崔 冬,季永興,鄒 丹,舒葉華,賀 英,張志杰,陸 倩
(1.上海市水利工程設計研究院有限公司,上海 200061;2.上海市水務局防汛減災工程技術研究中心,上海 200061;3.上海灘涂海岸工程技術研究中心,上海 200061;4.上海市堤防(泵閘)設施管理處,上海 200080)
上海市水務局(以下簡稱“市水務局”)于2020年3月發布實施了DB31 SW/Z 001—2020《上海市海塘安全鑒定規程》(以下簡稱《規程》)。該《規程》由上海市水利工程設計研究院有限公司(以下簡稱“市水利院”)和上海市堤防(泵閘)設施管理處(以下簡稱“市堤防處”)主編。為便于《規程》使用各方準確貫徹實施相關要求和規定,本文簡述了《規程》的編制背景與過程、規程內容與特色、實施技術路線與注意事項。
建國以來,上海在防汛設施建設上投入了大量人力、物力,千里海塘、千里江堤、區域除澇、城鎮排水“四道防線”基本形成,發揮了巨大的防災減災效益,其中“千里海塘”是上海抵御風暴潮災害的第一道防線,是最重要的安全屏障,對上海城市發展和安全發揮了重要作用。截至2017年12月,上海主海塘總長約505.2km,一線海塘總長約128.7km,分布如圖1所示。
2013年上海市人民政府批復的《上海市海塘規劃(2011—2020)》確定上海主海塘防御標準為“大陸及長興島主海塘防御能力達到200年一遇高潮位+12級風,崇明島及橫沙島主海塘防御能力達到100年一遇高潮位+11級風”。隨著海塘達標工程的陸續建成,海塘工作的重心逐漸轉移到海塘的日常管理上。為掌握海塘安全狀況,便于及時維修加固,應定期進行海塘安全鑒定。海塘安全鑒定是對海塘安全性進行評價和評定等別的活動,是海塘安全運行管理的一項重要工作,也是進行海塘除險加固或達標建設的前期工作。上海自2016年起開始進行系統性的海塘安全鑒定。

圖1 上海市現狀主海塘及一線海塘布局圖(至2017年12月)

圖2 上海市典型海塘結構斷面示意圖
上海地處長江入海口,三面濱江臨海,海塘主體結構為砂性土為主的土石結構(如圖2所示),基礎軟弱,施工周期短,后期沉降大,且歷經多次加高加固,具有鮮明的地域和筑堤材質特點,目前已有的相關技術標準難以直接指導上海市的實際工作[1- 3]。因此,為強化海塘安全管理,規范海塘安全鑒定技術工作,使得相關工作形成完整的技術工作體系,編制并發布《上海市海塘安全鑒定規程》非常必要。
1.2.1專題研究形成《規程》草案
2015年市堤防處向市水務局提出了開展《上海市海塘安全鑒定規程研究》的需求,于2016年獲市水務局立項支持(項目編號:滬水科2016- 01),由市水利院及市堤防處共同承擔完成。該研究歷時近兩年,在廣泛調研海塘安全鑒定相關法規和標準、類似技術規程、本市和其他沿海省市相關規定和實踐經驗的基礎上,針對上海市海塘安全鑒定工作中的程序和主要技術問題開展研究,形成了《規程》研究報告,并編制了《規程》草案。
1.2.2項目試行形成《規程》征求意見稿
2018年度與2019年度,上海市先后組織實施了3項海塘安全鑒定項目,一是位于橫沙島的新民港水閘至文興港水閘之間的海塘;二是位于沿江通道越江隧道穿越長江堤防的部分海塘;三是位于長興島北沿電廠圩和永豐圩之間的海塘。《規程》草案在上述項目中均得到了有效試行,編制組及時總結實踐經驗,修改完善《規程》條款,形成《規程》征求意見稿。
1.2.3意見征詢形成《規程》送審稿
《規程》征求意見稿完成后,發函廣泛征求了設計、勘察、測量、物探和管理等10家部門和單位的意見,以及4位上海市和外省市專家的意見。編制組在充分吸納的基礎上,逐一修改完善相關內容,形成了《規程》送審稿。
1.2.4專家評審形成《規程》報批稿
《規程》送審稿完成后,市水務局科技處組織召開了《規程》專家評審會。專家組一致同意該《規程》通過評審,并建議盡快發布施行。會后,編制組根據專家及相關部門意見進一步修改完善《規程》,形成《規程》報批稿。
1.2.5局長辦公會通過正式發布《規程》
2020年3月,《規程》(報批稿)提交局長辦公會議審議并通過,正式發布實施。
本《規程》依據《上海市海塘管理辦法》、《上海市海塘運行管理規定》等相關規定,按照《水利技術標準編寫規定》要求,參照《堤防工程安全評價導則》等行業標準,總結上海近年來海塘安全評估與鑒定工作實踐經驗,借鑒沿海省份相關規定,編制而成。《規程》共分10章和3個附錄:1.總則;2.術語;3.安全鑒定程序;4.基礎資料收集;5.現狀檢查及檢測;6.工程質量復核;7.工程安全復核;8.交叉建(構)筑物連接部位安全評價;9.工程安全綜合評價;10.技術資料和檔案管理;附錄A.上海市海塘典型斷面結構;附錄B.海塘安全評價報告編制目錄;附錄C.海塘安全鑒定報告書樣式。
2.1.1總則
“1.總則”規定了規程編制目的、規程適用范圍、安全鑒定范圍、安全鑒定周期、引用標準清單、執行相關標準的要求等。本規程編制目的是規范上海市海塘安全鑒定技術工作,適用于上海市范圍內主海塘的安全鑒定,一線海塘和備塘可參照執行。海塘安全鑒定范圍應包括海塘主體結構、海塘與交叉建(構)筑物的連接部位、保灘工程等,交叉建(構)筑物自身安全鑒定應按相應規定另行評價。
2.1.2術語
“2.術語”規定了海塘、海塘安全鑒定、主海塘、一線海塘、備塘、交叉建(構)筑物、穿堤建(構)筑物、跨堤建(構)筑物、海塘安全評價、評價單元等主要術語的定義。海塘安全鑒定是指通過安全評價、成果審查和意見審定等程序,對海塘安全性進行評價和評定等別的活動。海塘安全評價是指通過資料查閱、現狀檢查及檢測、工程質量及安全復核等方法,對海塘安全性做出科學評價的活動。
2.1.3一般規定
“3.安全鑒定程序”提出了海塘安全鑒定包括安全評價、成果審查和意見審定3個基本程序。其中,安全評價是海塘安全鑒定工作的主要技術環節,應首先充分收集相關基礎資料;其次進行現狀檢查及檢測;再次進行評價單元劃分,然后分項復核和評定等級,最后形成評價單元的安全類別等綜合評價意見。
“4.基礎資料收集”提出了基礎資料收集的一般規定、海塘基礎資料收集清單、交叉建(構)筑物基礎資料收集清單。當收集的基礎資料不滿足要求時,應通過勘察測量、材料檢測及物探等必要手段進行查清補齊。
“5.現狀檢查及檢測”提出了海塘現狀檢查及檢測的一般規定與分項要求。海塘現狀檢查及檢測項目宜包括外觀質量檢查,材料檢測,測量,地質勘察、隱患探測及地下管線探測。
“6.工程質量復核”提出了海塘工程質量復核的一般規定以及分項復核要求與復核分級。海塘工程質量復核應包括外觀質量復核、堤身質量復核、堤基質量復核,其中堤身質量復核與堤基質量復核宜針對海塘薄弱位置或質量存疑位置進行。
“7.工程安全復核”提出了海塘工程安全復核的一般規定以及分項復核要求與復核分級。工程安全復核應包括防潮(洪)能力復核、結構穩定性復核、滲流安全性復核[4- 5]。
“8.交叉建(構)筑物連接部位安全評價”提出了海塘交叉建(構)筑物連接部位安全復核的重點以及評價分級。交叉建(構)筑物連接部位安全復核應重點檢查連接部位的完好性,并視交叉建(構)筑物類型開展必要的安全復核,如差異沉降、繞滲、接觸沖刷等復核。
“9.工程安全綜合評價”提出了海塘工程綜合評價三類海塘的定義及分類依據。在分項復核評價的基礎上,提出海塘安全綜合評價意見和工程安全類別,工程安全類別可分為下列三類:①一類海塘(安全):無影響海塘正常運行的缺陷,進行正常日常維修養護即可。②二類海塘(基本安全):存在部分安全缺陷或損壞,應局部加固或歲修的建議措施。③三類海塘(不安全):存在嚴重安全問題,應提出應急搶險或除險加固或達標建設的建議措施。
“10.技術資料和檔案管理”提出了技術檔案的主要內容及歸檔要求。
本《規程》具有以下6方面特色:
一是充分考慮了上海海塘為內外多道塘的特點,基于各道海塘的功能、權屬和現狀完好性,規定主海塘執行本規程、一線海塘和備塘可參照執行。
二是充分考慮了上海海塘均為1級建筑物的特點,安全鑒定各項工作從嚴、從細要求。
三是充分考慮了上海海塘主要為土石結構的特點,在現狀檢查及檢測、分項安全復核等環節的技術要求中有充分體現。
四是充分考慮了上海海塘有堤前保灘工程的特點,護堤先保灘,對保灘工程安全鑒定相關技術要求做了明確規定。
五是防潮(洪)能力復核中的波浪爬高計算方法,根據上海的地域特點,充分考慮安全與經濟的原則,推薦分區段采用堤防規范或海堤規范。另外,根據上海的防浪墻的現狀,結合改造的難易和可操作性,創新提出了欠高的評價分級標準。
六是兼顧了實用和節約的原則,現場安全檢測強調要盡量利用已有資料,現有基礎資料不滿足安全評價所需參數的情況下再通過勘察測量、材料檢測及物探等必要手段進行查清補齊。
安全評價是海塘安全鑒定工作的主要技術環節。經過上海市2018—2019年多個海塘安全鑒定項目的實踐,總結海塘安全評價的主要技術路線如下(如圖3所示)。

圖3 海塘安全評價技術路線圖
第一步,基礎資料收集。
針對工程區域海塘特點,收集設計、施工等資料和歷年海塘調查資料,了解海塘原設計標準、海塘結構、達標及除險加固情況等內容;同時收集與海塘交叉建筑物的基礎資料。
第二步,現狀檢查及檢測。
現狀檢查及檢測是服務于工程質量復核及工程安全復核計算等安全評價工作的,檢查及檢測項目應與海塘安全評價內容相協調,一般包括以下幾方面:①外觀質量檢查;②材料檢測;③測量;④隱患探測;⑤地質勘察;⑥地下管線探測。其中,外觀質量檢查是通過實地踏勘,對鑒定對象海塘結構的外觀進行檢查,檢查海塘堤頂、防浪墻、內外坡、堤前灘地等是否發生明顯破壞;對于難以通過目視發現的土體滲漏、空洞等問題,通過鉆探、物探等手段對堤身內部進行檢測。
第三步,評價單元劃分。
海塘安全評價應按評價單元開展,評價單元劃分宜綜合考慮委托海塘范圍、管理權屬、原設計批復的堤段劃分、堤防工程單元工程劃分標準等因素。
第四步,海塘質量及安全分項復核。
(1)工程質量復核:基于現狀檢查及檢測成果,分析海塘外觀、堤身、堤基等部位的現狀工程質量是否滿足原設計和現行技術標準要求,提出質量復核意見。
(2)工程安全復核,應包括以下步驟和內容:①影響海塘防御能力的主要因素分析,主要有設計潮位頻率推算、波要素推求、河勢灘勢分析、海塘防潮防汛安全特性分析等;②防潮(洪)能力復核,包括堤頂高程復核和越浪量分析;③結構穩定性復核,主要復核內容包括護坡護腳結構穩定、堤身抗滑穩定、堤身沉降、保灘工程結構穩定及青坎臨隨塘河邊坡穩定等;③滲流安全性復核,主要復核當前實際滲流狀態能否滿足設計條件及規劃條件下的滲流安全性要求。
(3)交叉建(構)筑物安全評價:應重點檢查連接部位的完好性,并視交叉建(構)筑物類型開展必要的安全復核。
第五步,海塘安全綜合評價。
在分項復核評價的基礎上形成工程安全綜合評價結論,并針對二類海塘、三類海塘提出建議措施。
3.2.1關于安全評價承擔單位資質要求
上海地區所有主海塘及一線海塘均為1級水工建筑物。根據《工程設計資質標準》,海塘設計承擔單位應具備工程設計水利行業城市防洪或河道整治或圍墾專業甲級及以上資質。海塘安全評價承擔單位宜具備同樣資質。
3.2.2關于評價單元劃分
評價單元是指為評價海塘工程安全等別而劃分的海塘工程區段。《規程》提出:海塘安全評價應按評價單元開展;評價單元劃分宜綜合考慮委托海塘范圍、管理權屬、原設計批復的堤段劃分、堤防工程單元工程劃分標準等因素。評價單元長度宜適中,不宜過長,否則局部安全缺陷將影響整個評價單元的評價等級;不必過短,同一施工單元存在的安全缺陷一般較為雷同,復核結果一般較為接近。根據上海地區實踐經驗,每500~1000m劃分為一個評價單元較為恰當。
3.2.3關于基礎資料收集
上海構筑海塘歷史悠久,解放前修建的海塘防御能力都較低,解放后海塘得到有計劃的加固和改造。早期建造的海塘難以找到設計、施工等方面的檔案資料;部分岸段存在運行管理不規范的問題,維修加固、定期檢查等有關資料相對缺乏,給安全鑒定工作帶來困難。根據上海地區實踐經驗,上海市自1998年起每5年進行一次較為全面的海塘調查,可依據歷年海塘調查資料,了解海塘原設計標準、海塘結構等內容。
3.2.4關于測量、勘察工作深度要求
根據上海地區實踐經驗,考慮到現狀海塘經過多年運行后,結構高程及線位變化較多,為真實準確反映海塘現狀,安全鑒定階段的地形測圖比例尺可參照初設階段的要求;考慮到上海地區海塘下部土體變化較小,為避免不必要的浪費,地質資料應充分利用已有堤防工程及沿堤線其他工程的地質勘察資料,對于堤防薄弱部位或質量存疑部位及資料不齊全的,補充地勘工作量原則上不超過初勘。
3.2.5關于復核計算參數
海塘質量及安全分項復核應基于現狀檢查及檢測成果,其中工程安全復核參數應符合下列要求:①設計潮位、風速宜采用最新統計成果;②現狀堤頂高程、堤身斷面尺寸及堤前灘地高程應采用最新實測資料;③土體計算參數應采用最新地質勘察成果。
上海海塘具有鮮明的地域和筑堤材質特點,為規范上海市海塘安全鑒定技術工作,編制并發布《上海市海塘安全鑒定規程》非常必要。《規程》共分10章和3個附錄,主要技術內容有:總則、術語、安全鑒定程序、基礎資料收集、現狀檢查及檢測、工程質量復核、工程安全復核、交叉建(構)筑物連接部位安全評價、工程安全綜合評價、技術資料和檔案管理。經項目試行,具有較強的指導性和可操作性。希望后續實踐中能積累更多經驗以進一步完善《規程》內容。