關(guān)于海堤修復(fù)設(shè)計思路的探討

許 峰，趙 勇

（浙江省水利水電勘測設(shè)計院，浙江 杭州 310002）

1 問題的提出

坎門中心漁港位于玉環(huán)島南端，地處浙江東南沿海臺州市最南端，東瀕東海，西南臨樂清灣，與樂清、洞頭隔海相望。防護海堤位于坎門中心漁港東港區(qū)，面前山和原坎門煤場之間，全長676.35 m，外側(cè)正對漁港防波堤口門，受外海風(fēng)浪影響較大。防護海堤原設(shè)計頂高程6.00 m，堤頂為混凝土面層。外坡全線在4.00 m高程設(shè)埋石混凝土護肩，護肩以上至堤頂為C20灌砌石擋浪墻，擋墻頂部設(shè)25 cm厚外挑式C20混凝土壓頂；鎮(zhèn)壓平臺寬度13.5 m，護底平臺寬度12.00 m，頂高程0.00 m。防護海堤內(nèi)坡為草皮護坡，坡腳后即為公路。防護海堤于2004年竣工，2013年10月6 — 7日，受“菲特”強臺風(fēng)襲擊后漁港基礎(chǔ)設(shè)施損毀嚴(yán)重，防護海堤也在其中之列。工程地理位置見圖1。原海堤設(shè)計斷面見圖2[1-2]。

圖1 工程地理位置圖

圖2 原海堤設(shè)計斷面 單位：cm

2 海堤損毀情況及原因分析

2.1 海堤損毀情況

此次遭到“菲特”強臺風(fēng)的襲擊，防護海堤受損十分嚴(yán)重，樁號0 + 000.00 ～ 0 + 561.63 m堤段堤頂混凝土路面被掀翻、斷裂，堤頂欄桿及路肩石斷裂并被沖至內(nèi)坡坡面上；原外坡灌砌石擋墻墻身塊石松動，墻體坍塌損毀嚴(yán)重；防護海堤堤身塊石出露并且沖損嚴(yán)重，或堆積于外鎮(zhèn)壓平臺內(nèi)側(cè)斜坡坡腳，或散落于內(nèi)坡坡面上；內(nèi)坡草皮護坡及其下耕植土局部出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，內(nèi)坡坡腳公路積水嚴(yán)重；原穿堤而建的排水涵管內(nèi)堆積了大量拋石、混凝土斷肢。海堤損毀情況見圖3。

圖3 海堤損毀情況圖

2.2 原因分析

根據(jù)海堤原設(shè)計斷面，復(fù)核潮位、波浪等設(shè)計參數(shù)，并結(jié)合工程現(xiàn)場損毀情況，分析其原因，主要包括內(nèi)、外因2個方面：

2.2.1 防護海堤所處的位置不利且受強臺風(fēng)襲擊

（1）防護海堤所處的位置不利。防護海堤雖處于中心漁港內(nèi)港區(qū)，但防護海堤正好面對漁港防波堤口門，其所處位置是港內(nèi)波高最大的區(qū)域，經(jīng)計算分析，在20 a一遇潮位下，S ～ SSW向堤前設(shè)計波高仍達到2.96 m，另外，防護海堤堤線東北至西南向布置，極易受東南向涌（風(fēng)）浪正面襲擊[3]。

（2）受強臺風(fēng)襲擊。2013年第23號強臺風(fēng)“菲特”在福建省福鼎市沙埕鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時近中心最大風(fēng)力達到14級，正值農(nóng)歷初二、初三的天文大潮，據(jù)了解，坎門潮位站實測最高潮位達到5.00 m左右，且本次臺風(fēng)產(chǎn)生的波能大，作用時間長，不僅本防護海堤受損嚴(yán)重，工程外側(cè)的漁港防波堤也出現(xiàn)險情，損失巨大。

2.2.2 原海堤結(jié)構(gòu)強度不足，防護標(biāo)準(zhǔn)偏低

（1）堤頂高程偏低，護面單薄且存在設(shè)計缺陷。防護海堤堤頂設(shè)計標(biāo)高僅在5.80 ～ 6.00 m，根據(jù)《海堤工程設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，若按20 a一遇的標(biāo)準(zhǔn)海堤進行復(fù)核，堤頂高程至少應(yīng)高出設(shè)計高潮位0.5H1%，即6.90 m。由此可見，原設(shè)計堤頂高程明顯偏低，一旦在天文大潮期遭受臺風(fēng)襲擊，不僅越浪量將很大，極易造成內(nèi)坡、堤頂護面遭受破壞及內(nèi)側(cè)道路、小區(qū)受淹[4]。

原防護海堤堤頂混凝土路面及外側(cè)擋墻壓頂厚度均為25 cm，壓頂外挑超出下部擋墻墻面約30 cm，由于堤頂高程偏低，混凝土路面板和擋墻外挑壓頂受波浪上托力作用非常大，因此混凝土路面和擋墻壓頂更易在波浪力作用下出現(xiàn)斷裂，甚至被抬動、掀起。

（2）外側(cè)擋墻結(jié)構(gòu)強度不足。通過現(xiàn)場踏勘，原防護海堤堤頂外側(cè)直立擋墻雖為混凝土灌砌石結(jié)構(gòu)，但墻體單薄，塊石之間粘結(jié)強度不足，在長期受波浪往復(fù)沖擊作用下，擋墻墻體塊石出現(xiàn)松動后坍塌，或隨著上部壓頂一起被頂托破壞，最終導(dǎo)致堤身拋石體外露，沖損嚴(yán)重。

（3）內(nèi)坡未作閉氣處理。從現(xiàn)在破損后的情況及原設(shè)計圖紙分析，內(nèi)坡坡面為草皮護坡，除表層局部為耕植土外，坡面以下至4.00 m高程仍為拋石體，透水性強，當(dāng)外海潮位高出4.00 m時，容易造成滲透破壞，導(dǎo)致圍區(qū)路面積水，影響正常使用。

3 海堤修復(fù)設(shè)計

本次修復(fù)設(shè)計在分析防護海堤結(jié)構(gòu)破壞原因的基礎(chǔ)上，重點在于提高防護能力，主要體現(xiàn)在防護海堤堤頂高程、內(nèi)外側(cè)坡結(jié)構(gòu)的抗臺防浪能力。海堤設(shè)計修復(fù)后斷面見圖4，修復(fù)后現(xiàn)狀見圖5[5]。

3.1 堤頂高程及結(jié)構(gòu)

經(jīng)復(fù)核計算，防護海堤修復(fù)后，堤頂高程為7.00 m，防浪墻頂高程為7.80 m（越浪量控制在0.05 m3/（s/m）以內(nèi)），防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)達到20 a一遇。堤頂總寬度7.00 m，采用C25混凝土路面，堤頂內(nèi)側(cè)設(shè)C20細石混凝土灌砌塊石小擋墻，墻高1.50 m。

3.2 海堤外坡結(jié)構(gòu)

保留4.00 m高程的埋石混凝土護肩，拆除護肩內(nèi)側(cè)的老擋墻及其混凝土底板，在4.00 m高程設(shè)4.70 m寬的消浪平臺，平臺以上至堤頂采用70%C25埋石混凝土擋墻，墻底采用C20混凝土底板作為基礎(chǔ)，消浪平臺下以1∶3.0的坡度與原鎮(zhèn)壓平臺連接，并在坡面轉(zhuǎn)角設(shè)C25混凝土格梁，并對護肩至鎮(zhèn)壓平臺的原斜坡C25埋石混凝土坡面進行鉆孔處理，消浪平臺及坡面均采用四角空心塊進行防護。

3.3 海堤內(nèi)坡結(jié)構(gòu)

海堤內(nèi)坡在挖除4.00 m高程以上的拋石體后，再回填閉氣土方，閉氣土方頂高程7.00 m，頂寬1.00 m，閉氣土方頂和內(nèi)側(cè)道路之間用1∶3.0的邊坡連接，表面采用預(yù)制工字塊護坡，內(nèi)坡坡腳設(shè)C20混凝土排水溝。

圖4 海堤修復(fù)設(shè)計后斷面圖 單位：cm

圖5 海堤修復(fù)后現(xiàn)狀圖

4 結(jié) 語

海堤修復(fù)設(shè)計思路如下：

（1）現(xiàn)場踏勘，收集有關(guān)資料，分析損毀原因；

（2）結(jié)合海堤實際運行情況，通過科學(xué)論證，確定海堤修復(fù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；

（3）復(fù)核潮汐、波浪等基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)，確保修復(fù)設(shè)計方案的安全可靠；

（4）海堤修復(fù)設(shè)計方案不同于新建海堤工程的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)需要與原有部分的結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，減少投資；

（5）工程施工簡單且后期運行管理方便。

玉環(huán)縣海濱新城防護海堤修復(fù)工程于2015年5月完工，從完工后運行至今，中間經(jīng)歷數(shù)次臺風(fēng)強臺風(fēng)考驗，工程均運行良好。

參考文獻：

[1] 浙江省建筑材料工業(yè)設(shè)計院勘察分院.玉環(huán)縣坎門鎮(zhèn)花巖礁填海工程巖土工程詳細勘察報告[R].杭州：浙江省建筑材料工業(yè)設(shè)計院勘察分院，2001.

[2] 浙江省地球物理技術(shù)應(yīng)用研究所.玉環(huán)縣海濱新城金港灣填海工程防護海堤雷達測試報告[R].杭州：浙江省地球物理技術(shù)應(yīng)用研究所，2004.

[3] 中華人民共和國交通運輸部.海港水文規(guī)范：JTS 145 — 2 —2013[S].北京：人民交通出版社，2013.

[4] 中華人民共和國水利部.海堤工程設(shè)計規(guī)范：SL 435 — 2008[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[5] 浙江省水利水電勘測設(shè)計院.浙江省玉環(huán)縣海濱新城金港灣防護堤臺損整體修復(fù)加固工程初步設(shè)計報告（報批稿）[R].杭州：浙江省水利水電勘測設(shè)計院，2014.