濱?？h海堤達(dá)標(biāo)工程損壞類型及修復(fù)對(duì)策

陳必文 于 雷

（1.濱?？h水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 鹽城 224500；2.濱?？h灌溉總渠堤閘管理所，江蘇 鹽城 224500）

濱?？h境內(nèi)海堤北起中山河閘，南訖入海水道?？诒遍l，地理坐標(biāo)在N34°21′57.1″～34°6′58.6″、E120°4′46.8″～120°19′9.4″之間，海岸線總長(zhǎng)47.4 km，是古黃河南泛奪灘后沖擊而成的海濱平原，即公元1128年至1855年黃河曾從這里入海，黃河泥沙的供給塑造了宏大的廢黃河三角洲。但1855年黃河北歸入渤海后，供給這一海岸的泥沙驟然中斷，其動(dòng)力、泥沙平衡發(fā)生根本性改變，海岸演變由河流作用為主的堆積轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｑ髣?dòng)力作用為主的岸灘侵蝕改造，河流對(duì)海岸的塑造作用隨之消亡，海岸由淤進(jìn)變?yōu)槲g退。由于歷史時(shí)期缺乏控制岸線后退的能力，據(jù)考證，自1855年黃河北徙后以來(lái)，濱海縣海岸長(zhǎng)期處于侵蝕狀態(tài)，海岸動(dòng)態(tài)大部分為強(qiáng)侵蝕類，海岸線侵蝕后已經(jīng)后退近20 km，是江蘇省侵蝕性最嚴(yán)重的海岸段，也是全國(guó)典型的侵蝕性岸段之一。

1 工程概況

濱海縣自1998年開(kāi)始實(shí)施海堤達(dá)標(biāo)工程建設(shè)，截至2009年底，全縣累計(jì)完成海堤達(dá)標(biāo)護(hù)坡工程26.6 km，保灘工程18.1 km，并對(duì)翻身河閘、淤黃河閘、振東閘、二罾閘和南八灘閘等沿海5 座中型涵閘進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，工程總投資4.55 億元。建成的海堤達(dá)標(biāo)工程經(jīng)受了臺(tái)風(fēng)、海潮的多次考驗(yàn)，有效地遏制了海岸的蝕退，充分發(fā)揮了應(yīng)有的工程效能，基本達(dá)到了穩(wěn)定相應(yīng)堤段海岸線的目標(biāo)，改變了建設(shè)達(dá)標(biāo)工程以前每到汛期年年搶險(xiǎn)的被動(dòng)局面。

2 海堤達(dá)標(biāo)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

海堤達(dá)標(biāo)工程按照防御50年一遇高潮位（3.3 m）加10 級(jí)風(fēng)浪組合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，主海堤堤防等級(jí)為二級(jí)。護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式為：堤頂高程7.0 m，頂寬8.0 m，采用兩級(jí)斜坡之間加消浪平臺(tái)，平臺(tái)寬4 m，堤頂設(shè)反弧擋浪墻，堤腳設(shè)置伸齒坎的防護(hù)型式，底埂高程0～2 m。保灘工程結(jié)構(gòu)形式為：設(shè)計(jì)保護(hù)灘面高程為-1.0 m，在管樁軸線距主海堤腳外50～70 m 處施打透空式預(yù)應(yīng)力管樁，樁長(zhǎng)為9～10 m，樁徑50 cm，壁厚10 cm，樁前設(shè)置10 m寬拋石防護(hù)，底層拋石厚度為35 cm，面層拋?zhàn)o(hù)預(yù)制C25 混凝土塊體，樁后拋石厚度為70 cm，寬5 m，樁前和樁后均設(shè)有紡?fù)凉げ級(jí)|層，如圖1 所示。

3 海堤達(dá)標(biāo)工程損壞類型及原因分析

圖1 海堤達(dá)標(biāo)工程典型斷面圖

海堤達(dá)標(biāo)工程建設(shè)已進(jìn)入了第16 個(gè)年頭，歷經(jīng)多年的汛期考驗(yàn)，基本能抵御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的風(fēng)暴潮侵蝕，初步取得了預(yù)期效果。但濱?？h境內(nèi)海堤有其特殊性，堤前灘面低，正常在-0.5 m 左右，最低達(dá)-3.5 m，平均高潮位1.38 m，平均低潮位-0.60 m，潮差達(dá)1.98 m，每個(gè)潮汐都會(huì)沖刷3 m平臺(tái)以下護(hù)坡，對(duì)工程損壞性大。同時(shí)，缺乏對(duì)侵蝕性海岸動(dòng)態(tài)變化、動(dòng)力條件和防護(hù)型式的觀測(cè)、研究，沒(méi)有從根本上解決堤前灘面蝕降問(wèn)題，加之早期建設(shè)的護(hù)坡工程底埂埋深較淺，沖成板樁施工技術(shù)不夠成熟，造成海堤達(dá)標(biāo)工程不同程度損壞。主要有以下幾種類型：

3.1 混凝土槽型塊護(hù)坡塌陷

主海堤混凝土槽型塊護(hù)坡工程關(guān)鍵部位是底埂，也是薄弱環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系到整個(gè)護(hù)坡的安全。濱?？h海堤達(dá)標(biāo)工程底埂有兩種結(jié)構(gòu)形式：一是早期為灌砌塊石，二是沖成板樁。灌砌塊石底埂存在埋深淺、整體透水性較強(qiáng)等缺陷；板樁底埂在施工中難以克服豎向錯(cuò)縫和接縫灌碎石混凝土不密實(shí)等問(wèn)題，局部透水性強(qiáng)。在海潮的沖刷作用下，灘面刷降快的地段底埂裸露，在海水漲潮時(shí)進(jìn)入堤身，落潮時(shí)逐步帶走土體，造成土體流失，使護(hù)坡塌陷，威脅堤身安全。

3.2 護(hù)坡漿砌塊石格埂破損斷裂

因受經(jīng)費(fèi)制約，早期槽型塊護(hù)坡橫縱格埂及底埂設(shè)計(jì)采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期海潮侵襲，表層砂漿脫落，塊石外露，加上基礎(chǔ)不均勻沉陷，導(dǎo)致格埂斷裂后透水性強(qiáng)，容易使護(hù)坡下土體流失，存在安全隱患。

3.3 護(hù)坡壓腳石沉陷嚴(yán)重

護(hù)坡壓腳石沉陷最具代表性的就是陶灣段海堤，該段海堤是1997年臺(tái)風(fēng)造成缺口搶險(xiǎn)的位置，地質(zhì)條件復(fù)雜。經(jīng)十多年潮水侵蝕，海堤近岸灘面逐年刷降，使護(hù)坡底部壓腳石隨之下沉，壓腳石與底埂頂部高差達(dá)1.5 m，使護(hù)坡底埂懸臂傾斜，造成安全隱患。

3.4 擋潮閘下游港堤護(hù)坡及圓頭損壞

翻身河閘和振東閘下游港堤護(hù)坡及圓頭水毀嚴(yán)重，原因是兩側(cè)港堤前無(wú)法實(shí)施保灘工程，灘面刷降更快。護(hù)坡及圓頭格埂都設(shè)計(jì)為漿砌塊石，底埂既有灌砌塊石，也有沖成板樁，護(hù)坡形式為光坡，厚度只有20 cm，護(hù)坡施工縫用兩層油毛氈相隔，上述工程都存在透水性能差的問(wèn)題，致使港堤圓頭和護(hù)坡下土體從漿砌塊石格埂、施工縫處被掏空，護(hù)坡和圓頭整體塌陷。由于東北風(fēng)暴潮破壞威力大，最大風(fēng)速達(dá)20 m/s，港堤北側(cè)護(hù)坡及圓頭破壞尤其嚴(yán)重。

3.5 保灘工程管樁兩側(cè)拋石流失

保灘工程拋石流失主要有六合莊和陶灣兩段海堤，六合莊段保灘工程尤為明顯。經(jīng)斷面測(cè)量，六合莊段管樁處灘面只有-3.0 m，僅樁兩側(cè)有少量塊石，其余塊石均被海浪沖走，沉入淤泥之中，而且該段管樁長(zhǎng)9 m，樁頂高程1.0 m，只有5 m 長(zhǎng)管樁在灘面以下，嚴(yán)重威脅管樁的穩(wěn)定性，已有二十幾根管樁被小型漁船撞擊，傾斜角度達(dá)45°以上。

4 修復(fù)方案及對(duì)策

4.1 混凝土槽型塊護(hù)坡塌陷修復(fù)方案

對(duì)于混凝土槽型塊護(hù)坡沉陷量不大的情況，可在低潮位時(shí)將稀瀝青灌滿施工逢，減少堤身土體流失，緩解護(hù)坡沉陷。若護(hù)坡混凝土槽型塊沉陷量大，則需先鑿除，再觀察周圍其他混凝土槽型塊有無(wú)空洞現(xiàn)象，并須將護(hù)坡下有空洞的混凝土槽型塊全部鑿除，然后直接在空洞底層鋪設(shè)一層有紡?fù)凉げ肌Ｒ驗(yàn)橐獡尦笔┕?，不能回填土方，故要用小塊石初步填平空洞，再鋪10 cm 厚碎石墊層。受潮汐影響，護(hù)坡高程0～2 m 處無(wú)法澆筑混凝土槽型塊，故改用澆筑50 cm 厚的光坡，并在混凝土中加入早強(qiáng)劑，以提高混凝土早期強(qiáng)度，防止潮水沖刷影響護(hù)坡修復(fù)質(zhì)量。

4.2 護(hù)坡漿砌塊石格埂破損斷裂修復(fù)方案

對(duì)表層損壞不嚴(yán)重的漿砌塊石格埂，先鑿除松動(dòng)砂漿和塊石，用高標(biāo)號(hào)的碎石混凝土澆筑成形，表面砂漿破損的，用砂漿抹平。對(duì)損壞嚴(yán)重、斷裂的漿砌塊石格埂，應(yīng)全部鑿除，在下面鋪設(shè)一層土工布，再用混凝土重新按原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)澆筑，并控制好混凝土強(qiáng)度。

4.3 護(hù)坡壓腳石嚴(yán)重沉陷修復(fù)方案

護(hù)坡壓腳石沉陷后，存在兩種情況：一是表層塊石沒(méi)被泥沙覆蓋，應(yīng)采取重新鋪設(shè)一層土工布，其上再用塊石壓護(hù)，壓腳石寬度不低于15 m，厚度填至高出底埂20 cm，達(dá)到預(yù)留壓腳石沉陷量。二是表層塊石已被泥沙覆蓋，可對(duì)其按上述標(biāo)準(zhǔn)直接再加壓塊石，要求壓腳石表層平整，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)內(nèi)側(cè)高外側(cè)低的斜坡，在海潮作用下就會(huì)導(dǎo)致外側(cè)塊石向內(nèi)翻滾，造成塊石在底埂附近堆積，甚至翻到混凝土槽型護(hù)坡和3 m 平臺(tái)上，若經(jīng)費(fèi)寬裕，應(yīng)在壓腳石表層壓護(hù)一層35 cm×35 cm×35 cm 混凝土預(yù)制塊，以解決表層塊石重量不足而容易翻滾移動(dòng)的問(wèn)題。

4.4 擋潮閘下游港堤護(hù)坡及圓頭損壞修復(fù)方案

擋潮閘下游港堤護(hù)坡修復(fù)與混凝土槽型塊護(hù)坡塌陷修復(fù)方法相似，先鑿除塌陷混凝土光坡，鋪設(shè)土工布，用混凝土找平空洞，再按原標(biāo)準(zhǔn)澆筑20 cm 厚的光坡。但港堤圓頭一旦損壞，混凝土護(hù)坡會(huì)坍塌，使圓頭土體直接裸露，如不及時(shí)修復(fù)，在海水的侵蝕下，損毀速度更快。由于灘面深，在低潮位也不露灘，無(wú)法在原址上按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修復(fù)，故只有退建到圓頭無(wú)需填土處方可。修復(fù)時(shí)，先將損壞護(hù)坡混凝土拋放至所建底埂外側(cè)作為圍堰，在施工中可抵御海水直接沖刷，減輕護(hù)坡混凝土澆筑難度，施工結(jié)束后作為壓腳石。圓頭護(hù)坡底埂采用混凝土和預(yù)制板樁兩種形式，對(duì)于搶潮澆筑混凝土要集中人力、機(jī)械在短時(shí)間內(nèi)完成，以保證護(hù)坡及圓頭修復(fù)質(zhì)量。2012年分別對(duì)翻身河北港堤圓頭和振東閘南圓頭進(jìn)行了修復(fù)，經(jīng)受住了臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)，修復(fù)效果比較好。

4.5 保灘工程管樁兩側(cè)拋石流失修復(fù)方案

管樁內(nèi)側(cè)灘面用塊石拋?zhàn)o(hù)到-1.0 m，不可用編織袋裝土進(jìn)行拋填，因?yàn)榇b土拋入海水中，袋口在海浪的沖擊下容易松散，土?xí)拇诤途幙棿p隙中流出，達(dá)不到防護(hù)效果。管樁外側(cè)應(yīng)采用深海塊石防護(hù)方案，先用土工布鉤掛混凝土預(yù)制塊作為沉排進(jìn)行土工布鋪設(shè)，再用塊石壓護(hù)，壓護(hù)頂高程在-0.5 m 以上，寬度不低于15 m，外側(cè)設(shè)1∶4 的坡，再用700 kg 重的扭王塊壓護(hù)在塊石面層和外坡。2013年由中央財(cái)政投資1000萬(wàn)元，按此方案實(shí)施完成了六合莊段海堤水毀修復(fù)，有效地穩(wěn)定了管樁兩側(cè)拋石，減緩了灘面刷降，基本消除了主海堤護(hù)坡的安全隱患。

5 結(jié)語(yǔ)

灘面侵蝕是造成達(dá)標(biāo)海堤損壞的重要原因之一，控制堤前灘面侵蝕對(duì)維護(hù)達(dá)標(biāo)海堤護(hù)坡穩(wěn)定和減緩水下岸坡侵蝕發(fā)展具有重要意義，簡(jiǎn)而言之，就是“保堤必須保腳，保腳必須保灘”。針對(duì)達(dá)標(biāo)海堤損壞特點(diǎn)，不僅要制定專項(xiàng)方案及時(shí)修復(fù)，還要做好三項(xiàng)工作：一是加強(qiáng)灘面定期觀測(cè)，分析、比較灘面刷降或淤積趨勢(shì)，為今后的工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)；二是在臺(tái)風(fēng)和風(fēng)暴潮后應(yīng)及時(shí)檢查、維修，否則容易形成小洞不補(bǔ)、大洞吃苦的被動(dòng)局面；三要在設(shè)計(jì)上尋求突破，使設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步完善，以延長(zhǎng)工程的使用壽命，比如：將擋潮閘下游港堤圓頭及護(hù)坡加大厚度，所有漿砌塊石底埂和格埂全部替換為混凝土格埂。隨著施工技術(shù)不斷革新和各種新材料、新工藝的快速發(fā)展，必將會(huì)涌現(xiàn)更多科學(xué)合理的修復(fù)方案，治理效果會(huì)更理想。