海堤工程建设的水土保持设计思路

王东 中交水运规划设计院深圳有限公司

1.工程概况

深圳市海洋新兴产业基地陆域形成工程3b标段，新建海堤2462m，景观河堤1439.5m。考虑到现场施工期间车辆的通行要求，在陆域形成区内规划适量空间，用于建设长度为849m的施工便道。此外，还建设一座长度为67m的临时码头，为工程施工提供配套支持。

2.主体工程水土保持

海堤工程施工的扰动作用较强，易破坏原地表的稳定性，导致既有的地形条件、地质组成较之于原始状态有所变化，地表的蓄水保土性能也随之改变。此时，如何提高水土保持水平至关重要。

2.1 分区情况

项目占地集主体工程区、施工生产生活区、临时道路区三大部分于一体，在空间上形成联动关系，以实现流程化的生产作业模式。永久和临时占地类型包含河道、海域及滩地。各功能区的用地需求有所不同，其中施工生产生活区、临时道路区的规模有限，临时占地面积较小，完工后经过修复即可恢复原状，以绿化手段扩大现场的绿化面积，依托于各类绿植提高水土保持水平。相比之下，以主体工程区较为特殊，尤为突出的是开挖和填筑两个阶段，作业规模较大，易引发严重的水土流失问题，因此需深入分析，采取适宜的水土保持策略。

工程设计中，综合考虑到优化总体布局、减少新建用地、削弱施工的扰动作用、尽可能减少水土流失等多重要求，设计出综合应用效果较佳的方案。在满足总体布置的前提下，切实发挥出既有河道岸坎、吹填围堰堤岸设施的应用优势，提高利用水平，减小不必要的地表扰动问题，从而借助此手段保证水土保持的效果。

2.2 水土保持防治的区域划分

（1）防治范围的界定。着重考虑直接影响区和项目建设区两大部分，各自均有独特性。于直接影响区，包含项目各功能区日常生产、生活活动对现场水土状态所造成的影响，生产、生活活动多样化，对水土流失危害有一定的不确定性，若要掌握实际情况需加强现场勘测；于项目建设区，重点指的是临时场地、挡潮闸、海堤，此类区域是水土保持工作的关键对象。

（2）防治分区的界定。项目建设于平原区，经过勘察后，综合分析水土流失防治大范围内的具体自然条件以及工程条件，包含地形地貌、地质类型、水文特性、建设时序、施工工艺等，从中识别可能存在水土流失状况的区域，采取针对性的分区防治措施，此处重点围绕主体工程区、施工生产生活区、临时道路区三大部分展开，最大限度减小三个分区各项活动对水土稳定状态的影响，以达到既定的水土保持效果。

2.3 水土流失的预测

各区的建设内容不尽相同，对原地貌造成的扰动程度也有所差异，需要兼顾多方面建设细节，以全局化的理念为引导，做好水土流失预测工作。根据工期安排确定预测时段，即自然修复期、施工建设期，具体做如下分析：

（1）施工建设期。纵观项目开展全流程，施工建设是重点环节，具有工程量大、周期长的特点，涉及到开挖填筑、机械碾压等工程活动，是引起水土流失的关键阶段。在施工扰动作用下，地表的既有稳定状态受到影响，地表植被的完整性遭到破坏，土体结构有显著的变化，存在较为明显的水土流失问题。工期36个月，预测时段也为36个月。

（2）自然恢复期。随项目进程的推进，完工后进入自然修复期，此阶段的持续时间较长，受扰动地表恢复原始状态并非一蹴而就，通常需2～3年，结合现场的气候特征，认为此时期的预测时段以2年较为合适。

以水土流失量预测公式为计算工具，基于既有水土参数展开计算，确定各时段的水土流失量，在此基础上进一步展开计算，求得新增水土流量。结果显示，对于施工期、自然恢复期两个时段而言，各自的新增水土流失量分别为1481.25t、320.85t。

3.水土保持的设计

3.1 总体规划

土石方施工量较大，随着施工进程的持续推进，原生地貌逐步受到扰动，并且在坡面开挖过程中将严重破坏既有土体的稳定性，伴有明显的水土流失。根据此特点，在水土保持工作策略中重点采取临时防护措施，以期达到立竿见影的效果，保证施工全程均无水土流失问题。进一步考虑现场的地形、地质等基础信息，确定详细的临时防护措施，即填土草袋护坡和密目网覆盖。

3.2 主体工程防治区的水土保持

海堤表面几乎达到硬化状态，也已经针对内坡裸露地表生成相适应的绿化设计方案，根据此工程状况，并未额外增设防护措施，将工作的重心放在施工期间的管理层面。依托于排水沟修筑、海堤内坡绿化多重措施，切实调节水土状态，达到水土保持的相关要求。从主体工程防治区的现场施工条件来看，施工车辆往来频繁，荷载作用较强，易使石料散落至大海内，由此加剧水土流失，因此对此方面做相应的管理。

3.3 施工生产生活防治区的水土保持

3.3.1 临时措施

工程物资的堆放、工程人员的临时居住等均是施工生产生活区的主要功能。排水是重要的临时措施，且尤为关键的是雨季的雨水排放需求。对此，在场地周边修筑合适尺寸的排水沟，在其引排作用下，以免因现场雨水聚积而导致水土流失。

（1）排水流量。按如下公式计算，求得最大排水流量QB(m3/s)：

式中：K为径流系数，取0.68；i 为汇流历时内平均降雨降度，取52.4m m/h；F 为汇水面积，取0.057km2。

经计算，求得QB=0.56m3/s。

（2）排水沟。按10a一遇标准设计，排水沟的基本尺寸为：顶、底宽度分别为1.1m、0.3m，深度0.2m，坡降按1%考虑。引入谢才公式，复核排水沟过水能力：

式中：A为过水面积，m2；C为谢才系数；R为水力半径，m。

复核结果显示，Q=0.095m3/s，超过0.06m3/s，排水沟设计具有可行性。施工期间合理规划与管理，将开挖的土方集中堆放在排水沟周边，设置草袋装土挡墙（分布在堆土四周，起到防护作用），顶部覆盖彩条布；根据工程实际进度，待施工结束后回填该排水沟并予以夯实处理，保证回填的密实性与平整性。

3.3.2 工程措施

施工生产生活区的各项工作均落实到位后开始拆除地面建筑物，全面收集施工现场产生的废弃物，避免随意堆放，然后安排土地整治工作。具体分为：（1）工程措施。土地整治面积2.0hm2；（2）临时措施。排水沟1390m，土方开挖389.2m3，草袋装土45.44m3，彩条布418m2。

3.4 临时道路区的水土保持

（1）临时措施。遇降雨天气时，在雨水的冲刷作用下易引发水土流失，为规避此问题，在施工便道外侧修筑临时排水沟，挖方量0.56万m3。经过开挖后产生较多的土方，将此部分集中堆放在排水沟周边，并于外围设置草袋装土拦挡，起到防护的作用，顶部遮盖彩条布。后续以人工作业的方式回填排水沟，对该部分做夯实处理，保证回填的密实性与平整性。

（2）工程措施。整治土地是施工结束后水土保持的重点工作内容，整治范围为4.0hm2，以机械碾压的方法为主，提高土地的密实性，尽可能减少水土流失量。

4.结语

海堤工程的建设对于维持社会经济发展稳定性具有重要作用，有利于唤醒地区经济活力，帮助地区取得更为显著的发展成果。但海堤工程施工的扰动作用较强，由此伴随着水土流失问题，合理防控极为关键。经过本文的分析，提出水土保持的设计思路，包含对项目水土保持总范围进行分区、以针对性的方式加强控制、回填并碾压等，希望所提内容能够为同仁提供参考。