蔡春芳

(福建省汀江水電工程有限公司，福建 長汀 366300)

1 工程概況

2014年在工程區(qū)達標加固工程建設中，已基本完成海堤加固9.42 km，受當時工程資金限制，項目區(qū)連接段海堤段0.66 km未能納入該項目的實施范圍，導致該區(qū)域未能形成有效的閉合，工程平面位置示意圖見圖1。現(xiàn)狀未加固堤面寬度一般在4 m～5 m之間，防浪墻頂高度在0.16 m～0.48 m之間，堤身低矮單薄，堤面高低不平，迎水面擋墻損壞、變形嚴重，內(nèi)堤腳分布大量魚塘和水溝，堤基普遍存在一層粗砂層，容易造成堤基滲漏。鑒于目前海堤上存在的安全隱患及穿堤涵閘存在的嚴重問題和安全隱患，一般維修或加固無法從根本上解決問題和消除隱患，為了徹底地消除涵閘的安全隱患，使工程發(fā)揮良好的效益，對海堤進行達標加固和對涵閘進行重建是非常必要和迫切的。本文從海堤現(xiàn)狀存在的問題出發(fā)進行堤岸加固和穿堤涵閘加固設計，從而消除工程隱患，給圍內(nèi)提高安全保障。

圖1 工程平面位置示意圖(紅色為本次連接治理段)

2 海堤工程現(xiàn)狀

目前該海堤工程連接段長0.66 km，包涵3座穿堤涵閘，現(xiàn)狀海堤防低于20 a一遇標準，基本上都不能滿足50 a一遇的防潮標準。海提工程現(xiàn)狀如下：

(1)海堤工程

樁號0+000～0+500：

本工程起點為后溪水閘(0+000)，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，樁號0+000～0+500處，堤頂高程多為2.50 m～2.97 m之間，堤頂寬度4 m～5 m之間，多為土堤，兩岸雜草叢生。前后迎水面多為養(yǎng)殖池，該堤段共有2處穿堤涵閘，分別為1孔閘及2孔閘，均屬于本次重加加固的范圍以內(nèi)。

樁號0+500～0+660：

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該堤段原有老堤為漿砌石石墻斷面結(jié)構(gòu)，為直立式擋墻形式。而與之相連的為已達標加固工程采用的斷面形式為C30鋼筋砼防浪墻形式進行加固，頂面為C20砼混凝土路面。背水坡為1∶2草皮護坡。

(2)穿堤涵閘工程

本次連接段工程建設共需重建穿堤涵閘3座。穿堤涵閘基本建設于20世紀70年代，經(jīng)過30多年的運行，涵閘已老化嚴重，無法正常發(fā)揮作用。

①1孔閘

該水閘現(xiàn)狀為1孔水閘，水閘單孔凈寬3.25 m，高3.0 m。采用螺桿啟閉機啟閉。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，水閘閘底結(jié)構(gòu)為漿砌石結(jié)構(gòu)，進出水口并無消力池及護坦結(jié)構(gòu)，進、出水口發(fā)現(xiàn)淤積，水閘常年缺乏管理導致。

②2孔閘

該水閘現(xiàn)狀為2孔水閘，水閘單孔凈寬3.5 m/孔，高4.29 m。采用螺桿啟閉機啟閉，為簡易啟閉機臺。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，水閘閘底結(jié)構(gòu)為漿砌石結(jié)構(gòu)，進出水口并無消力池及護坦結(jié)構(gòu)。閘室為穿堤涵結(jié)構(gòu)，兩岸雜草叢生。啟閉機上部結(jié)構(gòu)簡單，直接暴露，閘室混凝土結(jié)構(gòu)老化嚴重，閘門為混凝土閘門，閘門無法上提。

③6孔閘

該水閘現(xiàn)狀為6孔水閘，水閘單孔凈寬3 m×6(孔)，高3.7 m，采用螺桿啟閉機啟閉，現(xiàn)場共有5臺螺啟閉機，1臺備用，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，水閘閘底結(jié)構(gòu)為漿砌石結(jié)構(gòu)，進出水口并無消力池及護坦結(jié)構(gòu)，且啟閉機已經(jīng)老化，螺桿彎曲，閘門無法正常啟閉。

3 連接段海提設計

3.1 防潮堤達標加固

3.1.1 堤型選擇

本工程從整體來看，堤防現(xiàn)狀均較為窄小，且兩岸征地拆遷工作量較大，梯形斷面明顯不適用于本工程，故直立擋墻墻后填土是合理的堤型，是最經(jīng)濟又可行的斷面，占地也少[1]。本工程采用A、B兩種斷面形式進行加固，其中：0+000～0+500，則采用A型段，0+500～0+660則采用B型斷面。堤型選擇方案如下：

(1)A型斷面堤型加固

A型斷面采用直立式擋墻及U型槽兩個方案進行對比，具體如下：

方案一：該方案采用二階式重力式防洪墻形式進行加固，堤頂采用C30砼路面進行澆筑，背水坡堤角設置C30砼擋墻進行布置，迎水面進行拋石護腳，背水面則采用草皮護坡，斷面設計圖見圖2。

圖2 方案一斷面設計圖

優(yōu)點：采用原有堤防建設斷面，在外觀上保持一致性。

缺點：開挖量大，施工不便，重力式擋墻形式斷面形式較為老舊，施工時由于場地不足，需另外開設施工便道，征地拆遷范圍較大。

方案二：該方案采用C30槽式鋼筋砼斷面形式進行加固[2]，防浪墻保持原有加固形式的斷面形式，在迎水面則采用拋石進行護腳，頂部頂?shù)搪访娌捎肅30砼路面，背水坡采用草皮護坡，斷面設計圖見圖3。

圖3 方案二斷面設計圖

優(yōu)點：施工便捷，開挖量少，整體沉降較小。

缺點：投資相比方案一高，但在可控范圍內(nèi)。

兩種方案投資對比見表1。

表1 造價投資對比表 單位：元

從斷面形式上來將，方案二明顯要優(yōu)勝于方案一，由于本工程施工場地較小，方案一將會產(chǎn)生較大的開挖量，從施工角度上將，需要同時增設臨時便道及圍堰來進行方案一施工。而方案二則是通過開挖原有老堤，利用部分老堤作為臨時道路，同時采用了整體型較好的U型槽斷面，大大降低了基礎處理措施的投資。故推薦采用方案二進行施工。而從經(jīng)濟投資角度上將，拋開臨時工程等其他因素，主要考慮主體結(jié)構(gòu)的工程造價，兩者投資相近。故最終選擇方案二為A型斷面推薦方案。

(2)B型斷面堤型加固

B型斷面采用C30鋼筋砼防浪墻的形式，與原有達標加固工程加固斷面保持一致，見圖4。

圖4 B型斷面堤型設計圖

3.1.2 結(jié)構(gòu)設計

本海堤工程級別為3級，結(jié)合防汛、管理交通需要和現(xiàn)狀綜合考慮，堤頂寬度取5 m，堤頂路面采用200 mm厚C20混凝土路面，路緣設200 mm×300 mm預制C20素砼路肩，路面向內(nèi)側(cè)設置2%的排水坡度。防浪墻采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高度0.8 m～1.0 m。臨水側(cè)護面采用C20混凝土加固護面時，護面厚度20 cm，在臨水面堤段采用灌砌塊石進行護底。背水側(cè)護坡采用草籽護坡，坡比1∶2.0。

3.2 穿堤涵閘設計

工程連接段有穿堤涵閘3座，穿堤涵閘由于設計標準低，建設年代久，加上年久失修，建筑物已殘舊破損和設備老化，涵閘上部砼結(jié)構(gòu)破損露筋現(xiàn)象嚴重，下部大部分為漿砌石結(jié)構(gòu)，不利于抗震，閘門均為木閘門，部分涵閘閘門已破損或無法正常啟閉，一些涵閘沒有啟閉室，啟閉設備裸露在外，老化、銹蝕嚴重等，造成這些穿堤涵閘的防潮能力低和安全隱患及險情較多。因此，本次重建穿堤涵閘3座。

(1)設計標準

1孔閘位于樁號0+320處，2孔閘位于樁號0+440處，6孔閘位于樁號0+650處，工程連接段防潮標準為50 a一遇，為3級堤防。堤防上穿堤建筑物的級別，應不低于海堤工程的級別。因此，涵閘采用50 a一遇潮位設計，歷史最高潮位校核涵閘級別為3級，50 a一遇潮位為2.71 m，歷史最高潮位為3.10 m。

(2)閘址選定

由于舊閘址經(jīng)過長期壓實，地基已有所固結(jié)，有利于減少重建水閘的沉降，同時，在原閘址上工程布置簡潔，占地少，工程量少，節(jié)省投資。因此，本水閘選擇在原閘址上重建。

(3)水閘布置

3個穿堤涵閘在結(jié)構(gòu)布置上相似，本文僅對6孔閘進行水閘布置，布置形式如下[3]：

水閘采用平底無坎，寬頂堰型式。為減少閘門高度，采用胸墻式結(jié)構(gòu)，胸墻底部高程參照圍內(nèi)最高水位0.0 m以及外海多年平均高潮位0.35 m，保留原有閘門高度不變，取0.40 m。水閘閘室采用整體式鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，閘底高程-3.0 m，閘頂防浪墻頂高程為4.7 m，水閘頂高程為3.9 m，閘室總長度為10.00 m，總凈寬3.5 m，為3孔(原為6孔，根據(jù)計算，重建后為3孔)，每孔寬3.5 m，中墩厚1.0 m，邊墩厚1.0 m，底板厚度1.0 m。工作閘門設置在水閘內(nèi)靠外海側(cè)，工作閘門往外海測1.5 m設置檢修門槽。閘室箱涵頂部兼作交通橋，橋?qū)? m，為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，頂部面板厚0.6 m。在水閘頂部設置啟閉機室，頂高程為14.2 m。

由于水閘具有排澇和引水雙向使用功能，水閘內(nèi)外側(cè)均需布置消能防沖設施。結(jié)合計算，本水閘圍內(nèi)側(cè)需設置長14 m，深0.8 m的消力池，采用1.0 m厚的C30鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu)；其前設置長10 m厚0.6 m的灌砌塊石海漫；為保護海漫段以外河床穩(wěn)定，在海漫前端設置1.5 m深格賓網(wǎng)塊石防沖槽；在水閘消力池與兩岸堤防連接段之間設置翼墻，采用鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)，墻頂高程0.5 m。水閘外海側(cè)設置長11 m，深1.0 m的消力池，采用0.7 m厚的C30鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu)；其后設置長10 m厚0.6 m的灌砌塊石海漫；為保護海漫段以外河床穩(wěn)定，結(jié)合實際地形，在海漫末端設置10.3 m長拋石護腳及1.5 m深格賓網(wǎng)塊石防沖槽；在水閘消力池與兩岸堤防連接段之間設置翼墻，采用鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)，墻頂高程1.0 m。

(4)基礎處理

根據(jù)地質(zhì)資料，閘基下部依次為淤泥層和粘土層，淤泥層承載力標準值為50 kPa，承載力較低，需對水閘進行基礎處理。通過計算，6孔水閘閘室基礎采用樁徑φ500 mm的水泥攪拌樁，在滿足復合地基承載力時的計算置換率為0.307，現(xiàn)采用面積置換率為m=30.7%，相應攪拌樁樁距為0.8 m×0.8 m，滿足水閘閘室對地基承載力的要求。

4 結(jié)論及建議

本次連接堤段進行達標加固，既可以進一步完善區(qū)域的防洪潮體系，更好的發(fā)揮區(qū)域的防洪潮功能、效果，又能夠提升當?shù)氐淖匀画h(huán)境，為地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。因此，對本工程的建設是非常必要和迫切的。工程于2019年完成除險達標加固整治，目前穿堤閘運行良好，加固段海提與原加固段連接效果較好，在防洪、防潮及環(huán)境改善方面效果顯著。