顏君來,馮 閃,李水瀧
(浙江省水利水電勘測設(shè)計院,浙江 杭州 310002)
《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》(以下簡稱《規(guī)定》)自1999年發(fā)布以來,在浙江省海塘工程設(shè)計、施工與管理等方面發(fā)揮了重要的技術(shù)指導(dǎo)作用[1]。經(jīng)過20多年的應(yīng)用,結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范以及技術(shù)進(jìn)步等,有必要對《規(guī)定》進(jìn)行一次全面評估,有利于下階段進(jìn)一步健全海塘工程建設(shè)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,加強(qiáng)對海塘設(shè)計、施工、管理的技術(shù)指導(dǎo),提高標(biāo)準(zhǔn)的適用性和科學(xué)性,更好地服務(wù)海塘建設(shè)安全提標(biāo)、生態(tài)提質(zhì)、融合提升等多種需求,為浙江省實(shí)施海塘安瀾千億工程打好基礎(chǔ)。
對比現(xiàn)行GB/T 51015—2014《海堤工程設(shè)計規(guī)范》和GB 50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》,《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》在防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)劃分、防護(hù)對象劃分、防護(hù)對象規(guī)模劃分、潮(洪)重現(xiàn)期劃分、防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)確定、海塘工程的級別劃分存在差異[2-4]。
對標(biāo)世界主要發(fā)達(dá)國家和國內(nèi)兄弟省份,浙江省的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)偏低,不能滿足浙江省經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展,海塘保護(hù)區(qū)內(nèi)人口、經(jīng)濟(jì)大幅度增長的現(xiàn)實(shí)需求[5]。與浙江省爭做高質(zhì)量發(fā)展的排頭兵,成為新時代全面展示中國特色社會主義制度優(yōu)越性重要窗口的定位極不相符。
建議立足浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及省情,補(bǔ)充特殊的防護(hù)對象、完善防護(hù)對象的規(guī)模劃分,在調(diào)研、專題論證及專家咨詢的基礎(chǔ)上,明確浙江省海塘的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),按照“重要窗口”的目標(biāo)定位以及海塘安瀾規(guī)劃的相關(guān)要求,調(diào)整防護(hù)對象的類別、規(guī)模及重要性劃分、防潮標(biāo)準(zhǔn)及海塘工程建筑物級別。
(1)設(shè)計潮(水)位應(yīng)采用頻率分析的方法確定,修編時補(bǔ)充低潮(水)位的資料統(tǒng)計要求。
(2)開展“設(shè)計潮位的統(tǒng)計與分析”專題研究,擬對錢塘江河口地區(qū)、浙東沿海潮位測站進(jìn)行梳理,對潮位站地理位置、資料年限進(jìn)行調(diào)研和收集,對各潮位站的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析。修編主要潮位測站設(shè)計潮位成果表。
(3)補(bǔ)充位于河口地區(qū)的海堤工程,應(yīng)將潮(水)頻率分析計算結(jié)果與設(shè)計洪(潮)水面線分析計算結(jié)果進(jìn)行比較,選取較髙值作為設(shè)計潮(水)位值。
(4)補(bǔ)充具有短期潮(水)位觀測資料工程點(diǎn)的設(shè)計潮(水)位推求方法以及短期觀測資料的要求。
(5)錢塘江河口區(qū)域工程設(shè)計應(yīng)充分考慮工程和涌潮之間的相互影響,修編時補(bǔ)充與涌潮相關(guān)的基礎(chǔ)資料。
(6)從潮位測站地理位置來看,椒江—飛云江段潮位測站相對偏少,建議在該岸段增設(shè)潮位測站。
(1)設(shè)計波浪與設(shè)計高潮位應(yīng)采用相同的重現(xiàn)期。
(2)如果工程地點(diǎn)有20 a以上的長期測波資料,可采用頻率分析的方法確定設(shè)計波浪。
(3)當(dāng)工程地點(diǎn)無長期測波資料時,對于海灣及河口段(有限風(fēng)區(qū))的波浪要素計算采用風(fēng)速推算(莆田公式)的方法;對于開敞式海岸,設(shè)計波浪要素采用外海波浪資料(浙北嵊山站、浙中大陳站和浙南南麂站)通過淺水變形求得。
(4)開展“設(shè)計風(fēng)速的統(tǒng)計與分析”專題研究,主要內(nèi)容包括:1對浙江省沿海外海側(cè)及內(nèi)陸側(cè)近氣象站地理位置、風(fēng)速資料年限進(jìn)行調(diào)研,初步分析確定修編階段需要收集的風(fēng)速測站及資料;2向氣象站申請并收集各測站自建站以來的各項(xiàng)風(fēng)速資料;3風(fēng)速統(tǒng)計、分析、論證,海上設(shè)計定時風(fēng)速確定方法分析、論證;4根據(jù)最新海岸線對風(fēng)速因子的等值線進(jìn)行修訂。
(5)開展“深水波浪要素及近岸波浪站波浪的統(tǒng)計與分析”專題研究,主要內(nèi)容包括:1收集嵊山、大陳、南麂自建站至2020年的深水波要素資料,加強(qiáng)對琵琶門、坎門、洞頭、普陀等近岸波浪站自始測至2020年波浪要素資料的收集;2對資料進(jìn)行統(tǒng)計分析,更新浙江省沿海的深水波設(shè)計要素。
(6)建議按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》6.4節(jié)修編《規(guī)定》中波浪淺水變形計算的相關(guān)內(nèi)容。要求1~3級海塘工程,應(yīng)采用數(shù)值計算方法進(jìn)行波浪折射、反射、淺水變形、繞射等計算,數(shù)值方法計算應(yīng)有較為完善的驗(yàn)證資料[2]。
(7)建議在浙東沿海增設(shè)波浪測站。
(1)浙江省海塘大部分建筑在軟土地基上,海塘按照允許部分越浪設(shè)計可有效降低塘頂高程,確保海塘的安全性和經(jīng)濟(jì)性,因此,允許部分越浪設(shè)計的理念是合適的。
(2)《規(guī)定》針對浙江省海塘“三面光”情況,要求海塘允許越浪量不大于0.05 m3/(s · m)[1]。而《海堤工程設(shè)計規(guī)范》6.6.1條提出根據(jù)海堤表面不同的防護(hù)情況,確定不同的允許越浪量[2],其越浪量劃分及要求比《規(guī)定》更嚴(yán)格更詳細(xì)。
(3)允許越浪量的計算公式主要根據(jù)室內(nèi)模型試驗(yàn)的成果提出,其適用性有一定局限。為保障工程安全,《規(guī)定》和《海堤工程設(shè)計規(guī)范》都規(guī)定重要海塘應(yīng)通過模型試驗(yàn)驗(yàn)證越浪量以及堤頂和背水坡護(hù)面的防沖穩(wěn)定性[1-2]。
(4)允許部分越浪的設(shè)計理念最初來自海港工程,主要應(yīng)用于防波堤設(shè)計,后來逐步應(yīng)用于海岸防護(hù)及海塘工程設(shè)計,取得較好的效果。特別是對城市段海塘工程和深厚軟土地基上的海塘工程,意義更為明顯。當(dāng)前,浙江省正在建設(shè)海塘安瀾工程,其高等級的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)必將增加堤頂高程。海塘結(jié)構(gòu)防護(hù)不僅提出“沖而不垮,漫而不決”的設(shè)計理念,另外在結(jié)構(gòu)型式上也希望在提高海塘塘頂、增加塘身寬度的前提下,在加強(qiáng)塘頂、背水坡結(jié)構(gòu)防護(hù)和排水通暢的條件下,提高允許越浪量的標(biāo)準(zhǔn),以寬度換高度,提高海塘的防潮標(biāo)準(zhǔn)。這也是下階段《規(guī)定》修編的主要研究方向之一。
(1)海塘工程設(shè)計應(yīng)具備可靠的基礎(chǔ)資料,主要包括社會經(jīng)濟(jì)、氣象與水文、工程地形以及工程地質(zhì)資料等。關(guān)于工程地形資料,建議《規(guī)定》修編時按照不同設(shè)計階段、不同建筑物類別(新建/加固)進(jìn)行補(bǔ)充完善。關(guān)于工程地質(zhì)資料,應(yīng)按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》及浙江省海塘安瀾的要求補(bǔ)充、強(qiáng)調(diào)以下內(nèi)容:1對于舊堤加固、改擴(kuò)建工程應(yīng)收集老堤地質(zhì)資料,并與現(xiàn)階段地質(zhì)資料進(jìn)行對比評價;2收集險工堤段的歷史和當(dāng)前險情資料;3重點(diǎn)查明老堤的堤身填筑材料、填筑時間等其他施工情況;4查明工程區(qū)表層流泥、暗溝、港汊、塘、地下障礙物等不良地質(zhì)條件[2]。
(2)塘線布置的規(guī)劃依據(jù)應(yīng)結(jié)合新時期建設(shè)要求補(bǔ)充生態(tài)紅線保護(hù)以及海岸線管控等要求。塘線布置的一般原則應(yīng)考慮浙江省海塘安瀾規(guī)劃實(shí)施,重點(diǎn)增加引導(dǎo)塘線布置與城市道路、公園綠地及灘涂濕地等結(jié)合融合,充分發(fā)揮海塘岸線的綜合效益。
(3)海塘斷面的基本型式除常規(guī)的斜坡式、直立式和復(fù)式外,按照浙江省已建海塘工程調(diào)研的情況及海塘生態(tài)化的要求,補(bǔ)充框架式混凝土結(jié)構(gòu)、大緩坡式生態(tài)結(jié)構(gòu)。并在修編時調(diào)整下冊中“附錄一已建海塘不同塘型代表性橫斷面”。
(1)《規(guī)定》和《海堤工程設(shè)計規(guī)范》對堤頂高程的確定、波浪爬高的計算基本一致,其中涉及的計算參數(shù)也基本一致,建議《規(guī)定》中的糙滲系數(shù)按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行補(bǔ)充和數(shù)據(jù)統(tǒng)一[1-2]。
(2)采用不規(guī)則波要素計算波浪爬高時,《規(guī)定》中宜補(bǔ)充考慮塘前涂面較陡的情況,以便合理確定塘前設(shè)計波要素。
(3)《規(guī)定》中波浪爬高計算公式,建議按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》增加塘前種植防浪林的波浪爬高計算,可以更好地指導(dǎo)浙江省海塘安瀾生態(tài)提質(zhì)[1-2]。
(4)建議《規(guī)定》修編時補(bǔ)充錢塘江河口段海塘塘頂高程計算的原則。
(5)建議按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》補(bǔ)充與路堤結(jié)合的海堤、有特殊景觀要求堤段的設(shè)計要求。
(1)關(guān)于“一般規(guī)定”章節(jié):1取消海塘工程設(shè)計資質(zhì)及設(shè)計文件組成的要求,依據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》補(bǔ)充堤身設(shè)計一般、普遍性的原則及要求;2結(jié)合浙江省情,有針對性地補(bǔ)充筑堤材料及相關(guān)填筑標(biāo)準(zhǔn)的章節(jié);3補(bǔ)充明確海塘整體穩(wěn)定、海塘擋浪墻穩(wěn)定、海塘防浪墻穩(wěn)定的“計算工況及水位組合”:正常運(yùn)行工況 、非常運(yùn)行工況1(施工期)、非常運(yùn)行工況2(地震)。
(2)關(guān)于“斷面結(jié)構(gòu)基本尺寸確定”:1塘頂高程按照波浪爬高相關(guān)公式計算并結(jié)合斷面模型試驗(yàn)綜合確定。結(jié)合浙江省實(shí)際情況,補(bǔ)充錢塘江河口段海塘塘頂高程分區(qū)間(閘口、七堡)確定的計算原則。2塘頂寬度將按照《浙江省海塘安瀾千億工程建設(shè)規(guī)劃》《浙江省海塘安瀾千億工程行動計劃》進(jìn)行修編。3根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》以及塘頂寬度的新要求完善堤后防汛道路、堤頂錯車道等具體要求。4防浪墻的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)塘前波浪條件作補(bǔ)充。5過渡反濾層的設(shè)置要求建議按照錢塘江地區(qū)海塘(粉砂、粉土堤身)和浙東沿海海塘(石壩擋潮+土方閉氣)2類分別編制。6結(jié)合《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》補(bǔ)充土體防滲材料的滲透系數(shù)控制指標(biāo)[6];結(jié)合《海堤工程設(shè)計規(guī)范》完善海塘滲流和滲透穩(wěn)定的計算要求[2]。
(3)關(guān)于“護(hù)塘地”:根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》《浙江省海塘建設(shè)管理?xiàng)l例》以及實(shí)際調(diào)研情況等明確護(hù)塘地的范圍(可分老塘加固和新建海塘2種情況),具體內(nèi)容納入工程管理章節(jié)編寫[2,7]。
(4)關(guān)于“與海塘連接的交叉建筑物”:1明確對于加固、改擴(kuò)建的海塘應(yīng)復(fù)核海塘交叉建筑物的防潮標(biāo)準(zhǔn),并采取工程措施使其達(dá)到海塘的防潮標(biāo)準(zhǔn);2補(bǔ)充交叉建筑物與海塘連接部位差異沉降的控制要求和銜接過渡的工程措施;3提出交叉建筑物上部建筑應(yīng)作為海塘安瀾“幸福線”“風(fēng)景線”的重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行打造。
(5)建議補(bǔ)充海塘耐久性設(shè)計的相關(guān)要求。
(1)海塘護(hù)面結(jié)構(gòu)的一般規(guī)定應(yīng)根據(jù)建設(shè)生態(tài)海堤和浙江省海塘安瀾規(guī)劃的相關(guān)要求,補(bǔ)充海塘護(hù)面生態(tài)化的總體要求。
(2)斜坡塘迎潮面的護(hù)坡結(jié)構(gòu)主要包括干砌塊石、漿砌塊石、混凝土灌砌塊石、人工塊體及混凝土面板等。根據(jù)水利水電工程及其水工建筑物耐久性設(shè)計相關(guān)要求,調(diào)整混凝土、砂漿等的最低強(qiáng)度等級。為保證海塘在超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)暴潮作用下護(hù)面結(jié)構(gòu)的適度安全性,海塘護(hù)面塊體、護(hù)面厚度按照經(jīng)驗(yàn)公式計算后,還應(yīng)乘以一定的安全系數(shù)進(jìn)行修正。同時建議補(bǔ)充柵欄板、四腳空心方塊、扭王字塊、扭工字塊等人工塊體尺寸設(shè)計計算的相關(guān)內(nèi)容。
(3)直立塘設(shè)計的關(guān)鍵是外海側(cè)擋墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,混合式海塘迎潮面設(shè)計應(yīng)符合斜坡塘和直立塘的有關(guān)規(guī)定,坡面轉(zhuǎn)折處結(jié)構(gòu)應(yīng)予加強(qiáng)。
(4)塘頂護(hù)面宜在塘身沉降基本穩(wěn)定后實(shí)施,采用抗沖護(hù)面結(jié)構(gòu)。對于路堤結(jié)合并有通車要求的堤頂,應(yīng)補(bǔ)充滿足公路路面、路基的相關(guān)設(shè)計要求。
(5)背水坡護(hù)面結(jié)構(gòu)可采用植物措施、工程措施或組合措施,應(yīng)根據(jù)越浪量的大小,選擇合適的護(hù)面型式,并符合《海堤工程設(shè)計規(guī)范》第6.6.1條的要求[2]。
(6)塘前護(hù)底塊石的穩(wěn)定重量與塘前波浪底流速有關(guān),建議修編波浪底流速計算公式及其對應(yīng)堤腳塊石穩(wěn)定重量的取值。
(7)錢塘江河口為強(qiáng)潮河口區(qū),沖淤規(guī)律復(fù)雜,各河段海塘普遍存在塘前灘地沖刷問題,建議補(bǔ)充錢塘江河口堤腳防沖刷保護(hù)相關(guān)內(nèi)容(防沖措施、設(shè)計沖刷原則、設(shè)計沖刷高程等)。
(8)建議補(bǔ)充完善岸灘防護(hù)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。主要包括工程措施、生物措施或兩者相結(jié)合的防護(hù)措施,各類工程措施、生物措施的適用條件等。
(9)建議補(bǔ)充海塘護(hù)面生態(tài)化的具體規(guī)定。
(1)海塘穩(wěn)定計算主要包括滲流及滲透穩(wěn)定計算、抗滑穩(wěn)定計算以及沉降計算。建議《規(guī)定》中增加滲流及滲透穩(wěn)定計算的相關(guān)內(nèi)容。
(2)進(jìn)行海塘穩(wěn)定計算時,建議根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》附錄M.0.4,修改完善各計算工況穩(wěn)定計算時,土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選取方法,并明確海堤運(yùn)行期定義:“地基土完全固結(jié)情況認(rèn)為是正常運(yùn)行情況”[2]。
(3)建議根據(jù)海塘調(diào)研情況,海塘軟基處理方案補(bǔ)充水泥攪拌樁、旋噴樁、爆炸擠淤置換以及灌注樁等基礎(chǔ)處理方案。
(1)建議按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》補(bǔ)充海塘施工設(shè)計的一般規(guī)定,刪除《規(guī)定》原條文7.1中的“一般規(guī)定”(施工管理、施工準(zhǔn)備等),參照現(xiàn)有文件或規(guī)程規(guī)范執(zhí)行即可。
(2)海塘工程建筑材料無特殊要求,建議刪除“7.2筑塘材料要求”,按照設(shè)計要求并執(zhí)行《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》即可[8]。
(3)建議根據(jù)浙江省海塘工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),增加真空預(yù)壓、深層攪拌樁、混凝土灌注樁、爆炸擠淤等地基處理方法的施工技術(shù)要求。
(4)關(guān)于土方施工,除保留浙東軟土地基海塘施工加荷控制要求外,建議補(bǔ)充錢塘江河口地區(qū)海塘(主體塘身采用粉砂、粉土填筑)的施工加荷控制要求;土方填筑施工方法,建議補(bǔ)充錢塘江地區(qū)海塘常用的戽水密實(shí)施工方法;對堤外取土范圍及深度要求進(jìn)行修改完善。
(5)砌石(砌塊體)施工、混凝土護(hù)坡及防護(hù)墻(面板)施工以及海塘與剛性建筑物交叉連接施工部分條款與《堤防工程施工規(guī)范》和《海堤工程設(shè)計規(guī)范》不一致,要求修改完善[2,9]。
(6)海塘工程竣工驗(yàn)收無特殊要求,按照《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》執(zhí)行即可。建議刪除“7.8竣工驗(yàn)收”[10]。
(7)根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》和《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》補(bǔ)充施工導(dǎo)流度汛內(nèi)容,建議將交叉建筑物和海塘建筑物分別描述[2,11]。
(8)建議補(bǔ)充海塘工程施工標(biāo)準(zhǔn)化工地相關(guān)要求。
(1)關(guān)于“管理設(shè)施設(shè)計”:對于管理機(jī)構(gòu)及人員編制需補(bǔ)充完善相關(guān)內(nèi)容;管理設(shè)施設(shè)計缺乏工程運(yùn)行管理相關(guān)內(nèi)容,應(yīng)補(bǔ)充。
(2)關(guān)于“管理范圍和保護(hù)范圍”:建議按照《浙江省海塘建設(shè)管理?xiàng)l例》對海塘和沿塘涵閘的管理范圍和保護(hù)范圍按工程等級、類別補(bǔ)充完善[7]。
(3)關(guān)于“交通設(shè)施”:建議按照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》《海堤工程設(shè)計規(guī)范》加以補(bǔ)充完善[2,12]。
(4)關(guān)于“觀測設(shè)施”:觀測設(shè)施不全,應(yīng)按照《浙江省海塘工程管理規(guī)程》補(bǔ)充完善[7]。
(5)關(guān)于“其他管理設(shè)施”:未體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理相關(guān)要求,建議補(bǔ)充標(biāo)識標(biāo)牌的內(nèi)容。
(1)關(guān)于“一般規(guī)定”:1管理單位主要工作內(nèi)容中建議補(bǔ)充“產(chǎn)權(quán)化、物業(yè)化、數(shù)字化”改革相關(guān)內(nèi)容;2建議補(bǔ)充工程遭遇特大洪水、風(fēng)暴潮、強(qiáng)烈地震和發(fā)生重大工程事故等特殊情況時的應(yīng)急搶險工作方案。
(2)海塘工程檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查、特別檢查。其中定期檢查和特別檢查的內(nèi)容、檢查記錄及報告要求應(yīng)補(bǔ)充完善,調(diào)整經(jīng)常檢查的頻次,并補(bǔ)充專項(xiàng)檢查的內(nèi)容。
(3)海塘工程觀測按照《海堤工程設(shè)計規(guī)范》《堤防工程設(shè)計規(guī)范》和《海塘工程管理規(guī)程》等要求進(jìn)行補(bǔ)充完善[2,12,13]。
(4)按照《浙江省海塘建設(shè)管理?xiàng)l例(2015修正)》修編海塘及涵閘管理和保護(hù)范圍的禁止性行為、確需破塘開缺的申報程序等相關(guān)內(nèi)容[7]。
(5)關(guān)于“沿塘涵閘的維護(hù)管理”,建議補(bǔ)充對閘門啟閉專職人員的任職要求。
根據(jù)海塘安瀾規(guī)劃的總體要求和主要任務(wù),在修編《規(guī)定》時,將重點(diǎn)在海塘生態(tài)修復(fù)與保護(hù)設(shè)計、海塘安瀾共建共享設(shè)計以及海塘安瀾信息化設(shè)計3方面與其對接,補(bǔ)充相關(guān)設(shè)計規(guī)定及要求。
本次評估從防潮標(biāo)準(zhǔn)與級別、海洋水文、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工設(shè)計、工程管理及與海塘安瀾規(guī)劃的對接等多個方面進(jìn)行評估,尚需進(jìn)一步結(jié)合浙江省情開展一些專題研究,建議如下:
(1)開展“設(shè)計潮位的統(tǒng)計與分析”專題研究,對《規(guī)定》主要潮位測站設(shè)計潮位成果表進(jìn)行修編;
(2)開展“設(shè)計風(fēng)速的統(tǒng)計與分析”專題研究,對風(fēng)速因子的等值線進(jìn)行修訂;
(3)開展“深水波浪要素及近岸波浪站波浪的統(tǒng)計與分析”專題研究,更新浙江省沿海的深水波設(shè)計要素;
(4)開展越浪量、堤腳防沖、生態(tài)海堤等專題研究。