海岸蝕退地區(qū)海堤堤腳防護措施

張茂磊

【摘 要】面對海岸線的蝕退，海堤堤腳的防護尤為重要。本文從工程實踐出發(fā)，列舉目前幾種常用的防護措施，并分析其各自的技術特點。

【關鍵詞】海岸蝕退；海堤堤腳；措施

勝利油田孤東海堤位于黃河入?？谝员奔s20km，建于1985-1987年，建成時灘地高程在0.5m左右。1994年之后，由于黃河來水來砂量的減少（勝利油田海岸的沖淤平衡點為年入海泥沙量3億噸，近20年的來沙量不足1.5億噸/年），導致海底泥面高程逐年下降，2004年海底泥面高程約為-1.8m，2014年約為-3.2m，海底蝕退現(xiàn)象嚴重。工程海域惡劣的海洋環(huán)境條件和海岸線的不斷蝕退，對海堤的結構安全產(chǎn)生較大不利影響。

1 破壞機理分析

由于海底高程降低，使得海堤堤前水深增加，從而導致波高增大，作用在結構物上的波浪力也隨之增大。同時由于維護不及時，外側(cè)邊坡拋石在波浪作用下滾落流失，扭工字塊也隨之滾落，大大削弱了扭工字塊體的消浪能力，導致作用在堤身上的波浪力進一步加大，從而造成結構破壞甚至整體失穩(wěn)。

2 海堤堤腳防護措施

面對蝕退性海岸，堤腳防護的原則是解決海底高程不斷下降的問題，目前常見的保灘促淤方式有丁壩、離岸堤以及堤腳直接防護。本工程中海堤所處海域主要以波浪掀沙、潮流輸沙為主，海堤軸線與強浪向夾角較大，丁壩防護效果不明顯，因此本文將著重介紹雙排管樁離岸堤以及2種堤腳直接防護方式（單排管樁加拋石結構、砼連鎖排加拋石結構）。

2.1 雙排管樁離岸堤

在海堤堤腳外側(cè)50m-100m處沿海堤縱向打入兩排預應力高強混凝土管樁（PHC），管樁橫向凈間距5.5m，縱向距離為2m，樁徑0.5m，樁長15.0m。沿管樁縱向內(nèi)側(cè)打入鋼筋砼擋板，擋板上放置預制好的鋼筋砼橫向聯(lián)系梁，之后在擋板內(nèi)拋石、夯實。管樁頂部采用現(xiàn)澆鋼筋砼縱向梁將管樁聯(lián)系成一整體。離岸堤修建后，受波浪和潮流的影響，離岸堤的迎浪側(cè)和背浪側(cè)均會出現(xiàn)沖坑，為了減緩沖坑的發(fā)展，并保證離岸堤自身的穩(wěn)定，在離岸堤的迎浪側(cè)和背浪側(cè)采用拋石護底，迎浪側(cè)寬10m，背浪側(cè)寬5m（圖1）。

離岸堤不僅能夠?qū)崿F(xiàn)保灘促淤，而且還具有明顯的消浪作用。根據(jù)以往工程經(jīng)驗及物模分析，離岸堤后方的海底淤積厚度每年約為20-50cm，并隨著時間延長逐年降低，直至淤積速率降為0，達到平衡，此時離岸堤后方海底高程一般低于離岸堤頂高程50-100cm，由此也基本得出離岸堤頂高程的確定方法，而該頂高程的大小對工程造價影響較大。

2.2 單排管樁加拋石結構

由于海堤堤腳有散落的拋石，因此在海堤堤腳外側(cè)15m處沿海堤縱向打入一排PHC管樁，樁徑0.5m，管樁凈間距為0.3m，樁長15.0m。同時在管樁迎浪側(cè)和背浪側(cè)均采用拋石護底，迎浪側(cè)和背浪側(cè)的寬度分別為10m、15m（圖2）。

PHC管樁能有效保護內(nèi)側(cè)的拋石不流失，但是隨著外側(cè)海底高程的下降，管樁內(nèi)側(cè)拋石也會隨之下降，后期運行中需要定期補充拋石。如果將管樁換成連續(xù)板樁墻，則會增加工程造價。

2.3 砼連鎖排結構

混凝土連鎖排由軟體排及混凝土連鎖塊兩部分組成，連鎖塊綁扎固定在排布上，采用專業(yè)鋪排船鋪設。砼連鎖塊制作采用？準16mm防老化丙綸繩連接框格形網(wǎng)繩埋設在砼塊中間澆筑，單塊聯(lián)鎖塊一般不應小于4m×5m。排體采用針刺復合土工布縫制拼接而成，排體四周采用加筋帶加筋。

為確保船只不受漲、落潮及海流影響，鋪排船應采用拋錨固定。初始放排時，可根據(jù)施工位置的水深，確定放排的長度，并通過排布及連鎖塊的重量沉至海底，保證排頭鋪放位置準確。施工過程中，鋪排船通過錨機松、緊錨繩進行移位、放排時，滾筒轉(zhuǎn)動速度、船只兩端松緊錨繩的力度及鋪排船后退速度等均應保持協(xié)調(diào)一致，確保排體鋪放位置正確，搭接寬度符合要求，且鋪放平整（圖3）。

砼連鎖排的顯著特點是整體穩(wěn)定性及柔韌性好，當海底發(fā)生沖刷時，軟體排體始終緊貼泥面，能有效地使排體覆蓋范圍內(nèi)的泥沙不被淘刷。由于本工程海堤堤腳前散落大量拋石，如果直接在堤腳前鋪設砼聯(lián)鎖排，海底泥面上散落的拋石會破壞聯(lián)鎖排中的土工織物，從而影響護底的效果，因此先在堤腳前設置15m寬的拋石護底，然后在拋石護底外側(cè)鋪設20m寬的砼連鎖排。

2.4 優(yōu)缺點對比

三種措施均屬于勝利灘海地區(qū)常用的海堤加固方式，施工工藝成熟。從保灘效果來看，砼連鎖排優(yōu)于單排管樁，但不及離岸堤；從工程造價看，三種措施的單公里工程費分別為2960萬元、1650萬元、1660萬元，離岸堤最高，單排管樁最低。

3 結論

海堤堤腳的防護在蝕退性海岸有重要的意義，在措施選擇上，應根據(jù)各個工程的不同情況（新建或者改建；蝕退速率大小等因素），優(yōu)先選擇保灘效果好且經(jīng)濟性好的措施，或者多種措施相結合。另外應積極探索更環(huán)保經(jīng)濟的措施，比如參考沙漠地區(qū)防風固沙用的草方格，可以制作類似的仿生漂浮物下壓配重，來減少波浪對海底泥沙的擾動并促進泥沙落淤，從而實現(xiàn)保灘的目的。

【參考文獻】

[1]土工合成材料應用技術規(guī)范[S].GB50290-2014.

[2]張文喜，等.混凝土連鎖排護底在灘淺海蝕退地基中的應用[J].水利建設與管理，2012.

[責任編輯：王楠]