工程应论证。
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4 基本资料
4.1 社会经济
4.1.1 海堤工程设计应具备海堤防护区及海堤工程区的社会经济资料。
4.1.2 海堤工程防护区的社会经济资料应包括下列内容:
1 面积、人口、耕地、城镇分布等社会概况。
2 农林、水产养殖、工矿企业、交通、能源、通信等行业的规模、资产、产量、产值等国民经济概况。
3 生态环境状况。
4 历史潮、洪灾害情况。
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4.1.3 海堤工程区的社会经济资料应包括下列内容:
1 土地面积、耕地面积、人口、房屋、固定资产。
2 农林、水产养殖、工矿企业、交通通信等设施。
3 文物古迹、旅游设施。
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附录P 龙口水力计算
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P.0.1 龙口水力计算的任务是计算某一口门尺寸通过设计潮型的潮流时,整个涨、落潮过程中,上下游水位差、潜堤顶部流速、单宽流量等水力要素随时间变化的规律,以及压缩口门过程中,各种口门控制水力要素的变化规律。
P.0.2 龙口水力可按下式计算:
式中:Q0——计算时段内内陆流域来水平均流量(m3/s);
Qs——计算时段内水闸泄水平均流量(m3/s);
Qf——计算时段内龙口溢流平均流量(m3/s);
Qp——计算时段内截流堤堆石体渗流平均流量(m3/s);
△t——计算时段,一般取1800s~3600s;
W2——计算时段末围区容量(m3);
W1——计算时段初围区容量(m3)。
P.0.3 以口门宽度为横坐标,口门底槛高程为纵坐标,将相应口门尺寸的各水力要素最大值按涨、落潮分别标注在相应的坐标上,可分别绘制出各水力要素最大值的等值线图。
附录Q 龙口的转化口门线
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Q.0.1 转化口门线的数学模式应按下式计算:
式中:z——口门底槛高程(m);
B——口门宽度(m);
△——设计潮型的中潮位(m);
x、y——系数(应按表Q.0.2-1和表Q.0.2-2确定);
H——设计潮型的潮差(m);
W——全潮库容(1×107m3);
φ1、φ2——特定的二元二次函数。
转化口门线上任一点处的最大流速值可按下式计算:
式中:h0——设计潮型对应的最高潮位(m);
z——转化口门线上点子的口门底槛高程(m);
Vmax——转化口门线上任一点处的最大流速(m/s)。
Q.0.2 利用转化口门线计算堵口过程中可能遇到的口门最大流速值及出现最大流速值时的口门尺寸,应再根据施工条件选定堵口程序。具体应按下列步骤进行:
1 根据工程的H和W,查表Q.0.2-1、表Q.0.2-2得x、y值;
2 假设一个B,用式(Q.0.1-1)求得一z值,再用式(Q.0.1-2)求出口门尺寸为(B、z)时的最大流速Vmax,由此反复,可得一组(B、z)-Vmax值;
3 根据工程实际施工条件选定允许口门的最大流速,由此值求得相应的转化口门尺寸(B、z);
4 以此口门尺寸选定堵口程序。
表Q.0.2-1 x值
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《防洪标准》GB 50201
《堤防工程设计规范》GB 50286
《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487
《河道整治设计规范》GB 50707
《堤防工程管理设计规范》SL 171
《堤防工程地质勘察规程》SL 188
《水工建筑物抗震设计规范》SL 203
《土工合成材料测试规程》SL 235
《水工混凝土施工规范》SL 677
《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40
《公路沥青路面设计规范》JTG D50
《海港水文规范》JTS 145-2
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