江海堤围迎水坡防护设计方案浅析

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[摘要]设计合理、安全适用的堤防工程，才能有效地抵御江海洪、潮的威胁，才能捍卫其所防护地区的安全。而迎水坡的稳定性和可靠性对于整个堤围的安全起到举足轻重的作用，要采用合理科学的方法来完成堤围迎水坡防护措施的设计，是迎水坡设计的一个重点。

关键词：堤围迎水坡；挡土墙；斜坡式；混合式

中图分类号： S605+.3 文献标识码： A 文章编号：

1.引言

汕头市澄海区地处潮汕平原，属韩江下游三角洲，濒临南海，境内水系丰富，韩江自潮州市湘子桥下分成西、东、北溪后经五条河流出海，其中三条河流在澄海境内出海，将澄海区隔成四大联围，即一八围、苏溪围、苏北围、隆都围。过境河流长度78.5公里，流域面积345.23平方公里。其江海堤线都比较长，堤防工程对于本地区的发展具有重要的意义。本地区雨量充沛，受台风影响频繁，因此必须要有设计合理、牢固的堤防工程，才能有效地抵御江海洪潮的威胁，才能捍卫本地区的安全。在堤围工程中迎水坡的防护及护滩的设计尤为重要，只有因地制宜，经过合理、切合实际的迎水坡防护及护滩的设计，减少水流和浪潮对堤岸的掏刷，才能确保堤防的安全，更好地体现堤围工程的价值，有效地保证人们的生命财产安全。本文将结合澄海地区的工程实例对迎水坡防护设计进行分析整理，浅析本人在设计过程中的考虑和选择。

2.迎水坡防护的工程措施

迎水坡直接临水，受水流的冲刷、风浪的掏刷、漂浮物的撞击，海堤迎水坡还受到潮汐的侵袭，迎水坡护坡是否坚固耐久，将直接影响到整个堤防的安全，因此，其结构型式的设置、材料的选用必须根据堤围所处位置的地理位置和自然条件作出认真分析和计算，因地制宜进行合理选取，确保护坡的稳定可靠和经济合理，使其能够发挥重要作用，保障人们的生命财产安全。在澄海区的江海堤围中，土堤迎水坡防护的主要型式有重力式挡土墙（陡墙）式、斜坡式和复合式。

2.1重力式挡土墙

2.1.1重力式挡土墙的应用

在江海堤围中， 陡墙式多出现在江堤中上游堤外有滩涂、洲园的堤段，及海堤堤段中。本地区陡墙式采用的是重力式挡土墙型式。

江堤中上游相对所受风浪较小，洲园地质条件比较好，挡土墙受水流影响小，稳定性好。采用该型式可减少工程占地，减少工程投资，经济合理。如一八围西溪段的横陇洲园、冠山洲园、廖厝洲园、东溪段的陇尾洲园、东林头洲园均采用此型式。

海堤中，重力式挡土墙是海堤迎水坡设计最普遍的一种断面型式，本地区现有海堤均采用该型式。海堤所处位置风力大，波浪影响大，正面临海的海堤，波高、波速及波浪爬高大，受其影响，堤顶高程会很高，采用挡墙直接将波浪反射，可有效降低堤顶高程。由于挡土墙建在海水浸没的软土地基，受波浪直接冲刷，砌置深度必须不小于1.0m，而且必须做好护脚、护岸的工程措施，确保安全。

2.1.2现有挡土墙的处理方案

现有挡土墙中，对于部分虽墙体较单薄，高程达不到设计高程，但强度满足规范要求，可采用对原墙进行加高并厚的工程措施，既减少工程量，缩短工期，墙体的强度和稳定性又能满足要求。如图1所示。

图1

针对部分挡土墙运行多年，已破损松散，部分高程与设计高程相距太大，原墙不能利用的，一般采用拆除重砌的工程措施，以确保工程质量。

2.1.3设计要点

重力式挡土墙的设计主要是断面尺寸的选择、稳定性计算、断面强度计算。必须先选择计算情况，再进行计算。

稳定计算情况的选择应注意：

1.应选择有代表性的断面；堤围线长面广，地形地势不断变化，要正确选择有代表性的断面，确保设计准确安全。

2.应选择荷载组合最不利情况；荷载组合可分为正常情况和非常情况两类，重力式护岸在中、枯水位或施工情况下稳定性差，计算时可选择正常水位（设计潮水位）、设计枯水位（设计低潮位）、设计洪水位（设计潮水位）骤降1m三种情况。

挡土墙稳定计算内容包括：

地基应力验算

基底应力采用公式进行计算，挡土墙的基底最大应力应小于地基的允许承载力，且不均匀系数η根据不同的土质有各自的允许范围。

水平滑动稳定性验算

抗滑稳定系数，Kc＞[Kc]

倾覆稳定性验算

抗倾稳定系数，Ko＞[Ko]

2.2斜坡式

2.2.1斜坡式堤断面的应用

斜坡式堤断面堤体稳定性好，可适用于任何地基上，在本地区的工程中，多应用在江堤直接临水的堤段，根据工程的运行实际情况，选择斜坡护面材料。

砼护面：砼护面整体性好，抗冲刷能力强。工程运行多年，部分堤段堤体已相对稳定，对于在日常管理中无出现堤面塌陷、无出现背水坡沙土流失，迎水坡脚稳固的堤段，采用砼护面，如图2所示。

图2

砼预制六角砖护面：六角砖护面适应变形能力强，块体重量轻，便于施工，平整度好，采用水泥砂浆坐浆砌筑，高标号水泥砂浆勾缝，抗冲刷性能、防护堤坡效果好，美观实用，对于有外观要求的堤段，可采用。一八围在临近市区的堤段，采用了该种护面，效果很好。砼预制六角砖护面如图3所示。

图3

浆砌石护面：浆砌石护面适应变形能力强，消浪效果好，维修容易，在本工程中，对于深槽逼岸，堤身填土出现流失的堤段，采用该型式护面。如洲畔堤段，堤身含沙量大，且南灌渠依堤而行，存在内外水互渗，堤身土体不稳定，着重处理堤脚防护和堤身灌浆，同时采用浆砌石护面，在加强防护的基础上，更方便日常维修管理，能及时发现险情，确保堤围安全。浆砌石护面如图4所示。

图4

2.2.1设计要点

波浪进入斜坡后，底部受阻，前坡变陡，后坡变坦，继而产生破碎，破碎后破浪产生强大的射流，冲击坡面，又在重力作用下，冲刷坡面，护坡必须有足够的强度和厚度，才能抗击冲刷，确保稳定安全。斜坡式的主要设计计算要点包括：

1.砼护坡的设计计算包括混凝土护面板的厚度t和强度计算；

厚度

2.六角砖和浆砌石护坡的设计计算包括护面层厚度和单个砌体重量的计算；

3.坡顶防浪墙的稳定计算；

4.坡脚挡土墙护脚的稳定计算。

2.3混合式

混合式断面断面综合了陡墙式堤和斜坡式堤两者的优点，并可根据地形 优化组合。是达标加固需要加高培厚堤身优化堤断面常采用的形式。对于原有斜坡式堤断面，为了减少背水坡的占地，可在上部设置陡墙，形成斜坡-陡墙混合式堤断面型式。对于原有陡墙式堤断面，可在墙顶增设二级斜坡或陡墙，形成陡墙-斜坡或陡墙-陡墙混合式堤断面型式。

在一八围的江海堤中，也有部分堤段采用了该型式,见图5。

图5

以上所选取堤段均已建成，运行情况良好，各种护面结构都能发挥应有的作用，达到设计目的。

5结语

堤身迎水坡防护的设计对于堤围来说具有重要的意义，在设计的时候一定要根据实际的情况来选择合适的防护措施，保证所选择的护面型式能起到良好的效果，保证所采用的工程措施能够满足实际情况的需要，确保堤防工程安全可靠，确保人民生命财产安全，有利于社会、经济的持续发展，体现堤防工程的重要价值。

参考文献：

《堤防工程设计规范》（GB50286－98）

《堤防工程施工规范》（SL260－98）

《广东省海堤工程设计导则》（DB44/T182-2004）

《海堤工程设计规范》（SL435-2008）