陈勇亮
(福州市水利水电开发公司,福州 350001)
海堤工程除险加固措施探讨
陈勇亮
(福州市水利水电开发公司,福州 350001)
海堤工程作为沿海防御风暴潮的主要载体,在保障沿海人民生命财产安全等方面发挥着积极作用。但与内陆土质不同,海堤土质多为沙性,极易受到冲刷,且土质含盐碱量较高,植物无法在海堤生长形成天然的防护体系。当进入汛期,堤防表面会受到大力冲刷,削弱坡脚稳定性,在很大程度上威胁了工程的安全性,如何做好海堤工程除险加固受到了广泛关注,也是海堤工程建设亟待解决的主要问题。文章选取具体的案例对海堤工程存在的问题进行分析,并提出海堤工程除险加固措施,旨在为我国沿海地区海堤工程进一步发展提供更多参考和借鉴。
海堤工程;问题分析;除险加固;措施
我国国土面积辽阔,大陆海岸线长度超过1.8万km,海堤成为海岸的主要防护工程。为了避免海浪等对沿岸人民生活和工作产生的不良影响,我国积极修建海堤工程。但是海堤长期浸泡在海水当中,极易受到腐蚀,使得海堤工程防护功能大打折扣。因此加强对海堤工程进行除险加固处理非常必要,不仅能够延长海堤工程使用寿命,还能够增强海堤工程整体性能。
基于研究针对性、实用性,文章选择具体研究对象福清市江镜镇陈厝海堤,对其海堤工程存在的问题进行分析,然后提出相应的除险加固措施。福清市江镜镇地处我国东南沿海地区,常年受到风暴潮的影响,很多现存海堤工程由于年代久远、施工标准较低,在运行中存在很多问题,威胁海岸周边人民的生命财产安全。
1.1 设计标准偏低
据调查分析,该地区海堤受到重创的原因多是原有设计标准偏低,如选取的防潮标准及参数等存在差异性,设计的高潮位是最高位,但现行的标准采用的是设计频率潮位,且传统海堤强调对堤顶高程的设计,忽略了整个工程结构。
1.2 堤身结构薄弱
目前,该地区很多海堤堤身断面偏小,与设计要求相悖。究其根本是多数海堤为“三边”工程,甚至一些工程是由群众自发建设的,在缺少资金、先进技术等方面的支持,导致海堤工程质量不达标。如一些海堤堤顶宽度不足2m,坡度仅为1∶1,甚至有的宽度不足1m,坡度不足1∶2,当遇到台风暴雨时,难以发挥抵抗作用。
1.3 防浪能力不足
针对该地区地质进行调查能够发现,该区域沿海石材非常丰富,多数海堤迎水坡采用的是干砌条进行护坡,其中部分海堤护坡施工质量不达标,砌筑不够严密,无法抵御风浪的袭击,诸多此类问题的海堤还有很多,海堤防浪能力不足,在很大程度上缩短了工程使用寿命。
1.4 土堤失稳滑坡
通常来说,海堤堤身较高,坡度不够稳定,坡脚没有设置压载、且荷载不够,尤其是一些堤段堤后没有直接设置排水沟,受到外力的影响,极易出现堤身滑坡现象。甚至一些工程施工工序不科学,没有按照施工要求进行操作,导致背水坡出现整体滑坡情况。综上来看,该地区海堤工程存在很多不足之处,在很大程度上削弱了海堤工程性能。
现如今,国家愈发重视人民安全,并加大了对海堤工程除险加固施工,以此来提升整个工程的整体性能。针对海堤工程破坏成因来看,在进行施工时,要充分考虑潮水等相关影响因素,立足于工程整体,实现对工程结构的优化和设计,引入先进加固措施,从而增强海堤工程整体防护功能。
2.1 确定严格标准
海堤除险加固施工是一项综合性、系统性工程,要想尽可能提高施工效果,针对当前海堤工程发展现状来看,应适当提高海堤堤顶高程、结构设计标准[1]。
1)针对堤顶防潮标准而言,应按照国家、地区标准,考虑海堤保护范围、重要性因素,按照如下公式进行计算:
堤顶高程=H+R+A
(1)
式中:H、R、A分别代表的是高潮位、波浪爬高及安全高度。
2)从结构设计层面来看,可以采用“三面包”护砌方法,将海堤内、外及顶有机结合到一起,形成三级消浪结构,以此来防止越浪对海堤的破坏,还可以采用土工布,增强传统砂砾料返滤层效果。
2.2 重视结构设计
海浪冲击是降低海堤安全的关键性因素。波浪在护坡坡面上破碎时,会形成波动水流,产生淘刷、掀动破坏,最后造成护坡破坏。因此重视对结构的设计非常必要。其中消浪结构既能够削弱波浪爬高,还能够降低高程,提升整个提升堤身整体结构的稳定性和耐冲击性。
1)护脚。由于堤前水深度较大,且施工难度更大,难以直接进行护砌。针对海堤软土基层不均匀沉降这一问题,我们将采用抛石护脚方式,稳固坡脚。由于这种方式能够有效解决软基滑坡产生的破坏情况,以此来提高整个工程的稳固性。
2)护坡。在进行护坡施工中,应立足于消浪防冲目标,干砌石护面要达到一定厚度。通常来说,应在30cm以内。同时在施工实践中,按照相关规范开展工作,达到预期施工目标。如针对该地区一些海堤,可以采用丁砌条、混凝土框格方式进行护坡,还有一些冲击较为激烈的堤段,引入块石护砌、加上钢筋混凝土栅栏板的形式,从而达到消浪、防护的目标。
3)返滤层。一般来说,受到外力的影响,堤身沙土极易流失,影响整个海堤工程整体稳固性[2]。因此在进行海堤除险加固施工时,要引入返滤层,避免波动幅度过大,如采用级配碎石,将厚度控制在标准范围内,提高返滤效果。同时要根据海堤土质实际情况,合理选择返滤层材料,使其能够满足海堤工程运行需求,从而避免护坡变形等问题的产生。
4)防浪墙。海堤外坡是抵挡海浪的主要结构,通过对其进行合理设计和施工,能够有效抵抗波浪的冲击。在具体施工中,需要注意的是保证基础稳定性,将防浪墙高度控制在0.8-1.0m,同时引入反弧式结构,能够有效将来浪抵抗回去,以此来削弱海浪的冲击力,且能够减少海浪数量,使得海堤工程更好地发挥作用。
2.3 引入越浪设计
对于海堤工程来说,越浪设计是一项创新性除险加固措施,来源于港航工程,并得到了广泛推广和应用。但受到不同设计频率的影响,堤身高度主要取决于波浪爬高。针对文章选取的这一地区,海堤基础地基属于软土机制,如果将高程设计的过高,将会增加整个工程的承载能力;如果引入开放式海堤,无法获得良好的越浪效果。因此在实践中,应参照地区设计规范,科学合理设计堤顶,从而确保整个海堤工程承载力及防御能力等都能够达到良好的效果。随着建筑工程领域不断发展,对于海堤工程除险加固施工的研究还会朝着深层次发展,并加大对相关施工技术的研究力度,不断提高施工质量和效率,并坚持以人为本原则,充分保障沿海地区人民生命财产安全,最大限度上加快沿海地区经济的发展。
2.4 海堤除险加固效果分析
针对上述海堤除险加固施工来看,整体设计标准得到了提升,能够达到更高的标准,防风暴潮能力显著提升,且能够经受住洪涝灾害的考验。图1为某段海堤工程,区域的险情得到了有效排除,缓解了渗漏问题,充分发挥工程综合效益,确保人民群众生命财产安全[3]。另外,工程除险加固处理,周围环境得到了改善、整洁,为居民创建了良好的生活空间。
根据上文所述,海堤是沿岸人民生命财产的保护屏障,与沿海地区经济发展存在非常密切的联系。因此沿海地区要重视海堤工程建设,积极开展除险加固施工,针对当前海堤工程存在的不足之处和缺陷,坚持针对性原则,采取科学合理的措施,对海堤工程进行加固处理,提高整个海堤工程整体稳固性,同时,还应积极引入现代施工技术,如引入越浪设计,使得海堤工程能够更好地发挥工程效益,从而为沿海地区经济社会持续健康发展奠定坚实的基础。
[1]杨国粦.胜利海堤工程除险加固措施经验探讨[J].水利科技,2013(03):74-77.
[2]张为铃,缪程飞.甘棠海堤六期除险加固工程施工管理[J].科技风,2014(16):128.
[3]张国尧.西梧海堤除险加固的堤防稳定性分析[J].陕西水利,2016(05):56-57.
2016-12-26
陈勇亮(1982-),男,福建福清人,工程师。
U656.2
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[收稿日期]2016-12-26
[作者简介]陈勇亮(1982-),男,福建福清人,工程师。