朱 月

(遼寧省大伙房水庫管理局有限公司，遼寧 撫順 113000)

1 概 述

熊岳河口總體規(guī)劃方案控制面積3.5km2，功能分布為內(nèi)海休閑景觀區(qū)、海濱服務(wù)區(qū)、水中濕地區(qū)、海防林景觀區(qū)、高檔居住區(qū)等。熊岳鎮(zhèn)政府依規(guī)劃提出大力發(fā)展旅游業(yè)，拉動(dòng)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。要整合熊岳的“山、海、林、泉”資源，通過望海路、外環(huán)路與月亮湖、墩臺(tái)山公園、新海濱浴場、仙人島旅游度假區(qū)等景點(diǎn)連接起來，打造黃金旅游帶，發(fā)展大旅游，帶動(dòng)大產(chǎn)業(yè)。

本工程位于熊岳河入海口至金沙灣海濱浴場及其附近海域，南鄰仙人島港區(qū)，北鄰山海廣場。東西約5.2km，南北約6.9km，北距鲅魚圈11km，南距仙人島3km。

2 工程總布置

根據(jù)總平面布置原則和自然條件，結(jié)合熊岳河河口可用岸線資源，考慮開發(fā)區(qū)未來岸線規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)區(qū)所需陸域面積，平面布置按照不超過海域界址線為原則，考慮為以后建設(shè)預(yù)留等，熊岳河河口段的海堤總長度1900m，頂寬7.0m，柵欄厚度為450mm。底寬由斜坡段寬度與回填堤心石段寬度組成，其寬度隨原地面線變化而變化，海堤頂高程為7.0m。

3 主要建筑物型式

3.1 堤防結(jié)構(gòu)型式選擇

堤防常見的構(gòu)造類型有斜坡型、直立型和混合型[1-3]，按本工程地基特點(diǎn)，結(jié)合類似工程成功的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等綜合比較，堤防結(jié)構(gòu)采用斜坡式結(jié)構(gòu)。

斜坡式結(jié)構(gòu)是最傳統(tǒng)和應(yīng)用最廣泛的堤防結(jié)構(gòu)型式，結(jié)合現(xiàn)場條件和材料來源，堤心采用塊石、開山石或充填砂性土袋等多種代用材料；護(hù)面結(jié)構(gòu)可采用大塊石、干砌塊石、扭王字塊、柵欄板、人工塊體等。

斜坡堤式結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、便于控制加荷速度、對軟土地基的適應(yīng)能力強(qiáng)、使用過程中局部破壞后易于修復(fù)、便于和續(xù)建項(xiàng)目銜接、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 堤心材料比選

3.2.1 拋填開山石堤心(方案一)

拋填開山石作為傳統(tǒng)的斜坡堤堤心結(jié)構(gòu)，同樣能夠適應(yīng)軟土地基，結(jié)構(gòu)的耐久性良好，在本地區(qū)附近石料資源較好、道路運(yùn)輸條件較好，能夠完全保障材料供應(yīng)。與充填砂性土袋堤心相比，穩(wěn)定性更高，綜合造價(jià)較低，不受潮位限制，施工效率較高。

3.2.2 大型充砂袋堤心(方案二)

充填大型充砂袋堤心結(jié)構(gòu)，適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)，對于調(diào)整下部地基的不均勻沉降具有一定的優(yōu)勢，由于層層袋布的抗拉作用，可有效增加堤體的抗滑力矩，對整體穩(wěn)定性非常有利。作為近年來在筑堤工程中被廣泛采用的一種堤心材料，具有施工工藝成熟、施工速度快、工期短等優(yōu)點(diǎn)。本工程附近砂源較少，單價(jià)較高。

3.2.3 方案比選

堤心材料方案比選表，見表1。

表1 堤心材料方案比選表

從表1可以看出，從工程造價(jià)、材料供應(yīng)和施工效率等幾方面綜合比較，堤心材料采用拋填開山石方案具有更大的優(yōu)勢，故本工程推薦以開山石作為本工程的堤心材料。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

3.3.1 方案一: 選擇柵欄板護(hù)坡的結(jié)構(gòu)形式

海堤的最大寬度是7m,海拔7.0m,頂部和前沿設(shè)置砌體石頭墻。防浪墻墻頂高程為8.00m，寬度為0.5m，堤防芯石使用100-500kg石料，含泥量<10%，堤頂采用兩片500mm厚的石墊，在兩片石鋪山皮石墊層200mm，砂礫石100mm，海堤護(hù)面及護(hù)底如下：

迎水側(cè)：柵欄板組合護(hù)面, 40-60kg厚550mm的巨石鋪設(shè)在堤身保護(hù)面上，450mm厚的柵欄板鋪在塊石上，坡度為1∶2.0，坡腳由100-200kg拋填塊石防護(hù)[4]。

背水側(cè)：外坡設(shè)混合倒濾層厚度為≥400mm，坡度1∶2.0，混合倒濾層下鋪設(shè)二片石墊層厚度≥400mm，坡度1∶1.25。

3.3.2 方案二:選擇塊石護(hù)坡的結(jié)構(gòu)形式，

海堤的最大寬度是7m,海拔7.0m,頂部和前沿設(shè)置砌體石頭墻。防浪墻墻頂高程為8.00m，寬度為0.5m，堤防芯石使用100 - 500kg石料，含泥量<10%，堤頂采用兩片500mm厚的石墊，在兩片石鋪山皮石墊層200mm，砂礫石100mm，海堤護(hù)面及護(hù)底如下：

迎水側(cè)：護(hù)面層上塊石護(hù)坡厚度450mm塊石，坡腳采用100-200kg拋填塊石防護(hù)，背水側(cè)：外坡設(shè)混合倒濾層厚度≥400mm[6]，坡度1∶2.0，混合倒濾層下鋪設(shè)二片石墊層厚度≥400mm，坡度1∶1.25[5-6]。

3.3.3 結(jié)構(gòu)方案比選

選擇的塊石護(hù)坡和柵欄板護(hù)坡兩種方案。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告的分析，位于海堤強(qiáng)風(fēng)向區(qū)域，波浪較大，潮汐、海浪對新陸域影響較嚴(yán)重，因此考慮到大塊石料無法滿足本工程需要的實(shí)際情況，采用柵欄板防護(hù)耐久性較好，不易損壞，大粒徑石料需求量較少。兩個(gè)結(jié)構(gòu)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 結(jié)構(gòu)方案比較表

3.4 選定方案

經(jīng)方案選擇綜合比較，最終選定方案一。

4 海堤頂高程設(shè)計(jì)

4.1 潮汐

本工程50a一遇設(shè)計(jì)水位為3.21m(黃海高程)。

本工程50a一遇設(shè)計(jì)水位為5.248m(鲅魚圈理論高程)。

4.2 波浪要素

建設(shè)工程設(shè)計(jì)波浪要素受SW方向波浪控制。本工程采用設(shè)計(jì)波浪要素?cái)?shù)據(jù)如表3所示。

表3 波浪要素?cái)?shù)據(jù)成果表

4.3 堤頂高程

K0+000-K1+900海防堤感潮段海堤頂部高度由海堤設(shè)計(jì)潮位加上海堤頂部超高確定，按下式計(jì)算：

ZP=hP+RF+A

(1)

式中：ZP為設(shè)計(jì)頻率下的頂部高程，m；hP為設(shè)計(jì)的高潮潮水位，m；RF為當(dāng)海堤設(shè)計(jì)成不允許超浪時(shí)，由設(shè)計(jì)波計(jì)算的累積頻率F的波爬升值為F=2%，當(dāng)設(shè)計(jì)成允許超浪時(shí)，F(xiàn)=13%， 該設(shè)計(jì)考慮允許越浪，m；A為根據(jù)《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》選擇超高為 0.4m[7]。

4.3.1 堤頂超高

1)風(fēng)浪要素按莆田海堤試驗(yàn)站公式計(jì)算：

(2)

2) 波長由以下公式計(jì)算：

(3)

經(jīng)計(jì)算：L=10.58m

3)波浪爬高計(jì)算：

單坡斷面波浪爬高計(jì)算：

R=K△R4H

(4)

R1由海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范確定，公式如下：

(5)

式中：H為波高，m；L為波長，m；R1為波爬當(dāng)K△= 1和H = 1 (m);(R1)m為對應(yīng)某d/L最大爬升，m;M為與斜率m值有關(guān)的函數(shù);R(M)為爬高函數(shù)。

經(jīng)計(jì)算R=0.457m

由上述計(jì)算結(jié)果得出堤防超高：RF=0.457

4.3.2 堤頂高程

計(jì)算結(jié)果詳見表4。

表4 堤頂高程計(jì)算成果表

根據(jù)海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)?shù)添攲ＴO(shè)置穩(wěn)定、堅(jiān)固的防浪墻時(shí)，可計(jì)算堤頂?shù)椒览藟數(shù)母叨?，但除防浪墻外，堤頂?biāo)高仍應(yīng)高于設(shè)計(jì)高潮5H1%[8-10]。設(shè)計(jì)漲潮水位(P=2%)為3.21m，加5H1%后堤頂高程為3.78m，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選定的設(shè)計(jì)堤頂標(biāo)高滿足規(guī)范要求。

當(dāng)路堤與海堤組合時(shí)，除波墻外的路堤高度在保證海堤安全及路堤后波浪順利排出的前提下，仍應(yīng)高于設(shè)計(jì)高潮(水)0.5m，設(shè)計(jì)堤防的選擇高度也滿足規(guī)范的要求。

本次熊岳河入海口段海堤K0+000-K1+900段結(jié)合工程的實(shí)際，堤頂高程確定為7.0m(鲅魚圈理論基面高程)；確定防浪墻設(shè)計(jì)堤頂高程為8.0m-7.5m。

4.4 越浪量計(jì)算

海堤越浪量計(jì)算按《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》斜坡堤頂有防浪墻時(shí)確定：

(6)

式中：q為單位時(shí)間內(nèi)單寬海堤越浪水量，m3/s.m；Hc’為堤頂至靜水位高度(設(shè)計(jì)高潮位)，m；H為堤前平均波高，m；g為重力加速度(9.8m/s2)；B為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可按規(guī)范查表確定取0.45-0.60；KA為護(hù)面結(jié)構(gòu)影響系數(shù)，可按規(guī)范查表確定取0.49；TP為譜峰周期，TP=l.33T。

海防堤堤頂越浪量計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 堤頂越浪量計(jì)算成果表

海防堤堤頂越浪量能滿足規(guī)范要求的允許越浪量，越過堤頂?shù)暮Ｋ梢詮臐{砌石防浪墻預(yù)留的排水孔排入海中，也不會(huì)對堤頂造成破壞。

5 結(jié) 語

本工程海防堤填筑及柵欄板護(hù)岸采用斜坡式結(jié)構(gòu)。堤心材料采用拋填塊石，結(jié)構(gòu)的耐久性良好，拋填塊石做為近年來在筑堤工程中被廣泛采用的一種堤心材料，具有造價(jià)低、施工工藝成熟、施工速度快、工期短等優(yōu)點(diǎn)。護(hù)坡用圍欄板護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)已經(jīng)成熟，當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍，能夠保證本工程的順利實(shí)施。