昌邑市潍河入海口防潮堤工程设计

刘玉凤，王 涛

（潍坊市水利建筑设计研究院，山东 潍坊 261031）

昌邑市位于山东半岛西北端，总面积1 812 km2。其沿海地区属潍北滨海平原，位于沂沭断裂带北端中部，断裂结构发育，系新生界第三系砂岩、黏土岩、玄武岩及潍河冲积的第四系和沿海地区的海积亚沙土及粉沙，海岸线平直，多沙洲，泥质滩涂广泛发育，滩涂宽度 5～10 km，滨海地面高程在－0.3～1.3 m，滩涂高程在1.3～3.5 m之间。海底坡度小，且有6条大中型河流入海。沿海水下平坦，以强堆积为特征，构成平坦的水平浅滩和海底平原。

昌邑市沿海区域自然条件比较优越，经济实力较强，改革开放以来，该区域已成为潍坊市经济发展较快的地区。多年来，昌邑市沿海由于屡受风暴潮灾，沿海地区遭受了较大经济损失。建国后党和政府对防潮工作十分重视，但因受财力物力所限，防潮工程不完善，标准低等，昌邑沿海地区遭受风暴潮侵害的现象仍时有发生。为此，必须修建昌邑防潮堤工程。该工程位于入潍河口桩号12+950处，设计加固长度1 300 m。

1 现状防潮堤存在的问题

风暴潮是昌邑市北部沿海成灾最大的自然灾害，特大风暴潮每3年左右发生一次，有记载的特大风暴潮有近百次。风暴潮灾害使沿海地区渔业、盐化等生产遭受严重经济损失。由于防潮堤始建标准低，历经多次风暴潮袭击，现状堤身损毁严重，且现有的防护堤达到50年一遇标准的不足20%，远远不能满足抵御风暴潮灾害的要求，制约了北部沿海地区的经济发展。

2 防护堤建设的必要性

为了防御沿海风暴潮灾害，需修建具备防潮、防浪及防沙的功能，兼具汛期行洪排涝、控制海域污染、生态环境恢复等功能的沿海防护堤工程，该防护堤是保证整个潍坊市“三北”地区开发和滨海新城建设的重要屏障，为促进昌邑市北部经济发展具有重要意义。

3 工程设计标准

依据 《海堤工程设计规范》（SL435—2008）、《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL525—2000）和《堤防工程设计规范》（GB50286—1998），本工程设计防潮标准为50年一遇，工程等别为Ⅲ等，防潮堤级别为3级。设计地震烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.15 g。

4 防潮堤堤顶高程设计

根据水文计算成果，本次工程50年一遇设计潮水位为4.36 m。

4.1 堤顶超高

由《海堤工程设计规范》（SL435-2008）表8.3.1确定本次设计堤顶安全加高A取0.8 m。

经计算得50年一遇，斜坡砌石护面平整时波浪爬高为1.6 m.根据安全加高和波浪爬高求得堤顶超高值为2.4 m。

4.2 堤顶高程

根据《海堤工程设计规范》（SL435—2008）计算得堤顶高程为6.76 m，本次设计取6.80 m。根据《海堤设计规范》(SL435—2008)当堤顶临海侧设有稳定坚固的防浪墙时，堤顶高程可算至防浪墙顶面，本次工程设计采用防浪墙顶面作为堤顶高程，高程为6.80 m，大坝顶面高程为6.2 m。大堤顶面高程与设计高潮位的差值为1.84 m，大于1.15 m，满足规范要求。

4.3 堤顶宽度

堤顶宽度指除去防浪墙后的堤顶宽度，应根据防汛、管理、施工、构造及其他要求确定。根据《海堤工程设计规范》（SL435—2008）规定，3级堤防不宜小于3 m。因己建大堤宽度统一定为6 m，本次规划仍按6 m设计（不计防浪墙部分）。

5 防潮堤断面设计

由于潍河入海口东断防潮堤所处位置为盐碱地，缺土量很大，原有防潮堤始建标准低，现状挡土墙基础高于迎海面滩地，裸露在外，需拆除重建。结合已建防潮堤的管理运用情况和项目区实际情况，本次设计防潮堤断面采用直立式小挡土墙混合式断面：

临海侧修建面坡坡度1∶0.4直立式小挡土墙保护土堤，挡土墙顶高程为年高潮位均值加0.5 m（夏营站年最高潮位均值为2.47 m、辛安庄站年高潮位均值为2.52 m，两者加权平均值为2.497 m），本次设计挡墙顶高程取3.0 m；挡土墙以上是坡度为1∶2.5斜坡堤，采用M15昌乐浆砌块石护砌，护砌型式由下往上依次为：400 g/m2土工布一层，碎石垫层150 mm厚。

背海侧土堤坡度1∶2.5，堤身采用工程位置背海侧取土区的土料填筑，主要采用黏性土料填筑，堤身填筑压实后，干密度不小于1.59 g/cm3。

堤顶迎海侧设M15浆砌石防浪墙，基础埋深1.1 m，防浪墙顶面高程6.50 m；直立式小挡墙和防浪墙压顶采用C30现浇钢筋混凝土压顶。

浆砌石挡土墙、护坡及防浪墙每隔15 m设一道沉降缝，缝宽20 mm，接缝内填橡塑板，外圈填PT胶泥。砌石挡墙施工时如基坑排水困难则做抛石处理，抛石厚度0.5 m。

6 防潮堤挡土墙稳定计算

本次设计迎海侧挡土墙高度3.0 m，顶宽0.5 m，迎水坡1∶0.4，背水坡采用1∶0边坡，同时在墙脚前端做抛石护底,护底长度为5m。

因防潮堤轴线处地面高程不一,选择有代表性的断面和有代表性地面高程处。

稳定计算包括抗滑稳定计算,抗倾稳定计算及基底应力验算。采用理正岩土计算软件计算。

通过计算结果分析，设计挡土墙抗滑及抗倾覆均满足稳定要求。

7 防潮堤堤身稳定计算

7.1 堤身渗流及渗透稳定计算

1）断面选择:采用标准断面并做适当简化。

2）稳定计算:稳定计算包括渗流计算,堤身和地基土体的渗透稳定计算及背海侧渗透出逸段的渗透稳定。采用理正岩土计算软件计算。

通过计算渗透出逸段的渗透比降为0.441，小于允许比降0.5。可以判断此防潮堤规划设计断面满足堤身渗透稳定要求。

7.2 堤身抗滑稳定计算

1）根据《海堤工程设计规范(SL435—2008)》，本次海堤整体抗滑稳定计算采用瑞典圆弧滑动法。

2）根据本次规划防潮堤段的实际情况，主要针对正常运用时设计高潮位情况进行海堤整体抗滑稳定计算，并考虑地震作用的影响。根据选定的典型设计断面，运用瑞典圆弧滑动法的相关程序，其计算如下：

最不利滑动面:滑动圆心为(12.04,15.52)；滑动半径为13.643 m；滑动安全系数为1.26。

根据《海堤工程设计规范(SL435—2008)》10.2.3，本堤段典型设计断面的整体抗滑稳定安全系数为1.26>1.25，所以可以判断此防潮堤规划设计断面是满足整体抗滑稳定要求的。

8 效益估算

防潮工程的效益牵涉社会各个行业及沿海各地区、各部门，工程效益面广而复杂。昌邑市潍河入海口东防潮堤总体工程加固建成后，预计每年将产生6 438万元的国民经济效益，按照本年度所实施部分的长度比例分推计算，年效益为260万元。随着昌邑市的经济发展需要而不断完善防潮工程。其工程效益将是可观的，并能使昌邑市沿海地区人民群众的生命财产安全得到有力保障。