深圳大鹏湾六月海堤重建设计与施工

何造胜，周济华，龚春娟

（1.深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，广东深圳518000；2.深圳市水务工程建设管事中心，广东深圳518048）



深圳大鹏湾六月海堤重建设计与施工

何造胜1，周济华2，龚春娟1

（1.深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，广东深圳518000；2.深圳市水务工程建设管事中心，广东深圳518048）

摘要：六月海堤是深圳市东部海堤重要组成部分，因受 黑格比 等超强台风袭击，护面结构基础已严重受损，存在安全隐患。重建工程设计分析了海堤受损原因，结合现场条件、防灾减灾要求等，确定重建工程设计断面，并经工程实践抵御了台风浪冲击。重建工程对修复大鹏湾最美海滩、保障台风期人民生命财产安全起到作用，为东部受损海堤重建提供参考。

关键词：东部海堤；重建工程；块体

六月海堤属于深圳市东部海堤，处于大鹏湾内大鹏半岛西侧。大鹏湾是一个位于香港和中国大陆之间的海湾，其西面和南面分别为香港的吉澳和西贡半岛，而北面和东面则为深圳市的盐田、大鹏和南澳所包围，海湾的中央为香港大埔区的东平洲。大鹏半岛三面环海，总面积289.14km2，以沙滩和礁石为主的海岸线总长137.7km，是我国最优美的八大海岸线之一，沿海岸线分布的20多个黄金沙滩浴场是大鹏湾重要的沙滩旅游资源［1］。深圳市东部海堤主要有官湖海堤、溪涌海堤、下沙海堤、六月海堤、水头海堤、月亮湾海堤、水头沙海堤、西涌海堤、东涌海堤、鹏城海堤、水头海堤及入海口挡潮闸等。2008年9月23日的台风“黑格比”虽然没有正面登陆深圳，因赶上深圳沿海大潮，风吹浪涌，风助潮势，重创东部海岸线，海堤严重损毁破坏长达8km。六月海堤段370m是遭受台风“黑格比”破坏最严重段，台风浪作用下，基础块石被淘空、迎水面浆砌块石护面结构开裂及坍塌、堤顶防浪墙被卷走。六月海堤作为东部海堤重建的先期工程，综合研究其设计方案与施工技术，对后续其他受损段海堤重建具有一定参考。

1　海堤结构受损原因分析

六月海堤处于大鹏半岛中段的西南海岸，面向大鹏湾，是深圳东部的重要旅游基地，是深圳最美丽的海岸线之一。经多次台风，海堤结构损毁严重，难以抵御强台风的侵袭，不能保护堤后渡假胜地建筑物安全［2］，六月海堤受损主要原因是自身结构抗御台风浪能力不足所致。

1.1 台风对东部海堤的影响

六月海堤所处大鹏湾是一个台风频繁登陆的海岸。台风登陆资料表明［2、3］，近30年来对深圳影响大的台风有8309号超强台风“爱伦”、9316号台风“贝姬”、9908号台风、0313号强台风“杜鹃”、0601号强台风“珍珠”、0606号台风“派比安”、0812号台风“鹦鹉”、0814号强台风“黑格比”、0906强台风“莫拉菲”和0915号台风“巨爵”等，其中台风“黑格比”是跨世纪以来登陆广东风速、影响范围最大和持续时间最长的强台风［5］，超过东部海堤原设计标准，以至东部海堤受损，其中六月海堤损坏370m。

1.2 海堤断面与结构

六月海堤损坏与其设计标准、堤线走向、海堤结构有关。海堤断面为单坡型式，护面结构为浆砌石结构，顶高程为4.0m左右（1956黄海高程基面），堤顶面宽约1.5m，外坡比1∶0.5，临海侧设C20钢筋混凝土防浪墙高约0.8m，墙顶高程为4.80m［2］。由于属于多种资金渠道自行修建，存在建设标准低、质量差等问题。另外，六月海段海堤地理位置特殊，整段海堤堤线呈弧型突出于海岸线，直接面临波浪打击，因抗风消浪能力不足，堤顶高程不够，每年台风期海浪对堤顶侧建筑物造成极大的破坏。尤其在遭遇“黑格比”超强台风作用下，低标准、质量差、单薄结构的六月海堤，难以抵御台风浪侵袭，导致海堤严重损毁（见图1～图2）。

图1　浆砌块石护面冲毁坍塌

图2　堤基础石块被淘空

2　重建方案研究

2.1 设计标准

为使重建后的海堤结构能抵御超强台风浪，重建设计标准应高于原设计标准。原海堤建成于二十世纪六、七十年代，为当地居民自行修建，防潮标准不足50年一遇［2］。六月海堤重建工程防潮标准遵从《深圳市防洪（潮）规划（修编）报告》及《深圳市东部生态组团分区规划［葵涌、大鹏、南澳］》（2005～2020年）规定取50年一遇设防，与《防洪标准》（GB50201-2014）及《海堤工程设计规范》（SL435-2008）的相关规定一致。

2.2 重建设计断面方案

六月海堤重建长370 m，堤线布置需考虑现场地形和地质条件，因海堤内侧临近六月海酒店，场地狭窄，堤线无法后退，所以堤线仍按原走向布置。从堤线美观考虑，仅对局部堤段拉直调整，确定的整条堤线呈凸突状（见图3），其中k0 + 23.7m—k0 +283.6m（断面①—⑥）分为直线段与弧段，直线段k0 +23.7m—k0 +151.89m（断面①—③）、弧段k0 +151.89 m—k0 +283.6 m（断面③—⑥），余下为接岸段。

图3　六月海堤重建堤线布置

据有关规范规定［5-6］，六月海堤重建工程堤防级别为2级。分析六月海堤段所处位置的重要程度、地形地质、水流及波浪、生态环境和景观要求，为提高重建海堤的消浪性，拟定重建海堤断面型式为复合式斜坡结构，即在迎水面设消浪平台。重建设计断面基于原海堤基础进行加高加固，为保护堤后建筑物，其设计断面结构为：新建C30钢筋混凝土弧型防浪墙，墙顶高程为5.66～5.67m；迎水面2.22m高程设宽3.6m的消浪平台，平台上下坡坡比1∶2，护面结构上坡为栅栏板、平台为重4t的四脚空心方块。由于堤外滩较窄，堤身直接临海，海浪冲击力大，为防止因海浪的冲击而造成海堤堤身被破坏，下坡与护底采用重4t的扭王字体消浪，且护底埋深1.5m。考虑到弧段水深浪大，承受较大波浪力，在弧段下坡至护脚设置两层重4t的扭王字体消浪。重建设计直线段和弧段代表断面见图4～图5［7］。

2.3 重建设计断面与护面结构重量计算

台风浪是导致六月海堤破坏的直接因素，资料［8］计算了距六月海堤坡脚线前沿处的波浪要素，经分析不同方向的波要素，以S向为大，对此，以50年一遇设计高潮位2.63m与50年一遇波浪重现期的组合为准，分析波浪要素（见表1，距坡脚线10m）对六月海堤代表断面堤顶高程与护面结构重量的影响。

（1）堤顶高程［6］

式中：R =KΔR1H—50年一遇堤顶高程（m）；R = KΔR1H—50年一遇设计高潮位（m）；R=KΔR1H—累计频率为F%的波浪爬高（按不允许越浪，F= 2%）；A—安全超高，不允许越浪的安全加高为0.8m。

图4　直线段代表断面（K0 +85.71m）

图5　弧段代表断面（K0 +205.6m）

表1　50年一遇高潮位2.63m时S向50年一遇波浪堤前波要素

据海堤工程设计规范［6］，计算爬高时对设平台的复合式斜坡堤需考虑折算坡度。由于坡面结构有栅栏板、四脚空心方块、扭王块体，因此以3种结构糙渗系数的平均值作为设计依据。弧线段平均糙渗系数Hb取0.43；直线段平均糙渗系数Hb取0.47，再考虑破碎波高Hb及波向线与堤轴线的法线角度对波浪爬高的修正，数模计算得到六月海堤代表断面计算堤顶高程与施工图堤顶高程对比（见表2）。由于计算时视六月海堤重建断面为复式断面，而其上坡与平台交接处为小直立墙，且坡面有多种结构，这样的断面与规范复式断面标准存在差异，在弧段较明显。

表2　六月海堤重建代表断面数模计算堤顶高程与施工图堤顶高程对比

（2）护面块体重量

根据《海堤工程设计规范》（SL435-2008）的规定，分别计算扭王块体、四脚空心方块和栅栏板稳定重量。由于是重建修复工程，计算时对作用于扭王块体和四脚空心块体的设计波高取H1%（m），对于波浪破碎区的块体重量，考虑在计算的扭王块体和四脚空心块体重量基础上再增加25%。计算表明：施工图中扭王块体和四脚空心块体各取4t，足以抵御波浪力成果见表3；数模计算所需栅栏板厚度略大于施工图栅栏板厚度2.8%～5.7%成果见表4，因断面上坡与平台交接处设置的小直立墙具有挑浪作用，会减小波浪对栅栏板波击作用。

表3　六月海堤重建代表断面护面块体计算重量对比

表4　六月海堤重建代表断面护面栅栏板计算厚度对比

3　重建工程施工

六月海堤重建设计断面主要在原海堤基础上加高加固，重建断面需达到护脚基础足以埋深、护面结构具有充足强度，在抵御超强台风浪时六月海堤基础不被淘、坡面结构不坍塌、堤后建筑物安全。重建工程施工主要有以下内容［9］。

（1）弧形钢筋混凝土挡墙

基坑开挖、人工填石渣垫层并垫平、夯实；模板安装与钢筋绑扎同步进行；挡墙施工分为C30混凝土基础和C30混凝土挡墙两次浇筑、挡墙内按梅花形交错布置预留出泄水孔，其间距为2 m，并设3%的倾斜坡度，以防止积水进入基底。待挡墙混凝土的强度达到设计强度的75%以上时进行均匀回填，用小型压实机械碾压，压实度要达到95%以上。

（2）人工块体陆上安放

需先对安放位置进行极坐标定位然后利用吊机根据计算出的水平角和垂直夹角旋转来完成对块体的安放。在距轴线外侧10m处设置平行于海堤纵向轴线的安装控制基线，然后在基线上每隔20m设定吊机安装点，吊机旋转中心处于此点上，然后由吊杆长度和转角、仰角这两个参数就可确定出块体的点位，从而准确地将各个块体安装到既定的位置。

（3）人工块体水上安装

需根据固定在船上的吊机中心和方向线运输块体的起驳船位置，通过GPS定位系统计算出每一个安装小区相应的坐标，通过吊杆的旋转来调整极角和极半径，从而准确地确定下水的位置确保将块体安装到位，尤其保证基础埋深、块体安放相互嵌固及下层块体对上层块体的稳定支撑。

六月海堤重建工程于2013年开工，历经一年竣工（见图6），海堤抗灾能力已经提高到50年一遇，并抵御了2014年第15号台风“海鸥”袭击。

图6　重建后的六月海堤新面貌

4　结论

本文分析了海堤破坏原因，提出六月海堤重建工程平面布置和设计断面方案，并经过工程建设与运行实践，得出以下结论。

（1）重建工程设计防潮与波浪标准需提高到50年一遇，能抵御台风期波浪。

（2）重建海堤断面型式采用复合斜坡式，可提高海堤消浪性。

（3）堤顶为弧形钢筋混凝土挡墙、迎水面采用栅栏板、四脚空心方块和扭王块体的结构能抵御海浪冲击。

（4）护脚位置块体埋深1.5m可抗基础淘刷及提高斜坡面护面块体稳定性。

参考文献

［1］何造胜，深圳东部海堤设计初探［J］.中国水运（下半月），2014 （09）.

［2］深圳市东部海堤重建工程（一期）初步设计报告［R］.深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，2010.

［3］深圳论坛［R］.深圳三十年台风大事记.2013.

［4］张从联，等.台风“黑格比”损坏海堤成因初步分析及建议［J］.广东水利水电，2009（02）.

［5］GB50201-94.防洪标准［S］.

［6］SL435-2008.海堤工程设计规范［S］.

［7］深圳市东部海堤重建工程（一期）施工图［R］.深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，2012.

［8］深圳市东部海堤重建（一期）工程波浪数学模型研究报告［R］.深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，河海大学，2015.

［9］符振.浅谈海堤工程施工技术—以深圳市东部海堤重建工程为例［J］.技术与市场，2014（01）.

作者简介：何造胜（1982年—），男，工程师。

收稿日期：2015-09-02

DOI：10.3969 /j.issn.1672-2469.2016.03.034

中图分类号：TV871

文献标识码：B

文章编号：1672-2469（2016）03-0096-04