《上海市海塘安全鉴定规程》编制解析

2020-07-16 00:29季永兴舒叶华张志杰
水利技术监督 2020年4期
关键词:海塘规程上海市

崔 冬,季永兴,邹 丹,舒叶华,贺 英,张志杰,陆 倩

(1.上海市水利工程设计研究院有限公司,上海 200061;2.上海市水务局防汛减灾工程技术研究中心,上海 200061;3.上海滩涂海岸工程技术研究中心,上海 200061;4.上海市堤防(泵闸)设施管理处,上海 200080)

上海市水务局(以下简称“市水务局”)于2020年3月发布实施了DB31 SW/Z 001—2020《上海市海塘安全鉴定规程》(以下简称《规程》)。该《规程》由上海市水利工程设计研究院有限公司(以下简称“市水利院”)和上海市堤防(泵闸)设施管理处(以下简称“市堤防处”)主编。为便于《规程》使用各方准确贯彻实施相关要求和规定,本文简述了《规程》的编制背景与过程、规程内容与特色、实施技术路线与注意事项。

1 《规程》编制背景及编制过程

1.1 编制背景

建国以来,上海在防汛设施建设上投入了大量人力、物力,千里海塘、千里江堤、区域除涝、城镇排水“四道防线”基本形成,发挥了巨大的防灾减灾效益,其中“千里海塘”是上海抵御风暴潮灾害的第一道防线,是最重要的安全屏障,对上海城市发展和安全发挥了重要作用。截至2017年12月,上海主海塘总长约505.2km,一线海塘总长约128.7km,分布如图1所示。

2013年上海市人民政府批复的《上海市海塘规划(2011—2020)》确定上海主海塘防御标准为“大陆及长兴岛主海塘防御能力达到200年一遇高潮位+12级风,崇明岛及横沙岛主海塘防御能力达到100年一遇高潮位+11级风”。随着海塘达标工程的陆续建成,海塘工作的重心逐渐转移到海塘的日常管理上。为掌握海塘安全状况,便于及时维修加固,应定期进行海塘安全鉴定。海塘安全鉴定是对海塘安全性进行评价和评定等别的活动,是海塘安全运行管理的一项重要工作,也是进行海塘除险加固或达标建设的前期工作。上海自2016年起开始进行系统性的海塘安全鉴定。

图1 上海市现状主海塘及一线海塘布局图(至2017年12月)

图2 上海市典型海塘结构断面示意图

上海地处长江入海口,三面滨江临海,海塘主体结构为砂性土为主的土石结构(如图2所示),基础软弱,施工周期短,后期沉降大,且历经多次加高加固,具有鲜明的地域和筑堤材质特点,目前已有的相关技术标准难以直接指导上海市的实际工作[1- 3]。因此,为强化海塘安全管理,规范海塘安全鉴定技术工作,使得相关工作形成完整的技术工作体系,编制并发布《上海市海塘安全鉴定规程》非常必要。

1.2 编制过程

1.2.1专题研究形成《规程》草案

2015年市堤防处向市水务局提出了开展《上海市海塘安全鉴定规程研究》的需求,于2016年获市水务局立项支持(项目编号:沪水科2016- 01),由市水利院及市堤防处共同承担完成。该研究历时近两年,在广泛调研海塘安全鉴定相关法规和标准、类似技术规程、本市和其他沿海省市相关规定和实践经验的基础上,针对上海市海塘安全鉴定工作中的程序和主要技术问题开展研究,形成了《规程》研究报告,并编制了《规程》草案。

1.2.2项目试行形成《规程》征求意见稿

2018年度与2019年度,上海市先后组织实施了3项海塘安全鉴定项目,一是位于横沙岛的新民港水闸至文兴港水闸之间的海塘;二是位于沿江通道越江隧道穿越长江堤防的部分海塘;三是位于长兴岛北沿电厂圩和永丰圩之间的海塘。《规程》草案在上述项目中均得到了有效试行,编制组及时总结实践经验,修改完善《规程》条款,形成《规程》征求意见稿。

1.2.3意见征询形成《规程》送审稿

《规程》征求意见稿完成后,发函广泛征求了设计、勘察、测量、物探和管理等10家部门和单位的意见,以及4位上海市和外省市专家的意见。编制组在充分吸纳的基础上,逐一修改完善相关内容,形成了《规程》送审稿。

1.2.4专家评审形成《规程》报批稿

《规程》送审稿完成后,市水务局科技处组织召开了《规程》专家评审会。专家组一致同意该《规程》通过评审,并建议尽快发布施行。会后,编制组根据专家及相关部门意见进一步修改完善《规程》,形成《规程》报批稿。

1.2.5局长办公会通过正式发布《规程》

2020年3月,《规程》(报批稿)提交局长办公会议审议并通过,正式发布实施。

2 《规程》主要内容及特色

2.1 主要内容

本《规程》依据《上海市海塘管理办法》、《上海市海塘运行管理规定》等相关规定,按照《水利技术标准编写规定》要求,参照《堤防工程安全评价导则》等行业标准,总结上海近年来海塘安全评估与鉴定工作实践经验,借鉴沿海省份相关规定,编制而成。《规程》共分10章和3个附录:1.总则;2.术语;3.安全鉴定程序;4.基础资料收集;5.现状检查及检测;6.工程质量复核;7.工程安全复核;8.交叉建(构)筑物连接部位安全评价;9.工程安全综合评价;10.技术资料和档案管理;附录A.上海市海塘典型断面结构;附录B.海塘安全评价报告编制目录;附录C.海塘安全鉴定报告书样式。

2.1.1总则

“1.总则”规定了规程编制目的、规程适用范围、安全鉴定范围、安全鉴定周期、引用标准清单、执行相关标准的要求等。本规程编制目的是规范上海市海塘安全鉴定技术工作,适用于上海市范围内主海塘的安全鉴定,一线海塘和备塘可参照执行。海塘安全鉴定范围应包括海塘主体结构、海塘与交叉建(构)筑物的连接部位、保滩工程等,交叉建(构)筑物自身安全鉴定应按相应规定另行评价。

2.1.2术语

“2.术语”规定了海塘、海塘安全鉴定、主海塘、一线海塘、备塘、交叉建(构)筑物、穿堤建(构)筑物、跨堤建(构)筑物、海塘安全评价、评价单元等主要术语的定义。海塘安全鉴定是指通过安全评价、成果审查和意见审定等程序,对海塘安全性进行评价和评定等别的活动。海塘安全评价是指通过资料查阅、现状检查及检测、工程质量及安全复核等方法,对海塘安全性做出科学评价的活动。

2.1.3一般规定

“3.安全鉴定程序”提出了海塘安全鉴定包括安全评价、成果审查和意见审定3个基本程序。其中,安全评价是海塘安全鉴定工作的主要技术环节,应首先充分收集相关基础资料;其次进行现状检查及检测;再次进行评价单元划分,然后分项复核和评定等级,最后形成评价单元的安全类别等综合评价意见。

“4.基础资料收集”提出了基础资料收集的一般规定、海塘基础资料收集清单、交叉建(构)筑物基础资料收集清单。当收集的基础资料不满足要求时,应通过勘察测量、材料检测及物探等必要手段进行查清补齐。

“5.现状检查及检测”提出了海塘现状检查及检测的一般规定与分项要求。海塘现状检查及检测项目宜包括外观质量检查,材料检测,测量,地质勘察、隐患探测及地下管线探测。

“6.工程质量复核”提出了海塘工程质量复核的一般规定以及分项复核要求与复核分级。海塘工程质量复核应包括外观质量复核、堤身质量复核、堤基质量复核,其中堤身质量复核与堤基质量复核宜针对海塘薄弱位置或质量存疑位置进行。

“7.工程安全复核”提出了海塘工程安全复核的一般规定以及分项复核要求与复核分级。工程安全复核应包括防潮(洪)能力复核、结构稳定性复核、渗流安全性复核[4- 5]。

“8.交叉建(构)筑物连接部位安全评价”提出了海塘交叉建(构)筑物连接部位安全复核的重点以及评价分级。交叉建(构)筑物连接部位安全复核应重点检查连接部位的完好性,并视交叉建(构)筑物类型开展必要的安全复核,如差异沉降、绕渗、接触冲刷等复核。

“9.工程安全综合评价”提出了海塘工程综合评价三类海塘的定义及分类依据。在分项复核评价的基础上,提出海塘安全综合评价意见和工程安全类别,工程安全类别可分为下列三类:①一类海塘(安全):无影响海塘正常运行的缺陷,进行正常日常维修养护即可。②二类海塘(基本安全):存在部分安全缺陷或损坏,应局部加固或岁修的建议措施。③三类海塘(不安全):存在严重安全问题,应提出应急抢险或除险加固或达标建设的建议措施。

“10.技术资料和档案管理”提出了技术档案的主要内容及归档要求。

2.2 主要特色

本《规程》具有以下6方面特色:

一是充分考虑了上海海塘为内外多道塘的特点,基于各道海塘的功能、权属和现状完好性,规定主海塘执行本规程、一线海塘和备塘可参照执行。

二是充分考虑了上海海塘均为1级建筑物的特点,安全鉴定各项工作从严、从细要求。

三是充分考虑了上海海塘主要为土石结构的特点,在现状检查及检测、分项安全复核等环节的技术要求中有充分体现。

四是充分考虑了上海海塘有堤前保滩工程的特点,护堤先保滩,对保滩工程安全鉴定相关技术要求做了明确规定。

五是防潮(洪)能力复核中的波浪爬高计算方法,根据上海的地域特点,充分考虑安全与经济的原则,推荐分区段采用堤防规范或海堤规范。另外,根据上海的防浪墙的现状,结合改造的难易和可操作性,创新提出了欠高的评价分级标准。

六是兼顾了实用和节约的原则,现场安全检测强调要尽量利用已有资料,现有基础资料不满足安全评价所需参数的情况下再通过勘察测量、材料检测及物探等必要手段进行查清补齐。

3 《规程》实施技术路线及注意事项

3.1 安全评价技术路线

安全评价是海塘安全鉴定工作的主要技术环节。经过上海市2018—2019年多个海塘安全鉴定项目的实践,总结海塘安全评价的主要技术路线如下(如图3所示)。

图3 海塘安全评价技术路线图

第一步,基础资料收集。

针对工程区域海塘特点,收集设计、施工等资料和历年海塘调查资料,了解海塘原设计标准、海塘结构、达标及除险加固情况等内容;同时收集与海塘交叉建筑物的基础资料。

第二步,现状检查及检测。

现状检查及检测是服务于工程质量复核及工程安全复核计算等安全评价工作的,检查及检测项目应与海塘安全评价内容相协调,一般包括以下几方面:①外观质量检查;②材料检测;③测量;④隐患探测;⑤地质勘察;⑥地下管线探测。其中,外观质量检查是通过实地踏勘,对鉴定对象海塘结构的外观进行检查,检查海塘堤顶、防浪墙、内外坡、堤前滩地等是否发生明显破坏;对于难以通过目视发现的土体渗漏、空洞等问题,通过钻探、物探等手段对堤身内部进行检测。

第三步,评价单元划分。

海塘安全评价应按评价单元开展,评价单元划分宜综合考虑委托海塘范围、管理权属、原设计批复的堤段划分、堤防工程单元工程划分标准等因素。

第四步,海塘质量及安全分项复核。

(1)工程质量复核:基于现状检查及检测成果,分析海塘外观、堤身、堤基等部位的现状工程质量是否满足原设计和现行技术标准要求,提出质量复核意见。

(2)工程安全复核,应包括以下步骤和内容:①影响海塘防御能力的主要因素分析,主要有设计潮位频率推算、波要素推求、河势滩势分析、海塘防潮防汛安全特性分析等;②防潮(洪)能力复核,包括堤顶高程复核和越浪量分析;③结构稳定性复核,主要复核内容包括护坡护脚结构稳定、堤身抗滑稳定、堤身沉降、保滩工程结构稳定及青坎临随塘河边坡稳定等;③渗流安全性复核,主要复核当前实际渗流状态能否满足设计条件及规划条件下的渗流安全性要求。

(3)交叉建(构)筑物安全评价:应重点检查连接部位的完好性,并视交叉建(构)筑物类型开展必要的安全复核。

第五步,海塘安全综合评价。

在分项复核评价的基础上形成工程安全综合评价结论,并针对二类海塘、三类海塘提出建议措施。

3.2 实施注意事项

3.2.1关于安全评价承担单位资质要求

上海地区所有主海塘及一线海塘均为1级水工建筑物。根据《工程设计资质标准》,海塘设计承担单位应具备工程设计水利行业城市防洪或河道整治或围垦专业甲级及以上资质。海塘安全评价承担单位宜具备同样资质。

3.2.2关于评价单元划分

评价单元是指为评价海塘工程安全等别而划分的海塘工程区段。《规程》提出:海塘安全评价应按评价单元开展;评价单元划分宜综合考虑委托海塘范围、管理权属、原设计批复的堤段划分、堤防工程单元工程划分标准等因素。评价单元长度宜适中,不宜过长,否则局部安全缺陷将影响整个评价单元的评价等级;不必过短,同一施工单元存在的安全缺陷一般较为雷同,复核结果一般较为接近。根据上海地区实践经验,每500~1000m划分为一个评价单元较为恰当。

3.2.3关于基础资料收集

上海构筑海塘历史悠久,解放前修建的海塘防御能力都较低,解放后海塘得到有计划的加固和改造。早期建造的海塘难以找到设计、施工等方面的档案资料;部分岸段存在运行管理不规范的问题,维修加固、定期检查等有关资料相对缺乏,给安全鉴定工作带来困难。根据上海地区实践经验,上海市自1998年起每5年进行一次较为全面的海塘调查,可依据历年海塘调查资料,了解海塘原设计标准、海塘结构等内容。

3.2.4关于测量、勘察工作深度要求

根据上海地区实践经验,考虑到现状海塘经过多年运行后,结构高程及线位变化较多,为真实准确反映海塘现状,安全鉴定阶段的地形测图比例尺可参照初设阶段的要求;考虑到上海地区海塘下部土体变化较小,为避免不必要的浪费,地质资料应充分利用已有堤防工程及沿堤线其他工程的地质勘察资料,对于堤防薄弱部位或质量存疑部位及资料不齐全的,补充地勘工作量原则上不超过初勘。

3.2.5关于复核计算参数

海塘质量及安全分项复核应基于现状检查及检测成果,其中工程安全复核参数应符合下列要求:①设计潮位、风速宜采用最新统计成果;②现状堤顶高程、堤身断面尺寸及堤前滩地高程应采用最新实测资料;③土体计算参数应采用最新地质勘察成果。

4 结语

上海海塘具有鲜明的地域和筑堤材质特点,为规范上海市海塘安全鉴定技术工作,编制并发布《上海市海塘安全鉴定规程》非常必要。《规程》共分10章和3个附录,主要技术内容有:总则、术语、安全鉴定程序、基础资料收集、现状检查及检测、工程质量复核、工程安全复核、交叉建(构)筑物连接部位安全评价、工程安全综合评价、技术资料和档案管理。经项目试行,具有较强的指导性和可操作性。希望后续实践中能积累更多经验以进一步完善《规程》内容。

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