辽滨沿海经济区海堤工程堤型方案比选研究

熊书伟

(辽宁省锦州市黑山县信安市政公用工程有限公司，辽宁 锦州 121400)

辽滨沿海经济区地处大辽河入海口右岸，为典型的平原河网区，区内大部分为农业区和滩涂区，开发建设活动少，内部水系保留了原始的自然状态，但杂乱无章。现状通海河道主要雁河、双井子沟、凤水沟、红旗沟，东西向河道串连其中，主要有海纬3河、海纬4河等。雁河为辽东湾新区现状主要的排涝河道，位于38号路西侧，辽滨沿海经济区现状水系如图1。

图1 辽滨沿海经济区现状水系图

1 工程概况

1.1 海堤工程

海堤工程地处盘锦市大洼县南部，新建海堤总长11.918 2 km，划分为三个分区，其中一区桩号0+000～1+200为河口区域、二区桩号1+200～9+000为海湾区域，三区桩号9+000～12+000为海湾区域，新建挡潮闸1座。通过水系规划总体任务分解，海堤及挡潮闸工程的任务是保证盘锦市辽滨经济区的防潮安全，满足达到50 a一遇防潮标准。其中，海堤主要扩大辽滨经济开发区发展空间、保护辽滨新城以及增大国土面积；挡潮闸建设任务是防止海水倒灌、保证排涝通畅提高区域排涝能力、调节内湖水位、存蓄淡水、改善区域生态环境[1，2]。

1.2 工程布置

1.2.1 防潮防洪与排涝标准

综合考虑辽东湾新区所处位置、规模、重要程度、洪灾的影响等因素，确定其外围防潮防洪标准为50 a一遇，堤防为2级，挡潮闸应不低于海堤级别，亦采用2级。根据盘锦辽东湾新区城镇远景发展规划求，确定排涝标准，城区排涝标准为20 a一遇24 h暴雨不受灾。

1.2.2 堤线分区

海堤工程总长12.0 km，考虑海堤受风向、吹程、水深及地形等因素，将海堤划分为三个分区，其中桩号0+785～2+675段及11+300～12+000段海堤内侧为含章湖，其余段为河道岸坎或吹填堤岸区域。海堤采用路堤式结合，均采用复合斜坡式断面。

1.2.3 海堤起始点连接

工程起点桩号0+000与盘锦大辽河口沿海产业基地堤防工程的末端连接，施工时将老堤堤头挖除呈台阶状，新建海堤与老堤平顺连接。考虑新老海堤护面结构不同，在衔接处设置一道2.0 m宽的混凝土台阶作为两种护面的分界。工程终点为盘锦港，含章湖入海口(海堤龙口段)，桩号11+300、12+000两端均为袋装砂棱体充填海堤与两侧吹填区域封闭。施工时将堤头吹填区域挖除，海堤垂直以堤身刺入吹填区域。

1.2.4 堤线布置

海堤堤线根据《辽滨沿海产业基地盘锦辽滨沿海经济区总体规划》《辽宁省人民政府关于同意盘锦船舶修造产业园并调整区域范围的批复》及《关于盘锦辽滨沿海经济区区域建设用海二期规划的批复》，沿批复的园区区域外围界线确定堤线，其中河口段堤线基本沿现有治导岸线布设，海湾区域桩号1+200～11+300段沿园区吹填围堰堤岸布设，海湾区域(桩号11+300～12+000)，按照盘锦辽滨水城内外海枢纽控制工程确定的堤线布设。

按照上述原则确定的堤线，能够协调园区规划及河道现状，为最大限度增加园区建设面积，工程设计不做堤线方案比较[3]。

2 堤型方案比选

鉴于现状堤线除含章湖水域(桩号0+785～2+675、11+300～12+000段)外基本为较高的岸坎或堤岸，岸坎或堤岸后侧园区地面高程较高(现状3.5～3.8 m，园区规划4.2～4.5 m)，鉴于外侧河道、外海水域较宽，结合工程区域堤基地质条件及附近筑堤材料，辽滨沿海经济区海防堤均采用斜坡式土堤。桩号0+000～0+785、2+675～11+300段均为岸坎或堤岸段，桩号0+785～2+675段海堤内侧含章湖水域，桩号11+300～12+000段海堤内侧含章湖水域，且为海堤建设龙口段。

2.1 堤心填筑或培厚方案

工程附近筑堤土料能够取用的有山皮土及就近滩涂海砂，就近丰富的淤泥料源利用处理较为困难。

2.1.1 桩号0+000～0+785、2+675～11+300段

海堤建设以堤岸加高培厚、现有岸坎为主，并且较高和帖坡较小的实际情况，为更好的结合坡面选择山皮土，具有坡面防洪工程量小、填筑高程量低、侵占水域小且坡面易稳定等优势，布置形式如图2。若利用海砂吹填，则坡面大、侵占水域面积大、坡面防护工程量大、填筑高程量及水域面积大，且施工及筑堤料运输难度较高[4]。

图2 海堤贴坡培厚段布置图

2.1.2 桩号0+785～2+675段

为全水域海堤，外侧为行洪通道。若实施海砂吹填方案，则上、下游坡面平缓、海堤呈凸起状且侵占水域较大，这极大的影响了河道行洪，由于加剧了冲刷还需要强化海堤护面结构。所以，此段海堤填筑时含章湖利用桩号11+300～12+000段(结合挡潮闸、船闸建设)作为内水外排龙口段，考虑到此段海堤基础较好、水深较浅、海堤位于非风浪迎海侧且相对较长，以山坡土填筑海堤，其施工便利、基础立堵进展简单、投资节省、工程量少，堤心填筑型式特性如表1。

表1 堤心填筑型式特性

2.1.3 桩号11+300～12+000段

为全水域海堤，内侧为含章湖、外侧为渤海。该堤段属于龙口段，其存在临时围堰长、断面大、穿堤构筑物多、堤基相对差、水域水深和工程规模大等特点，海堤进占时以山皮土直接立堵，对施工工艺要求高且工程投资大，不利于坡面的临时防渗和防护处理。因此，结合海堤围堰施工经验和海堤长度较小的实际情况，以保证结构安全、施工方便、有助于龙口合拢为原则采取袋装砂棱体充填堆砌；此外，结合外海枢纽控制工程设计，袋装砂斜坡堤结构已成功应用于船闸围堰工程，所以此段海堤选用该结构，如图3。

图3 海堤斜坡布置图

从表1可以看出，以山皮土填筑桩号0+000～11+300段海堤，其具有便捷的运输条件，有利于建设施工；以袋装砂填筑桩号11+300～12+000段海堤，虽然投资未发生明显的改变，但具有质量保障、安全可靠、地基处理方便、软基适应性强、工期短以及施工速度快等优势，考虑到堤防较短的实际该方法具有较好适用性。

2.2 堤防方案比较

2.2.1 堤防断面

该工程受波浪作用较弱且大部分海堤高度超过5.0 m，对此可以选用单坡式或复合式断面，可供选择的饮水侧坡面有：即设置消浪与压载平台、仅设置压载平台；堤顶方案有设置或不设置防浪墙两种方案。

2.2.2 护面结构

根据波浪强烈程度、建筑材料、附近海堤护面情况等因素，拟确定适于海堤护面的材料有混凝土预制块、块石两种。考虑到距离块石料场远、不可预见因素多、施工周期长、工程量大、运输难度高等实际，抛石、砌石不宜作为护面材料。

鉴于堤岸坎顶较高、局部风浪作用强烈的现状，经计算论证可以不选用较大糙率、较高含钢筋量、结构复杂的砼预制块，选用单价适宜、消浪条件好、整体美观、制作简单且无需钢筋的四脚空心方块。通过检测发现四脚空心方块能够满足海堤设计的重量和质量要求，且现状拆除后可以利用部分未破损的块体，加之目前钢材、水泥产能过程，该方案具有较好可行性[5，6]。

2.2.3 比选方案

鉴于护面结构及堤防断面相组合的方案，充分考虑地段所在区风浪特性、水流特征、筑堤材料、地理位置、运用与管理要求、施工条件、生态保护、工程造价及环境景观等因素，提出以下4种堤型进行对比，如表2。

表2 海堤堤型方案比选

2.3 方案拟定

从表2可知，消浪平台能够大大减少堤防高度，而防浪墙不仅能够降低填筑高度、减少投资成本，而且可以与生态景观、栏杆人防工程有机结合，以发挥最大的工程效益。因此，推荐选用设置防浪墙的方案。

2.3.1 从生态景观的角度

相对于方案4，没有设置消浪平台的方案3其防浪墙高处约0.75 m，在防浪墙高相同的条件下消浪平台建设等效于提高0.75 m堤身。

以3.5～3.8 m高程设计时，为保护园区景观应尽量降低海堤高程，消浪平台的设计修建具有明显的效果，且可行性较高。然而，随着园区规划的规划的持续完善和吹填工程的持续推进，该段海堤将规划回填高程提升到5.2～4.5 m，滨海景观规划将带状微地形(6.0～6.71 m)修建于海堤后侧，所以合理提高堤顶高程基本不会给临海侧景观造成负面影响[7]。

2.3.2 从施工技术的层面

相对提高堤身建设消浪平台的难度更大，投资成本高且工期长。

该海堤工程堤岸高程4.0 m，设置或不设置消浪平台需要将堤顶加高0.45 m、1.2 m，即消浪平台的设置与否均瑶加高，所以方案4堤顶加高低于方案3的0.75 m。此外，鉴于路堤结合的海堤工程，因方案4具有较小(0.45 m)的加高高度，以路床与路基就可以满足要求，此条件下要挖除堤岸，并按照规程要求处理后才能用于路堤。所以，方案3加高高度1.2 m，大于路床与路基之和0.8 m，路堤填筑高度就等于剩余的0.4 m，这对路堤处理起到一定的简化作用，为道路的建设提供有利条件，且路堤的适当提高有利于上游越浪和道路排水体系建设。

3 结语

海堤及挡潮闸建设，为提高区域防洪能力、保障沿岸居民安全及推动经济发展奠定坚实基础，明显改善了区域投资环境和居住环境。合理的优选堤型属于建设优质海堤工程的核心，堤型的选择应综合考虑潮汐、水文、气象等因素条件，在保证海堤防汛安全的前提下与园区绿化景观工程有机结合，做好沿海堤防护林带建设，尽量扩建滩涂湿地恢复海岸自然形态。