溫州淺灘南圍堤工程波浪模擬研究

吳小曼

(溫州市甌江口新區(qū)開發(fā)建設(shè)管理委員會,浙江 溫州 325000)

1 工程位置及規(guī)模

溫州淺灘南圍堤工程布置于靈昆島下游,由北圍堤、南圍堤、東圍堤和1座排水涵閘組成(見圖1)。為了確定經(jīng)濟(jì)、安全、合理的海堤斷面,對溫州淺灘南圍堤工程進(jìn)行波浪模型試驗(yàn),為工程設(shè)計提供依據(jù)。

2 試驗(yàn)條件

2.2 試驗(yàn)斷面

選取南圍堤斷面三 (見圖2)、南圍堤斷面十 (見圖3)、東圍堤延伸段斷面四(見圖4)作為試驗(yàn)斷面。

圖1 工程位置圖

圖2 南圍堤斷面三圖

圖3 南圍堤斷面十圖

圖4 東圍堤延伸段斷面四圖

2.3 潮位及波浪要素

50 a一遇潮位、50 a一遇設(shè)計波浪要素見表1,50 a一遇設(shè)計高潮位取5.07 m。

表1 50 a一遇潮位、50 a一遇設(shè)計波浪要素表

2.4 試驗(yàn)工況

南圍堤斷面十設(shè)計工況(50 a一遇潮位5.07m+50 a一遇波浪),試驗(yàn)波浪要素HS=2.97 m、=10.5 s;校核工況(50 a一遇潮位5.07 m+100 a一遇波浪),試驗(yàn)波浪要素HS=3.50 m、=10.5 s。

南圍堤斷面三設(shè)計工況(50 a一遇潮位5.07m+50 a一遇波浪),試驗(yàn)波浪要素HS=2.22 m、=9.6 s。

東圍堤延伸段斷面四設(shè)計工況(50 a一遇潮位5.07 m+50 a一遇波浪),試驗(yàn)波浪要素HS=2.73 m、=9.5 s。

3 試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)圍堤代表斷面形式和基本尺寸,對斷面的波浪爬高、越浪情況和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化。驗(yàn)證3個斷面迎水坡護(hù)面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,包括四腳空心塊體、灌砌塊石、埋石混凝土、護(hù)面塊石和擋浪墻等的穩(wěn)定性;測定越浪量,并檢驗(yàn)內(nèi)坡沖刷情況。設(shè)計工況控制越浪量為0.050 0 m3/(m·s)、校核工況控制越浪量為0.070 0 m3/(m·s)。

4 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)按照J(rèn)TJ 221—87《港口工程技術(shù)規(guī)范》 及JTJ-T 234—2001《波浪模型試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行,采用不規(guī)則波,模型按正態(tài)重力相似準(zhǔn)則設(shè)計。模型長度比尺λ=22;時間比尺 λt=λ1/2=4.69;越浪量比尺 λq=λ3/2=103.19。

不規(guī)則波波譜取JONSWAP譜:

式中:α為無因次常數(shù);γ為譜峰升高因子,取3.3

式中:ωP為譜峰頻率。

將特征波要素輸入計算機(jī),按模型比尺計算產(chǎn)生造波訊號,控制造波機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的不規(guī)則波序列。不規(guī)則波波數(shù)大于120個,每組試驗(yàn)重復(fù)3次,取其均值作為試驗(yàn)值,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定試驗(yàn)時,波浪連續(xù)作用相當(dāng)于原體1個風(fēng)暴潮過程 (約 3 h)。

試驗(yàn)在河海大學(xué)波浪水槽中進(jìn)行,水槽長80.00 m,寬1.00 m,高1.50m,水槽一端安裝不規(guī)則造波機(jī),另一端設(shè)置消波系統(tǒng),水槽縱向分為寬為0.50 m的2部分,一部分鋪設(shè)試驗(yàn)斷面,另一部分用以消除波浪的二次反射。波高及波浪爬高采用電容式波高儀量測,越浪量采用集水稱重法量測。

為了滿足設(shè)計要求,試驗(yàn)中將根據(jù)設(shè)計斷面的結(jié)構(gòu)型式及抗浪要求,適當(dāng)增加試驗(yàn)波要素的組合,擴(kuò)大試驗(yàn)成果的應(yīng)用范圍。試驗(yàn)波要素率定值見表2,圖5為目標(biāo)譜和實(shí)測譜的對比圖。由表2、圖5可以看出,試驗(yàn)值與要求值的誤差很小,譜密度分布的偏差小于±15%,波譜總能量的偏差小于±10%,有效波高、有效波周期的偏差小于±5%,符合交通部JTJ/T 234—2001《波浪模型試驗(yàn)規(guī)程》的要求。

圖5 目標(biāo)譜和實(shí)測譜的對比圖

表2 模型試驗(yàn)波浪要素表

5 試驗(yàn)成果分析

本次試驗(yàn)共有3個斷面,為了驗(yàn)證設(shè)計斷面的抗浪標(biāo)準(zhǔn),對設(shè)計斷面分別進(jìn)行了3種不同潮位、波浪要素的組合試驗(yàn)。分別觀察了外海坡護(hù)面結(jié)構(gòu)、內(nèi)海坡護(hù)面結(jié)構(gòu)、擋浪墻、鎮(zhèn)壓層塊石的穩(wěn)定性,測量了越浪量并對護(hù)面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

5.1 南圍堤斷面十

南圍堤斷面十?dāng)嗝嬖O(shè)置2級平臺,上平臺面高程為+4.50m,采用80 cm厚灌砌塊石護(hù)面,下平臺面高程為+1.00m,采用60 cm厚埋石混凝土護(hù)面,上、下平臺間及下平臺、鎮(zhèn)壓層間設(shè)置2個斜坡,斜坡均采用3.5 t四角空心方塊護(hù)面,鎮(zhèn)壓層較長,并且采用單重大于200 kg的大塊石護(hù)面,鎮(zhèn)壓層高程為-1.00 m,鎮(zhèn)壓層前為單重大于200 kg大塊石拋石棱體,拋石棱體頂高程為-3.00 m,擋浪墻采用帶挑檐結(jié)構(gòu),墻頂高程+8.60 m。為了驗(yàn)證南圍堤斷面十的抗浪安全,試驗(yàn)中增加了50 a一遇潮位+5.07 m,HS=3.20 m,10.5 s的波浪,增加了0.00 m潮位及相應(yīng)波浪要素,用以驗(yàn)證鎮(zhèn)壓層的穩(wěn)定。海堤各部位的穩(wěn)定情況見表3。

表3 南圍堤斷面十穩(wěn)定情況表

5.1.1 鎮(zhèn)壓層

鎮(zhèn)壓層和護(hù)腳采用大于200 kg塊石,由于鎮(zhèn)壓層頂標(biāo)高較低,設(shè)計潮位相對較高,波浪底部流速較小,因此,在50 a一遇設(shè)計潮位+5.07 m,Hs=2.97 m、=10.5 s波浪組合及Hs=3.50 m,=10.5 s波浪組合作用下鎮(zhèn)壓層塊石處于穩(wěn)定狀態(tài)。通常潮位在鎮(zhèn)壓層面高程附近時,波浪對鎮(zhèn)壓層塊石的作用較大,因此,試驗(yàn)中增加了潮位為+0.00m,在Hs=1.80m,T=9.5 s,波浪作用下,鎮(zhèn)壓層坡肩處塊石部分流動,面層和坡腳處沒有發(fā)生變形,連續(xù)作用相當(dāng)于原型時間3 h,鎮(zhèn)壓層坡肩局部露出堤心石,其他部位沒有發(fā)生變形,建議適當(dāng)加大坡肩處塊石重量或大塊石理拋2層。

5.1.2 內(nèi)坡護(hù)面

在50 a一遇設(shè)計潮位和50 a一遇設(shè)計波浪要素及50 a一遇設(shè)計潮位和100 a一遇設(shè)計波浪要素作用下,由于越浪量很小,內(nèi)海側(cè)堤頂護(hù)面結(jié)構(gòu)和護(hù)坡結(jié)構(gòu)均穩(wěn)定。

5.1.3 混凝土護(hù)面及混凝土格梁

設(shè)計斷面共設(shè)置2個平臺,上平臺高程+4.50 m,采用80 cm灌砌塊石護(hù)面,下層為20 cm厚的碎石墊層;下平臺高程為+1.00 m,采用60 cm埋石混凝土護(hù)面,下層為20 cm厚的碎石墊層?？紤]到海堤建設(shè)的施工難度、堤體不均勻沉降等因素的影響,混凝土護(hù)面及路面結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生裂縫等情況,影響其穩(wěn)定性,因此在模型中混凝土護(hù)面沿寬度方向分割成4.00 m寬的預(yù)制混凝土板,模擬灌砌塊石護(hù)面和埋石混凝土護(hù)面。在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪組合和50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.97 m、T=10.5 s作用下,高程+1.00 m平臺埋石混凝土護(hù)面保持穩(wěn)定;50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪組合作用下,高程+4.50 m平臺灌砌塊石護(hù)面穩(wěn)定,在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=3.50 m、T=10.5 s的波浪作用下,灌砌塊石上下輕微浮動,浮動幅度相當(dāng)于原型的2～4 cm,處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。

設(shè)計斷面共設(shè)有4個格梁,分別位于上、下坡坡腳和坡肩。僅上坡坡肩灌砌塊石格梁在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪組合和50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=3.50 m、T=10.5 s作用下輕微震動,其余部位格梁均不動。

5.1.4 擋浪墻

設(shè)計斷面中擋浪墻是直立帶挑檐擋浪墻頭,擋浪墻下為灌砌塊石,高程均為+8.60 m,試驗(yàn)制模時將擋浪墻和灌砌塊石澆在一起。

+8.60 m直立帶挑檐擋浪墻,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m,Hs=3.50 m、T=10.5 s波浪作用下,在個別大波浪作用下輕微震動,在其余波浪組合作用下均保持穩(wěn)定,但應(yīng)注意擋浪墻下的灌砌塊石和擋浪墻的連接質(zhì)量,擋浪墻具有較好的挑浪效果,波動水體均被挑回,只有少量浪花飛濺,無越浪發(fā)生。堤頂和后坡均穩(wěn)定。

5.1.5 四腳空心方塊護(hù)面

試驗(yàn)中,上下2個斜坡均采用2.8 t四腳空心方塊護(hù)面,塊體下有30 cm干砌塊石,防止堤心石被淘刷,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07m、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪作用下,上坡靠近+4.50 m平臺第1排塊體輕微跳動,處于穩(wěn)定狀態(tài);在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=3.50 m、T=10.5 s作用下,第1排塊體跳動劇烈,跳動幅度約0.5倍塊體厚,但未滾落,處于失穩(wěn)狀態(tài);其余部位的四腳空心方塊護(hù)面也處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.1.6 越浪量

由于鎮(zhèn)壓層較長,并且設(shè)置2個平臺,四腳空心方塊護(hù)坡消浪效果較好,并且擋浪墻頂高程較高,試驗(yàn)中越浪較小,在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪組合和50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=3.50m、T=10.5 s作用下,越浪分別僅為 0.001 0 m3/(m·s)和 0.007 2 m3/(m·s),遠(yuǎn)小于0.050 0 m3/(m·s),滿足GB 50286—98《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的要求。

5.2 南圍堤斷面三

南圍堤斷面三采用一級平臺,平臺上采用45 cm厚灌砌塊石護(hù)面,設(shè)置1個斜坡,斜坡上采用1.3 t混凝土四角空心方塊護(hù)面,坡肩和坡腳均設(shè)有埋石保護(hù),鎮(zhèn)壓層前為大塊石拋石棱體,鎮(zhèn)壓層較長,采用單重大于80 kg塊石理拋?zhàn)o(hù)面,護(hù)面厚度為40 cm,擋浪墻采用挑檐結(jié)構(gòu),墻頂高程+7.80 m。為了驗(yàn)證南圍堤的抗浪安全,試驗(yàn)中增加了50 a一遇潮位+5.07m 、HS=2.50 m、=9.6 s的波浪,試驗(yàn)中還增加了+3.00 m潮位及相應(yīng)波浪要素,用以驗(yàn)證鎮(zhèn)壓層塊石和拋石的穩(wěn)定。海堤各部位的穩(wěn)定情況見表4。

表4 南圍堤斷面三穩(wěn)定情況表

5.2.1 鎮(zhèn)壓層

鎮(zhèn)壓層和拋石棱體采用大于80 kg塊石,由于鎮(zhèn)壓層頂高程較高,達(dá)+3.00 m,設(shè)計潮位相對較低,波浪底部流速較大,因此,在50 a一遇設(shè)計潮位和設(shè)計波浪要素作用下,鎮(zhèn)壓層在靜水位1倍波高范圍內(nèi),波浪的作用力較大,鎮(zhèn)壓層塊石成片流動,部分塊石被波浪帶至高程+4.50 m平臺和斜坡上,連續(xù)作用3 h,鎮(zhèn)壓層1∶4斜坡坡肩處露出堤心石,失穩(wěn)率大于5%,通常潮位在鎮(zhèn)壓層高程附近時,波浪對鎮(zhèn)壓層塊石的作用力較大,因此,試驗(yàn)中增加了潮位為+3.00m、Hs=1.50 m、=9.0 s的波浪作用下,鎮(zhèn)壓層塊石部分滾動,面層和坡底處發(fā)生變形,連續(xù)作用相當(dāng)于原型3 h鎮(zhèn)壓層斜坡坡肩處露出堤心石失穩(wěn)率大于5%,鎮(zhèn)壓層塊石不能滿足穩(wěn)定要求。

將鎮(zhèn)壓層塊石和拋石棱體塊石由單重80 kg換成200 kg,在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.22 m、=9.6 s的波浪組合作用下,鎮(zhèn)壓層塊石大量成片滾動,拋石棱體塊石少量滾動,連續(xù)作用相當(dāng)于原型3 h鎮(zhèn)壓層1∶4斜坡坡肩處露出堤心石,其余部分未見堤心石露出,建議鎮(zhèn)壓層塊石單重不宜小于200 kg,在坡肩處采取增大塊石重量或者局部加厚面層塊石理拋厚度等措施。

5.2.2 內(nèi)坡護(hù)面

50 a一遇設(shè)計波浪要素及50 a一遇設(shè)計潮位和100 a一遇設(shè)計波浪要素作用下,由于越浪量遠(yuǎn)小于 0.050 0 m3/(m·s),內(nèi)海側(cè)堤頂護(hù)面結(jié)構(gòu)和護(hù)坡結(jié)構(gòu)均穩(wěn)定。

5.2.3 平臺灌砌塊石護(hù)面及混凝土格梁

設(shè)計斷面的+4.50 m平臺護(hù)面采用面層為45 cm厚的C20灌砌塊石,下層為20 cm厚的碎石墊層;在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.22 m、T=9.6 s波浪組合及Hs=2.50m、T=9.6 s波浪組合及作用下,灌砌塊石處于穩(wěn)定狀態(tài)。

設(shè)計斷面共設(shè)有3處格梁,分別為位于平臺兩端的灌砌塊石格梁及斜坡的坡腳混凝土格梁。在50 a一遇的設(shè)計潮位、Hs=2.22 m、T=9.6 s波浪組合及 Hs=2.50 m、T=9.6 s波浪組合作用下,各處格梁處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.2.4 擋浪墻

設(shè)計斷面中擋浪墻是直立帶挑檐擋浪墻,高程均為+7.80 m。在50 a一遇設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.22 m、T=9.6 s的波浪組合及Hs=2.5 m、T=9.6 s的波浪組合作用下,處于穩(wěn)定狀態(tài),但應(yīng)注意擋浪墻下的干砌塊石的施工質(zhì)量,擋浪墻具有較好的挑浪效果,大部分波動水體均被挑回,只有少量浪花飛濺,越浪量很小。堤頂和后坡均穩(wěn)定。

5.2.5 四腳空心方塊護(hù)面

試驗(yàn)中,斜坡采用1.0 t四腳空心方塊護(hù)面,塊體下設(shè)有30 cm干砌塊石,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07m、Hs=2.22 m、T=9.6 s波浪作用下,靠近+4.50m平臺第1排四腳空心方塊塊體在個別大波作用下輕微跳動,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07m、Hs=2.50 m、T=9.6 s波浪組合作用下,靠近+4.50 m平臺第1排塊體跳動明顯,試驗(yàn)過程中,其中2個塊體跳出幅度大于0.5倍塊體厚度,后被大浪打回原位置,之后未見大于0.5倍塊體厚度的跳動,在該波浪組合作用下,塊體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài);故四腳空心方塊重量不宜小于1.3 t。

5.2.6 越浪量

由于鎮(zhèn)壓層較長,四腳空心方塊護(hù)坡及護(hù)面消浪效果較好,并且擋浪墻頂高程較高,試驗(yàn)中越浪量較小,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.22 m、T=9.6 s波浪組合和Hs=2.50 m、T=9.6 s作用下,越浪量分別僅為0.002 0m3/(m·s)和0.011 0 m3/(m·s),遠(yuǎn)小于0.050 0m3/(m·s),滿足GB 50286—98《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的要求。

5.3 東圍堤延伸斷面四

東圍堤延伸斷面四設(shè)置2級平臺,上平臺面高程為+4.50 m,采用80 cm厚灌砌塊石護(hù)面,鎮(zhèn)壓層較長,并且采用單重大于200 kg大塊石護(hù)面,鎮(zhèn)壓層高程為0.00 m,鎮(zhèn)壓層前為單重大于200 kg大塊石拋石棱體,拋石棱體頂高程為-2.00 m,擋浪墻采用挑檐結(jié)構(gòu),墻頂高程+8.20 m。為了驗(yàn)證南圍堤斷面四的抗浪安全,試驗(yàn)中增加了50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07m、Hs=2.97 m、T=10.5 s的波浪,增加了0.00m潮位及相應(yīng)波浪要素,用以驗(yàn)證鎮(zhèn)壓層塊石和拋石的穩(wěn)定。海堤各部位的穩(wěn)定情況見表5。

表5 東圍堤延伸斷面四穩(wěn)定情況表

5.3.1 鎮(zhèn)壓層

鎮(zhèn)壓層和拋石棱體采用大于200 kg塊石,由于鎮(zhèn)壓層頂標(biāo)高較低,設(shè)計潮位相對較高,波浪底部流速較小,因此,在50一遇設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.73 m、=9.5 s的波浪組合及 Hs=2.97m、=10.5 s波浪組合作用下,鎮(zhèn)壓層塊石處于穩(wěn)定狀態(tài)。通常潮位在鎮(zhèn)壓層高程附近時,波浪對鎮(zhèn)壓層塊石的作用力較大,因此,增加了潮位為+0.00 m、Hs=1.80 m、=9.5 s的波浪作用試驗(yàn),鎮(zhèn)壓層坡肩處塊石部分滾動,拋石棱體個別塊石晃動,面層和坡腳處沒有發(fā)生變形,連續(xù)作用相當(dāng)于原型3 h,坡肩局部少量露出堤心石,建議對鎮(zhèn)壓層坡肩作局部處理。在其他試驗(yàn)潮位和波浪要素組合情況下,鎮(zhèn)壓層塊石能滿足穩(wěn)定要求。

5.3.2 內(nèi)坡護(hù)面

50 a一遇設(shè)計波浪要素及50 a一遇設(shè)計潮位和100 a一遇設(shè)計波浪要素作用下,由于越浪量遠(yuǎn)小于0.05 m3/(m·s),內(nèi)海側(cè)堤頂護(hù)面結(jié)構(gòu)和護(hù)坡結(jié)構(gòu)均穩(wěn)定。

5.3.3 平臺護(hù)面及混凝土格梁

設(shè)計斷面共設(shè)置2個平臺,上平臺高程+4.50 m,采用80 cm灌砌塊石護(hù)面,下層為20 cm厚的碎石墊層;下平臺高程為+2.00 m,采用60 cm埋石混凝土護(hù)面,下層為20 cm厚的碎石墊層?？紤]到海堤建設(shè)的施工難度、堤體不均勻沉降等因素的影響,混凝土護(hù)面及路面結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生裂縫等情況,影響其穩(wěn)定性,因此在模型中混凝土護(hù)面沿寬度方向分割成4.00 m寬的預(yù)制混凝土板,模擬灌砌塊石護(hù)面和埋石混凝土護(hù)面。在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.73 m、T=9.5 s波浪組合及Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪組合及作用下,+2.00 m平臺埋石混凝土護(hù)面及+4.50m灌砌塊石護(hù)面均保持穩(wěn)定。

設(shè)計斷面共設(shè)有4處個格梁,分別為位于上、下坡坡腳和坡肩。在試驗(yàn)波浪組合作用下均保持穩(wěn)定。

5.3.4 擋浪墻

設(shè)計斷面中擋浪墻是直立帶挑檐擋浪墻,擋浪墻下為干砌塊石,高程均為+8.20 m。+8.20 m直立帶挑檐擋浪墻在試驗(yàn)波浪組合作用下均保持穩(wěn)定,但應(yīng)注意擋浪墻下為干砌塊石的施工質(zhì)量,擋浪墻具有較好的挑浪效果,大部分波動均被挑回,越浪量很小。堤頂和后坡均穩(wěn)定。

5.3.5 四腳空心方塊護(hù)面

試驗(yàn)中,上下2個斜坡均采用2.0 t四腳空心方塊護(hù)面,塊體下設(shè)有30 cm干砌塊石,防止堤心石被淘刷,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.73m、T=9.5 s波浪作用下,上坡靠近高程+4.5 m平臺第1、2排塊體劇烈跳動,跳動幅度近0.5倍塊體厚度,經(jīng)過相當(dāng)于原型3 h波浪作用后,1個塊體跳出失穩(wěn);重新鋪設(shè)斷面,經(jīng)過相當(dāng)于原型3 h波浪作用后,平臺第1、2排塊體仍劇烈跳動,但沒有塊體跳出,護(hù)面塊體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)國;在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07 m、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪作用下平臺第1、2排塊體劇烈跳動,跳動幅度超過0.5倍塊體厚度,經(jīng)過相當(dāng)于原型1 h波浪作用后,1個塊體跳出失穩(wěn);下坡2.2 t四腳空心方塊均滿足穩(wěn)定要求。

將2.2 t四腳空心方塊換成2.8 t四腳空心方塊,在50 a一遇的設(shè)計潮位+5.07m、Hs=2.97 m、T=10.5 s波浪作用下,上斜坡靠近+4.50 m平臺前2排塊體明顯跳動,處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),建議四腳空心方塊重量不宜小于3.0 t。

5.3.6 越浪量

由于鎮(zhèn)壓層較長,并且設(shè)置2個平臺,四腳空心方塊護(hù)坡消浪效果較好,擋浪墻頂高程較高,試驗(yàn)中越浪量較小,在50 a一遇的設(shè)計潮位Hs=2.73 m、T=9.5 s波浪組合和50 a一遇的設(shè)計潮位Hs=2.97 m、T=10.5 s作用下,越浪量分別僅為0.003 6 m3/(m·s)和0.045 0 m3/(m·s),遠(yuǎn)小于0.050 0 m3/(m·s),滿足GB 50286—98《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的要求。

6 結(jié) 語

(1)在50 a一遇設(shè)計潮位和相應(yīng)波浪要素作用下,3個試驗(yàn)斷面擋浪墻、堤后護(hù)坡、堤頂路面及格梁等結(jié)構(gòu)均滿足穩(wěn)定要求,且越浪很小,均滿足GB 50286—98《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的要求,小于0.05 m3/(m·s)。但應(yīng)注意控制擋浪墻下方的干砌塊石和灌砌塊石施工質(zhì)量。

(2)南圍堤斷面三,在50 a一遇潮位和50 a一遇設(shè)計波浪作用下,斷面三鎮(zhèn)壓層80 kg塊石失穩(wěn),鎮(zhèn)壓層面層塊石單重應(yīng)大于200 kg;1.3 t四角空心方塊輕微跳動,處于穩(wěn)定狀態(tài),建議四腳空心方塊重量不小于1.3 t。

(3)南圍堤斷面十,上斜坡四腳空心方塊重量不宜小于3.5 t,下斜坡四腳空心方塊重量可采用2.2 t,鎮(zhèn)壓層坡肩塊石處于臨界穩(wěn)定,建議加大塊石重量或局部理拋2層大塊石。

(4)東圍堤延伸斷面四,上斜坡四腳空心方塊重量不宜小于3.0 t,下斜坡四腳空心方塊重量可采用2.2 t,鎮(zhèn)壓層坡肩塊石處于臨界穩(wěn)定,建議加大塊石重量或局部理拋2層大塊石。

[1]李秉實(shí).JTJ 221—87港口工程技術(shù)規(guī)范 [S].北京:人民交通出版社,1987.

[2]南京水利科學(xué)研究院.JTJ-T 234—2001波浪模型試驗(yàn)規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,1988.

[3]陳國平.溫州淺灘一期圍涂工程南圍堤 (調(diào)整)波浪模型試驗(yàn)[R].南京:河海大學(xué),2006.

[4]中華人民共和國水利部.GB 50286—98堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2006.

[5]中華人民共和國交通運(yùn)輸部.JTJ 221—87防波堤設(shè)計與施工規(guī)范 [S].北京:人民交通出版社,2011.