袁文喜,曾 甄,毛丹紅

(浙江省水利水電勘測設(shè)計院,浙江 杭州 310002)

1 問題的提出

20世紀(jì)90年代浙江連續(xù)遭受1994年17號和1997年11號2次強(qiáng)臺風(fēng)侵襲,給沿海地區(qū)造成嚴(yán)重的人員和財產(chǎn)損失。浙江省委、省政府作出了“建千里海塘、保千萬生靈”的決策,全省建成了約1 400 km的標(biāo)準(zhǔn)海塘,大幅提高了浙江沿海地區(qū)防御臺風(fēng)暴潮的能力,發(fā)揮了顯著的防災(zāi)減災(zāi)效益。然而歷經(jīng)10 a運(yùn)行,部分建于軟土地基上的海塘出現(xiàn)較大的沉降變形,同時還存在一些標(biāo)準(zhǔn)不配套的沿塘水閘和防御能力偏低的非標(biāo)準(zhǔn)海塘,故進(jìn)一步對海塘實(shí)施加固、完善和配套日顯重要。新時期,浙江省委、省政府提出了組織實(shí)施以海塘、江堤和民房加固為主要內(nèi)容的“強(qiáng)塘固房”工程,并寫入了省委全會決定和政府工作報告,作為全省實(shí)施“全面小康六大行動計劃”的重點(diǎn)工作。按照“強(qiáng)塘固房”工程要求,今后5 a要加固沉降30 cm以上及較嚴(yán)重變形等一線海塘548 km和配套閘站371座,投入資金35.7億元。

在海塘工程設(shè)計技術(shù)規(guī)范方面,浙江省在1989年頒布的《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》第一冊基礎(chǔ)上,根據(jù)1994年17號和1997年11號臺風(fēng)暴潮災(zāi)害以后海塘工程技術(shù)研究成果,進(jìn)行修訂補(bǔ)充,并于1999年頒布實(shí)施新的《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定 (上、下冊)》,沿用至今。2008年底水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》 (SL 435—2008)獲水利部批準(zhǔn),于2009年2月11日正式實(shí)施。

為配合“強(qiáng)塘固房”工程的實(shí)施,本文從海塘加固設(shè)計的角度,對照浙江省的《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定(上、下冊)》(以下簡稱 “《海塘規(guī)定》”),結(jié)合新近頒布實(shí)施的《海堤工程設(shè)計規(guī)范》(SL 435—2008)(以下簡稱“《海堤規(guī)范》”),提出相應(yīng)的設(shè)計見解以供參考。

2 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)問題

2.1 防潮 (洪)標(biāo)準(zhǔn)

《海塘規(guī)定》與《海堤規(guī)范》均是按照防護(hù)對象的規(guī)模和重要性劃定工程防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)。但《海堤規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定是結(jié)合國家和社會發(fā)展現(xiàn)狀,特別是沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展現(xiàn)狀,在具體指標(biāo)劃分、保護(hù)對象分類等規(guī)定上有所突破,有所創(chuàng)新。

2.1.1 防護(hù)對象分別防護(hù)的原則

《海堤規(guī)范》中針對防護(hù)區(qū)范圍較大,且各類防護(hù)對象可以分別防護(hù)的情況,提出應(yīng)分別采取防護(hù)措施,各段海堤工程的防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)各防護(hù)對象的重要程度和規(guī)模,由防護(hù)對象的防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)分別確定。同時,同一封閉區(qū)的海堤工程,防潮 (洪)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)一致,如果不能分別防護(hù)時,為保證主要防護(hù)對象的防潮(洪)安全,應(yīng)以各防護(hù)對象中防潮 (洪)標(biāo)準(zhǔn)較高的防護(hù)對象確定海堤工程的防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 特殊防護(hù)區(qū)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

《海堤規(guī)范》將《防洪標(biāo)準(zhǔn)》中未明確提出的沿海鄉(xiāng)村地區(qū)存在的高新農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)作物、水產(chǎn)養(yǎng)殖、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)等防護(hù)對象列為特殊防護(hù)區(qū),這些防護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá),固定資產(chǎn)總值和國內(nèi)生產(chǎn)總值都比較高,若按 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》確定的防洪 (潮)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低,難以適應(yīng)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對防洪防潮標(biāo)準(zhǔn)以及海堤工程建設(shè)的需求,《海堤規(guī)范》對此特別劃定防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)。

因此,在納入“強(qiáng)塘固房”工程的海塘加固項(xiàng)目中,應(yīng)當(dāng)首先根據(jù)加固工程內(nèi)現(xiàn)狀防護(hù)對象的規(guī)模和重要性,對照 《海堤規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,確定加固工程的防潮 (洪)標(biāo)準(zhǔn),同時協(xié)調(diào)好相鄰或同一防護(hù)區(qū)內(nèi)的海塘防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 工程等級

海堤工程的級別按照海堤工程防潮 (洪)標(biāo)準(zhǔn)選定?？紤]到各地海堤工程建設(shè)條件差異較大,《海堤規(guī)范》正文中給出的是各級防潮標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期的范圍,工程定等級時可根據(jù)防護(hù)對象的重要程度、海堤工程建設(shè)條件等具體情況分析選用。

對于浙江的實(shí)際情況,按照 《海塘規(guī)定》及“浙水政(1997)713號”文《關(guān)于印發(fā)＜浙東標(biāo)準(zhǔn)海塘建設(shè)若干問題的意見＞的通知》的要求,浙東標(biāo)準(zhǔn)海塘中,Ⅲ級海塘設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)50 a一遇套用《海堤規(guī)范》其工程等級可定為2級或3級;而對于保護(hù)寧波、溫州、臺州等重要城市的Ⅱ級海塘設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)100 a一遇套用 《海堤規(guī)范》其工程等級卻為1級。

因此,對于浙江原已建設(shè)的Ⅱ、Ⅲ級海塘按照 《海堤規(guī)范》重新確定工程等級時應(yīng)科學(xué)論證,對不滿足要求的也應(yīng)列入“強(qiáng)塘固房”工程范疇。

2.3 抗震設(shè)計

《海塘規(guī)定》對浙江省的海塘工程未作出抗震設(shè)計要求,而在經(jīng)歷了“5.12”汶川特大地震災(zāi)害之后新頒布的《海堤規(guī)范》中明確提出 “位于地震烈度7°及其以上地區(qū)的1級海堤工程或特別重要的堤段,應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計”。

因此,對于省內(nèi)舟山、寧波地區(qū)部分地震烈度在7°的區(qū)域,已建的1級海塘工程或特別重要的堤段應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計復(fù)核,不達(dá)標(biāo)的需列入“強(qiáng)塘固房”工程范疇。

3 基本設(shè)計資料深度問題

海塘加固工程設(shè)計除具備氣象水文、地形、地貌、工程地質(zhì)、建筑材料、施工條件等基本資料外,還應(yīng)收集工程現(xiàn)狀、歷史險情以及原工程的設(shè)計資料等。資料的深度、精度應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計階段的規(guī)定要求?！逗Ｌ烈?guī)定》與《海堤規(guī)范》都十分強(qiáng)調(diào)加固工程的基本設(shè)計資料的深度。在地形測量方面,《海堤規(guī)范》對加固海堤工程提出了較新建海堤更高的測量精度要求;在工程地質(zhì)方面,《海堤規(guī)范》要求對無地質(zhì)資料的舊堤加固應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,對已有地質(zhì)資料但不能滿足《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》要求的還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)勘工作。

因此,在對海塘加固工程設(shè)計前,不僅要全面收集所涉及的基本設(shè)計資料,更應(yīng)確保資料的深度和準(zhǔn)確性,切不可簡化程序、降低精度要求。對于 《海塘規(guī)定》中有關(guān)Ⅳ、Ⅴ等級海塘的簡化勘測做法不宜提倡,應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀的要求執(zhí)行《海堤規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

4 加固結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工問題

海塘加固是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程,不僅要查找現(xiàn)狀海塘不達(dá)標(biāo)的內(nèi)容,更應(yīng)分析不達(dá)標(biāo)的成因以及尋求科學(xué)經(jīng)濟(jì)的加固措施。然而,實(shí)際的海塘加固工程中往往僅針對海塘堤頂高程和護(hù)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度開展工作,單一因素地增加堤頂高程或加強(qiáng)護(hù)面結(jié)構(gòu),忽略了海塘穩(wěn)定、措施經(jīng)濟(jì)性等方面的分析。結(jié)合《海堤規(guī)范》,下面著重談幾個問題。

4.1 堤頂高程的復(fù)核

建于軟土地基上的海塘,歷經(jīng)多年的運(yùn)行,往往出現(xiàn)整體下沉,堤頂高程低于原設(shè)計高程的現(xiàn)象。由于浙江多數(shù)沿海地區(qū)屬于淤漲型海岸,灘涂面的增長及周邊區(qū)域圍涂工程的建設(shè)都對現(xiàn)狀海塘前沿的波浪要素有所改變,因此有必要首先進(jìn)行塘前波浪要素的復(fù)核,進(jìn)而進(jìn)行復(fù)核堤頂高程,合理確定加固后的堤頂高程,不可簡易套用原設(shè)計高程。

此外,堤頂高程還需與護(hù)面結(jié)構(gòu)加固等因素綜合考慮。若外海側(cè)采取削浪措施或堤頂及背坡面結(jié)構(gòu)加強(qiáng),則可通過復(fù)核波浪爬高及越浪量,以降低堤頂高程要求。

4.2 結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)性分析

護(hù)面結(jié)構(gòu)安全與堤身整體安全是海塘加固安全分析中最為重要的2個方面,二者之間是相輔相成,缺一不可。在加固工程設(shè)計中,應(yīng)在復(fù)核這2個結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上,對加固措施的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

4.3 施工監(jiān)測

為避免加固工程施工加載過快引起海堤失穩(wěn),《海堤規(guī)范》中明確要求施工期應(yīng)監(jiān)測堤基和堤身的沉降變形,這體現(xiàn)了與時俱進(jìn)的科學(xué)態(tài)度,有必要在全省的海塘加固工程施工過程中加以推廣實(shí)行。

5 結(jié) 語

“強(qiáng)塘固房”是浙江省委、省政府新時期建設(shè) “平安浙江”的重要舉措。海塘加固是浙江省水利廳實(shí)施“強(qiáng)塘固房”工程中重要的組成部分,本文著重從設(shè)計的角度結(jié)合相關(guān)規(guī)程、規(guī)范,提出了海塘加固工程設(shè)計過程中需重視的相關(guān)問題,為海塘加固工程的實(shí)施做好技術(shù)支撐。