江蘇省徐圩段海堤200年一遇提升建設(shè)堤頂高程及防護(hù)型式初探

相入興　孫承坪　王江偉　孟瑯環(huán)

摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對海堤建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)也隨著提高。文章針對江蘇省東北部徐圩段海堤200年一遇提升建設(shè)進(jìn)行初步研究分析，以期為本段海堤及鄰近地區(qū)海堤提升建設(shè)提供有益參考。

關(guān)鍵詞：海堤200年一遇提升建設(shè);堤頂高程;防護(hù)型式;初探

中圖分類號：U656.31? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0096-03

徐圩新區(qū)位于江蘇省東北部連云港市境內(nèi)，是國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的國家東中西區(qū)域合作示范區(qū)的先導(dǎo)區(qū)。徐圩新區(qū)東臨黃海，海岸線長37.7km，海堤現(xiàn)狀防潮標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇高潮位+10級風(fēng)浪爬高。

連云港石化產(chǎn)業(yè)基地位于連云港市徐圩新區(qū)內(nèi)部，是經(jīng)國務(wù)院審議確定的國家七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一?；匾呀ê驮诮?xiàng)目總投資已超過一千億元，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，基地總體防洪標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃提升至200年一遇高潮位+200年一遇風(fēng)浪。

1海堤現(xiàn)狀

徐圩段海堤包括原徐圩鹽場海堤及臺南鹽場海堤，海堤堤線走向從西北至東南，海堤范圍為排淡河擋潮閘～燒香河南閘區(qū)間海堤及沿線涵閘，海堤樁號為71+285～108+985，屬淤泥侵蝕型海岸，現(xiàn)狀臨海側(cè)護(hù)面型式主要采用槽型塊。

2 堤線布置

本次只對該段海堤防潮標(biāo)準(zhǔn)提升進(jìn)行研究，不改變原堤線，徐圩段海堤共分為九段，海堤分段情況詳見表1。

本次將此段海堤分為六個(gè)區(qū)域，各區(qū)域情況見圖1。

（1）I～I(xiàn)V段（A～E，排淡河擋潮閘—港區(qū)西端起點(diǎn)）;

（2）V段（E～F港區(qū)西端正在吹填區(qū)）;

（3）VI段（F～G港區(qū)中間段，近期不考慮吹填）;

（4）VII段（G～H港區(qū)東端即將吹填區(qū)）;

（5）Ⅷ（H～I(xiàn)圓弧過渡段）;

（6）Ⅸ段（埒子口段）。

3 水文資料

3.1風(fēng)

連云港市位于江蘇省北部，屬東亞季風(fēng)氣候。常風(fēng)向?yàn)镋SE向，出現(xiàn)頻率為11.43%，次常風(fēng)向?yàn)镋向，出現(xiàn)頻率10.29%。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槠玁向，NNE向平均風(fēng)速最大，為7.6m/s，其次為N向，為7.4m/s。累年各向最大風(fēng)速介于18～30m/s之間，其中最大值為30m/s。大于等于7級風(fēng)的日數(shù)每年約63天，基本風(fēng)壓0.45kPa。

3.2潮汐

（1）潮型。本地區(qū)潮汐為正規(guī)半日潮，潮差310cm左右，流速漲潮為50～65cm/s，落潮為35～42cm/s。本地區(qū)風(fēng)暴潮大多因臺風(fēng)過境引起，1971～1981年間對江蘇沿海影響較大的造成1.5m以上增水的臺風(fēng)有13次，其中2m以上增水的有6次。本地區(qū)近海水含沙量高，離岸越遠(yuǎn)含沙量越低，冬季含沙量最高（0.3g/L），夏季含沙量低（0.1g/L）。

（2）設(shè)計(jì)潮位。徐圩新區(qū)東臨黃海，沿海潮汐屬非正規(guī)半日潮型，一日有兩個(gè)高潮和兩個(gè)低潮，潮位的變化主要受天體運(yùn)行規(guī)律的支配，有時(shí)也受臺風(fēng)的影響。潮位以徐圩新區(qū)南面的燕尾港潮位站資料為設(shè)計(jì)依據(jù)。燕尾港潮位站各種頻率的年最高和年最低潮位的推求方法采用直接頻率分析法，即分別對年、汛期的最高潮位和年最低潮位進(jìn)行獨(dú)立取樣，然后再依次對其多年系列進(jìn)行頻率分析。頻率曲線線型采用皮爾遜Ⅲ型，其參數(shù)多年平均值采用矩法;經(jīng)驗(yàn)頻率用期望公式：Pm=m/（n+1）×100%;Cv值用最小二乘法優(yōu)選適線。

4 堤頂高程計(jì)算

因徐圩外圍港區(qū)現(xiàn)對E-F（Ⅴ段）段已進(jìn)行吹填施工，G-H（Ⅶ段）段即將進(jìn)行吹填，港區(qū)外圍防波堤及其余海堤外圍吹填均未施工，本次計(jì)算取最不利情況即取港區(qū)施工前的天然地形進(jìn)行徐圩段海堤堤頂高程計(jì)算。

4.1海堤防護(hù)型式擬定

根據(jù)本地區(qū)及鄰近地區(qū)海堤及港口工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本次海堤防護(hù)型式擬定采用三種方案進(jìn)行比選。

本次選?、舳魏５虨榈湫投魏５踢M(jìn)行分析，海堤臨海測采用斜坡式結(jié)構(gòu)，此段海堤斷面三種護(hù)面結(jié)構(gòu)型式分別為0.55m厚柵欄板護(hù)面、0.96m厚四腳空心塊護(hù)面以及0.95m厚灌砌塊石護(hù)面。

4.2計(jì)算方法

4.2.1計(jì)算公式

（1）擋浪墻頂高程。擋浪墻頂高程按下式計(jì)算：

Zp=Hp + RF +A

（2）波浪爬高。在風(fēng)直接作用下，單一坡度的斜坡式海堤正向不規(guī)則波的爬高按下式計(jì)算：

（3）越浪量計(jì)算。越浪量按下式計(jì)算：

4.2.2 計(jì)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算，天然地形條件下徐圩段海堤200年一遇潮位+200年一遇風(fēng)浪各堤段建議擋浪墻頂高程成果詳見表2。

4.2.3物模分析成果

受委托，南京水利科學(xué)研究院對徐圩段海堤200年一遇提升建設(shè)進(jìn)行了斷面物模試驗(yàn)研究，試驗(yàn)成果與計(jì)算結(jié)果基本相同。

4.3綜合分析

目前徐圩港區(qū)僅在進(jìn)行E-F段的吹填施工，G-H段即將吹填，兩段吹填工程完成后，堤前將形成陸域，防波堤及中間港區(qū)（F-G段）吹填近期沒有實(shí)施計(jì)劃。為了保護(hù)堤后產(chǎn)業(yè)區(qū)的安全，本次海堤高程設(shè)計(jì)僅考慮E-F段和G-H段堤前吹填施工后工況，不考慮防波堤及中間港區(qū)建成后情況。

E-F段和G-H段吹填完成后，規(guī)劃地面高程4.2m，在200年一遇高潮位時(shí)堤前為陸域，海堤失去防潮擋浪作用，現(xiàn)狀堤頂高程滿足要求。A-E段和F-G段海堤主風(fēng)向均為NNE風(fēng)向組，I-J段海堤主風(fēng)向?yàn)镋風(fēng)向組，風(fēng)浪不受E-F段和G-H段吹填工程影響，海堤高程計(jì)算高程結(jié)果為天然地形下計(jì)算結(jié)果。

4.4海堤防護(hù)型式比較

臨海側(cè)護(hù)面結(jié)構(gòu)對海堤安全、風(fēng)浪爬高、越浪量等影響較大。為進(jìn)一步確定海堤堤頂高程，本次對混凝土柵欄板護(hù)面、混凝土四腳空心塊護(hù)面及灌砌塊石護(hù)面三種方案的投資及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。根據(jù)類似工程的設(shè)計(jì)和管理運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，三種方案優(yōu)、缺點(diǎn)見表3。

從表3可知，方案一鋼筋混凝土柵欄板護(hù)面方案投資最小，且外形美觀，消浪效果好，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力，因此本次擬推薦方案一：鋼筋混凝土柵欄板護(hù)面方案。

5 結(jié)論及建議

5.1推薦堤頂高程

根據(jù)上述堤頂高程計(jì)算成果和防護(hù)型式方案比選，本次擬推薦柵欄板作為臨海側(cè)護(hù)面，擬定擋浪墻頂高程見表4。

5.2建議

（1）根據(jù)上述堤頂高程計(jì)算成果Ⅰ～Ⅳ（A-E）擋浪墻墻頂高程7.7m。

（2）Ⅴ和Ⅶ段（E-F、G-H）位于徐圩港區(qū)規(guī)劃區(qū)域，其中第Ⅴ段臨海側(cè)港區(qū)已吹填，Ⅶ段即將進(jìn)行吹填。根據(jù)港區(qū)分期實(shí)施規(guī)劃，港區(qū)規(guī)劃地面高程4.2m，高于200年一遇設(shè)計(jì)高潮位，現(xiàn)狀堤頂高程已滿足防潮標(biāo)準(zhǔn)，建議這兩段擋浪墻頂高程保持為原高程。

（3）Ⅵ段（E-F、G-H）位于徐圩港區(qū)規(guī)劃區(qū)域中段，近期沒有吹填計(jì)劃，為了保障海堤內(nèi)側(cè)企業(yè)安全，建議擋浪墻頂加高至7.3m。

（4）根據(jù)上述堤頂高程計(jì)算成果，Ⅷ和Ⅸ段現(xiàn)狀堤頂高程滿足200年一遇潮位+200年一遇風(fēng)浪的防潮標(biāo)準(zhǔn)，建議維持現(xiàn)狀。

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