合浦縣黨江鎮(zhèn)南域海堤堤型加固設(shè)計(jì)方案比選

朱慧明，羅海斌

（1.廣西珠委南寧勘測(cè)設(shè)計(jì)院，南寧 530000；2.廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，南寧 530007)

海堤是在沿海地區(qū)專門用來防止海潮、海浪和風(fēng)暴潮侵襲而建筑的人工保護(hù)建筑物，加強(qiáng)和保障海堤安全，提高海堤的抗洪能力對(duì)保障沿海地區(qū)生命財(cái)產(chǎn)安全具有十分重要的作用。廣西沿海地區(qū)大部分海堤防潮設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，僅為5年一遇，因而亟需提高防洪標(biāo)準(zhǔn)[1]。進(jìn)行合浦縣黨江鎮(zhèn)段南域海堤加固工程設(shè)計(jì)方案研究，可為主管部門的科學(xué)決策提供依據(jù)，對(duì)保證工程建設(shè)的合理性和科學(xué)性具有重要意義。本文以南域海堤標(biāo)準(zhǔn)化加固設(shè)計(jì)為例，通過定性分析考慮多個(gè)因素選定各堤段的堤型。

1 工程基本概況及加固標(biāo)準(zhǔn)

南域海堤位于南流江北海市合浦縣黨江鎮(zhèn)段出?？诘哪细伤篮湍衔魉乐g，南臨北部灣海洋。黨江鎮(zhèn)南域海堤現(xiàn)狀堤圍總長(zhǎng)29.05 km，其中完成標(biāo)準(zhǔn)化海堤建設(shè)0.951 km；其余28.099 km，海堤堤頂平均高程約4.0 m（黃基），平均堤頂寬3.5 m?，F(xiàn)狀南域海堤經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，結(jié)構(gòu)已經(jīng)松散，經(jīng)不起風(fēng)浪襲擊，其中有部分堤段堤防特別低矮單薄，護(hù)坡石松散脫落，防洪標(biāo)準(zhǔn)極低，已建海堤大部分已很難適應(yīng)當(dāng)前防潮、防洪的要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，南域海堤堤岸地層巖性、結(jié)構(gòu)與堤基基本相同，堤外側(cè)多為較大面積的沖積平臺(tái)，大部分堤岸坡度較緩，但有部分堤岸直接面對(duì)河流以及潮汐的沖刷，岸坡不斷被侵蝕坍塌，舊的堤岸護(hù)坡也遭到不同程度的損壞，以致現(xiàn)狀岸坡較陡，坡高約1.5～4.0 m，岸坡穩(wěn)定性、抗沖刷能力差，被沖刷淘蝕嚴(yán)重，存在小規(guī)模塌岸或變形。

南域海堤遇到較強(qiáng)風(fēng)暴潮，常出險(xiǎn)情，甚至決堤成災(zāi)，須對(duì)合浦縣南域海堤進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化加固。南域海堤標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工程等別為Ⅳ等，主要建筑物按4 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。南域海堤按20 年一遇風(fēng)暴組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，不允許越浪。設(shè)計(jì)基本沿著舊堤布置，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)堤線全長(zhǎng)28.536 km，工程樁號(hào)為0+000～28+536，其中新建標(biāo)準(zhǔn)化堤段堤線總長(zhǎng)27.585 km，保留原標(biāo)準(zhǔn)化海堤長(zhǎng)0.951 km。

2 堤型加固方案比選

南域海堤堤線比較長(zhǎng)，且本次南域海堤標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工程堤線基本上在舊堤基礎(chǔ)上進(jìn)行布置。堤型選擇按照因地制宜、就地取材的原則，并根據(jù)堤段所在的地理位置、重要程度、堤址地質(zhì)條件、筑堤材料及風(fēng)浪特性、施工條件、運(yùn)行管理要求以及工程造價(jià)等因素確定。迎海面堤段護(hù)坡是堤防的關(guān)鍵部位，其結(jié)構(gòu)型式對(duì)堤防的安全及投資影響最大，因此，迎海面堤段護(hù)坡護(hù)面材料、消浪方式作為堤型比較的重點(diǎn)。

由于現(xiàn)狀海堤堤防低矮單薄且臨海面堤防直接面臨南流江洪水沖刷，現(xiàn)狀絕大部分舊堤均為斜坡式，迎海面大部分采用干砌石護(hù)坡（大部分已沖垮或損壞）?，F(xiàn)對(duì)樁號(hào)5+670～8+300、樁號(hào)9+251～9+500、樁號(hào)10+340～20+587 典型堤段擬定4 個(gè)堤型方案進(jìn)行比選。

（1）方案1。漿砌C25 混凝土預(yù)制磚階梯型護(hù)坡堤型方案。迎水坡為1∶1 的階梯堤，護(hù)面為M10水泥砂漿漿砌C25砼預(yù)制磚階梯，臺(tái)階高30 cm，臺(tái)階面寬30 cm，下設(shè)50 cm 砂卵石反濾層，堤腳設(shè)C20埋石混凝土基礎(chǔ)，對(duì)于基礎(chǔ)不滿足要求的，增設(shè)C30 砼預(yù)制管樁處理；堤身培厚加高加固采用吹砂填筑方法填筑；背水面堤坡坡比1∶2，表層用紅砂土覆蓋保護(hù)，厚30 cm，護(hù)坡采用草皮護(hù)坡，堤腳設(shè)C20埋石砼擋墻護(hù)腳；堤頂設(shè)C25混凝土路面，堤頂外側(cè)設(shè)反弧式混凝土防浪墻，內(nèi)側(cè)設(shè)C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)肩。方案1堤型斷面見圖1。

圖1 方案1堤型橫斷面圖（推薦堤型）

（2）方案2。漿砌C25 混凝土預(yù)制塊斜坡型護(hù)坡堤型方案。迎水坡為1∶1 的陡坡堤，護(hù)面為M10水泥砂漿漿砌C25砼預(yù)制磚陡坡，厚度60 cm，下設(shè)50 cm厚砂卵石反濾層，其他結(jié)構(gòu)型式同方案1。方案2堤型斷面見圖2。

圖2 方案2堤型橫斷面圖

（3）方案3。M7.5漿砌石斜坡型護(hù)坡堤型方案。迎水坡為1∶1的斜坡，護(hù)面為M7.5漿砌石厚50 cm，其余結(jié)構(gòu)與方案1相同。方案3堤型斷面見圖3。

（4）方案4?，F(xiàn)澆C20 混凝土斜坡型護(hù)坡堤型方案。迎水坡為1∶1.5的斜坡，護(hù)面為現(xiàn)澆C20砼護(hù)坡厚20 cm，其下鋪設(shè)砂碎石墊層厚15 cm，坡腳設(shè)C20 埋石砼護(hù)腳擋墻，壩頂及內(nèi)坡結(jié)構(gòu)與方案一相同。方案4堤型斷面見圖4。

圖3 方案3堤型橫斷面圖

圖4 方案4堤型橫斷面圖

各方案投資、優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析表見表1。

項(xiàng)目護(hù)坡型式每公里堤防投資/萬元方案1（推薦方案）漿砌C25混凝土預(yù)制磚1 140.49方案2漿砌C25混凝土預(yù)制磚1 183.24方案3 M7.5漿砌石護(hù)坡1 060.67方案4現(xiàn)澆C20混凝土面板1 120.46優(yōu)點(diǎn)施工受潮水的影響較小，消浪效果最優(yōu)，質(zhì)量容易控制，進(jìn)度較快，美觀。施工受潮水的影響較小，質(zhì)量容易控制。施工工藝簡(jiǎn)單，投資較小。施工工藝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)投資稍大。護(hù)坡面為陡坡，施工時(shí)需搭設(shè)臨時(shí)施工排架，施工難度相對(duì)比較大，施工進(jìn)度比較慢，相對(duì)消浪效果稍差；投資相對(duì)比較大。消浪效果差，材料運(yùn)輸難，工期較長(zhǎng)，耐久性差，不美觀。消浪效果略差，工程占地大，需要占用河岸或紅樹林；迎水側(cè)堤腳施工困難。

由表1可知，方案2迎海面護(hù)坡為斜坡，坡度較陡，施工時(shí)需搭設(shè)臨時(shí)施工排架，施工難度相對(duì)比較大，施工進(jìn)度比較慢，相對(duì)消浪效果稍差，而且工程投資較大。

方案3 迎海面護(hù)坡采用漿砌石護(hù)面，需要的塊石數(shù)量大，而現(xiàn)狀海堤周邊沒有可以開采的石料場(chǎng)，目前合浦縣境內(nèi)的砂石料場(chǎng)均關(guān)停整頓，只能在本縣城的砂石料市場(chǎng)采購(gòu)，材料供應(yīng)上存在諸多不確定因素，并且漿砌石人工砌筑施工工期較長(zhǎng)，目前從其他工程施工情況看，漿砌石砌筑施工質(zhì)量難以控制，使得漿砌石護(hù)面結(jié)構(gòu)的整體性和質(zhì)量存在不確定性。混凝土護(hù)面結(jié)構(gòu)受上述因素影響較小，施工質(zhì)量易于保證，在耐久性方面也優(yōu)于砌體結(jié)構(gòu)。

方案4迎海面護(hù)坡采用現(xiàn)澆C20混凝土面板護(hù)面，迎水面坡比為1∶1.5，風(fēng)浪爬高為最高，要求加固后的堤高也最高，工程占地最大，需要占用迎水側(cè)的河岸或紅樹林。而且占用河岸部分高程較低，須布置圍堰，施工困難。紅樹林被國(guó)家海洋局、區(qū)政府列入海洋自然保護(hù)區(qū)，工程無法占用紅樹林用地。

方案1 迎海面護(hù)坡采用混凝土預(yù)制磚護(hù)面，階梯型結(jié)構(gòu)，其施工受潮水的影響較小，消浪效果最優(yōu)，堤頂高程最低，且質(zhì)量容易控制，進(jìn)度較快，美觀，結(jié)合合浦縣已建海堤的實(shí)際情況以及南域海堤中間沙標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)堤段所采用的堤型及護(hù)坡型式，樁號(hào)5+670～8+300、樁號(hào)9+251～9+500、樁號(hào)10+340～20+587堤段堤型推薦采用方案1，即M10水泥砂漿漿砌C25混凝土預(yù)制磚階梯型護(hù)坡堤型方案。

3 海堤其余堤段堤型

上述堤型方案僅針對(duì)典型提段迎海面護(hù)坡進(jìn)行比較，由于現(xiàn)狀南域海堤各堤段的堤身斷面形式不一致，為了減少工程量，節(jié)省投資，同時(shí)從工程占地、施工難度、美觀等各方面考慮，對(duì)于其余各堤段，結(jié)合該堤段的地形地勢(shì)、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行堤型選擇。其余各堤段所選定的堤型分述如下：

（1）樁號(hào)0+000～1+260堤段為感潮堤段，現(xiàn)狀堤頂為混凝土公路，堤內(nèi)多為民房，堤外多為魚塘、灘涂或?yàn)樯皥?chǎng)、紅樹林，堤防內(nèi)外坡植被良好，由于現(xiàn)狀該堤段堤頂高程比較高且路面比較完好，設(shè)計(jì)保留現(xiàn)狀堤頂混凝土路面，在堤頂外側(cè)增設(shè)直立式C20混凝土防浪墻，為了方便日后運(yùn)行管理，在堤內(nèi)外兩側(cè)堤腳處修建C20混凝土齒墻進(jìn)行分界。

（2）樁號(hào)1+260～5+670 及樁號(hào)20+587～21+686 堤段為感潮堤段，現(xiàn)狀該堤段堤頂為混凝土公路，其堤防低矮單薄，堤內(nèi)局部為民房，堤外多為灘涂或紅樹林，堤防內(nèi)外坡植被良好。由于現(xiàn)狀該堤段迎水面地面高程比較低，迎水面設(shè)計(jì)為帶有平臺(tái)的復(fù)合式斜坡結(jié)構(gòu)形式，平臺(tái)高程為3.5 m，平臺(tái)寬B=1.2 m，平臺(tái)以上坡比為2.0，平臺(tái)以下坡比為2.5，迎水面平臺(tái)高程以下采用現(xiàn)澆C20 混凝土護(hù)坡厚15 cm，平臺(tái)高程以上采用草皮護(hù)坡；背水面堤坡坡比1∶2，采用草皮護(hù)坡；迎水面及背水面堤腳均設(shè)C20埋石砼擋墻護(hù)腳；堤頂設(shè)C25混凝土路面，堤頂外側(cè)設(shè)反弧式C20 混凝土防浪墻，內(nèi)側(cè)設(shè)C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)肩；堤身全斷面培厚加高加固采用粘土進(jìn)行填筑。

（3）樁號(hào)8+300～9+251堤段為感潮堤段，該堤段完成標(biāo)準(zhǔn)化海堤加固。該堤段堤外坡為M10 水泥砂漿漿砌C25砼預(yù)制磚階梯，內(nèi)坡采用M7.5漿砌石擋墻護(hù)腳，現(xiàn)狀該堤段比較完好，本次設(shè)計(jì)保留該堤段現(xiàn)狀堤線及堤型。

（4）樁號(hào)9+500～10+340 堤段屬于避風(fēng)港灣，現(xiàn)狀海堤較為低矮單薄，沿線建有大量民房，據(jù)調(diào)查，此段海堤洪水期間常被淹沒，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)潮位及洪水位調(diào)查，該堤段多年最高洪水位為4.0 m 高程左右。結(jié)合工程實(shí)際，其中9+500～9+687堤段采用護(hù)面為M10 水泥砂漿漿砌C25 砼預(yù)制磚階梯型式堤型。根據(jù)9+687～10+340 堤段地形地勢(shì)條件，由于該堤段房屋比較密集，為了減少拆遷，該堤段擬采用重力式防洪墻型式堤型，設(shè)計(jì)堤頂高程為4.0 m，重力式擋墻采用C20埋石混凝土擋墻，設(shè)計(jì)墻高4.7 m，墻頂寬0.8 m，墻底寬4.05 m，擋墻臨水側(cè)坡比為1∶0.2，背水側(cè)坡比為1∶0.3，墻趾和墻踵臺(tái)階尺寸0.5 m×1.0 m，基礎(chǔ)埋深不小于1.0 m，擋墻基礎(chǔ)采用打C30 預(yù)制砼管樁處理；堤身培厚加高采用吹砂填筑方法填筑；背水面堤坡坡比1∶2，表層用紅砂土覆蓋保護(hù)，厚30 cm，坡面采用草皮護(hù)坡，堤腳設(shè)C20混凝土擋墻護(hù)腳；堤頂設(shè)C25混凝土路面，堤頂外側(cè)設(shè)直立式C20 混凝土防浪墻，防浪墻頂高程為5.0 m，內(nèi)側(cè)設(shè)C20混凝土預(yù)制塊護(hù)肩。

（5）樁號(hào)21+686～28+536堤段為感潮堤段，現(xiàn)狀該堤身單薄，距南流江岸邊10.0 m～50.0 m，堤內(nèi)多為民房，局部為魚塘蝦塘，堤外側(cè)為河岸以及河漫灘，多為竹林、草地和砂場(chǎng)。由于現(xiàn)狀該堤段迎水面地面高程比較高，迎水面采用單一斜坡結(jié)構(gòu)形式，迎水面坡比根據(jù)地形地勢(shì)采用為1∶2.5 及1∶2，背水面坡比為1∶2，護(hù)坡均采用草皮護(hù)坡；迎水面及背水面堤腳均設(shè)混凝土擋墻護(hù)腳；堤頂設(shè)C25 混凝土路面，堤頂外側(cè)設(shè)反弧式C20混凝土防浪墻，內(nèi)側(cè)設(shè)C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)肩；堤身全斷面培厚加高加固采用粘土進(jìn)行填筑。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合南域海堤舊堤的病險(xiǎn)情況，堤型加固按照因地制宜、就地取材的原則，結(jié)合堤段所在的地理位置、重要程度、堤址地質(zhì)條件、筑堤材料，根據(jù)風(fēng)浪特性、施工條件、運(yùn)行管理要求以及工程造價(jià)等因素確定選定南域海堤標(biāo)準(zhǔn)化加固方案，設(shè)計(jì)方案合理。工程建成后，結(jié)合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化海堤可減輕南域海堤堤圍內(nèi)洪災(zāi)損失，使海堤防御南流江及潮水達(dá)到20 年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)圍內(nèi)人口1.15萬，面積15.8 km2，保護(hù)耕地面積1.209萬畝，海養(yǎng)面積1.06萬畝。該工程對(duì)安定人民生活，保證正常的生產(chǎn)活動(dòng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善城區(qū)環(huán)境和保證人民身體健康有積極作用，故該工程的社會(huì)效益是顯著的。