联围海堤分段治理达标加固提升实践—以万顷联围北界河段为例

梁庆华

(广州珠江监理咨询集团有限公司，广东 广州 510000)

南沙区位于西江、北江、东江的汇集之处，水资源丰富，生态景观优美，经济发达，是珠江三角洲经济区的几何中心。作为连接港澳、服务内地的中心地带，南沙区的发展也随着粤港澳全面合作的稳步推进不断提升，发展定位也不断深化，也对南沙区的配套基础服务设施提出了更高的要求，力求打造新型城市化综合体和现代产业新高地，为粤港澳合作提供创新平台和升级空间。

河道附近水源的合理规划对于地方经济发展具有积极的促进作用，南沙河道两岸堤防建设时间久远，河道、滩地情况已发生了较大变化，原有的行洪控制线不能适应新的水情、河情、工情的要求。针对南沙水系的情况，为了防潮减灾，确保防护区内人民生命财产安全，同时满足区域开发建设、经济发展的需要。需对南沙的水系进行规划治理，建立更加可靠安全的水安全环境，打造环保健康的水生态环境。

本文以南沙区域万顷联围北界河段海堤加固治理工程为例，通过对该河段进行治理，对河段海堤进行加固，分析该工程所采取的加固措施，使得海堤满足水域综合体系的治理要求，完成水域供水和环境保持的要求，为控制完成水系规划目标提供经验和治理思路。

1 联围概况

广州市南沙区万顷沙联围位于广州市的最南端、珠江出海口前沿，是珠江口比较大的沙岛，濒临伶汀洋，三面环海，总面积约160km2，由珠江大缶海口(蕉门水道和洪奇沥水道)冲积而成，万顷沙联围全部是人工围垦河网平原。东北接蕉门水道出海，西南汇入洪奇沥水道，围内河涌共39条，互相连通，总长159.3km。其中一至二十一涌呈东西走向，两端均有水闸控制。

2 堤防现状

2.1 洪潮灾害情况

万顷沙围位于珠江三大出海口门处，上受流域洪水威胁，下受台风暴潮袭击，洪、潮灾害频繁，风暴潮灾害突发性强，往往几小时内就酿成巨大灾害，防灾工作往往措手不及。万顷沙镇地区现状以农业为主，农作物耐淹历时较长，区内排涝渠道与外江均有水闸控制，可以利用每日低潮自排，因此多年来本地区纯内涝灾害损失很少，相反其内涝灾害与洪潮灾害密切相关。由于现状防洪潮堤防与水闸标准低，堤防溃决，潮水漫过堤围及水闸，冲入围内，造成外洪内涝的严重灾害。随着地方社会经济发展，城市化水平提高，洪潮、涝所产生的灾害将逐步增加。

根据相关资料统计，本区平均每年受台风影响2.85次，台风暴潮灾害突发性强，所到之处都造成巨大灾害。堤围建设年代久远，堤防的标准达不到现阶段的防洪及防洪规划要求，当有风暴潮发生时，围内总会遭受不同程度的洪潮灾害，遭受损失。

2.2 堤防实际情况

经过地质测绘及野外调查，工程区均为已建河堤段，堤外坡为混凝土垂直挡墙，堤顶高程为2.09～4.25m，宽6.0～6.4m，堤高3.0～6.0m。北界河至一涌东段堤外直接接触下横沥水道，建设有码头及管道；中山界至二涌西段堤外为藕塘和鱼塘，宽30m～260m，由于人工活动的改造，堤防局部遭到不同程度的破坏；二涌西至四涌西段堤外为淤泥滩地，宽约200多m、还有建设中的码头、废弃的民房。堤内多为村庄、果林和鱼塘、藕塘，内坡比1∶1.5～1∶2.5，多为植草和果树覆盖，岸坡较稳定。

目前涌堤围主要存在堤顶高程不够、堤顶宽度不足，堤身单薄以及浆砌石衬砌破损等问题，整体标准低，难以满足南沙区城市发展的防洪要求和城市景观要求。如图1所示。

图1 堤防现状图

2.3 治理范围

治理的主要任务是防潮减灾，其标准确定为200年一遇，本次加固达标堤段位于万顷沙联围北界河至一涌东段、中山界至四涌西段：其中北界河至一涌东段加固起点位于北界河闸口，止于一涌东闸口处，加固堤防长度2490m；中山界至四涌西段加固起点位于中山界闸口，止于四涌西闸口处，加固堤防长度6331.7m。

3 堤防工程加固布置

本次加固达标设计充分利用现有堤防进行加高培厚，堤线基本沿现有堤围布置。

3.1 堤型布设

拟加固达标的堤围现状各异，经现场查勘、地勘钻孔揭示，该段堤防经过多年建设，逐年加高加固，现已基本稳定，堤前多为抛填块石，迎水侧为浆砌石护岸，堤后为抛石及就近取土填筑而成的土堤，堤顶宽6.4m，堤顶高程为2.12～4.21m。现状堤防断面型式为两级挡墙型式，一级挡墙与二级挡墙之间为宽约2.0m的消浪台。

采用用二级陡墙混合断面(有防浪墙)的堤型。计划在原陡墙上进行贴壁式混凝土护面加固，并配以挂网、打锚等措施。由于原堤防洪标准不够，因此清除原堤顶表层泥结石路面及杂填土，上部采用现浇L型混凝土挡墙至防浪墙顶高程4.5m，堤顶浇注沥青混凝土路面，路面宽8.0m，高程4.0m。一、二级陡墙间设消浪平台(宽2.5m)；为防浪淘刷，堤脚外设抛石反压平台护脚(宽3m)。堤后坡1∶3.0，坡脚高程0.4～2.2m，坡脚平台宽3.5m，堤后填土范围采用塑料排水板以加快淤泥固结。如图2所示。

图2 二级陡墙混合断面堤型剖面图

3.2 堤防护坡选型

堤防护面是指对堤身外轮廓的坡面、顶面、堤脚等采用工程措施保护，以防止风、波浪、越浪水体及降雨的冲蚀破坏，其型式可按工程等级、堤前地形、波浪、越浪量、堤型、堤身土质等因素来确定。堤防迎水侧护坡型式直接关系到工程安全程度和工程造价。

全段采用带消浪平台的二级陡墙式混合断面(有防浪墙)，在原陡墙上进行贴壁式混凝土护面加固。经计算，本堤防混凝土护面板计算厚度为0.361m，厚度采用值为0.40m。

3.3 堤顶高程

堤顶高程应结合设计高潮(水)位、波浪爬高及安全加高值来进行综合计算。由于本工程海堤堤前有压载(抛石平台)，波浪爬高应先计算无压载时的爬高，再乘以压载系数，即得有压载的爬高值。

根据地形、波浪要素、护坡型式等因素，通过计算，万顷沙联围北界河至一涌东段、中山界至四涌西段海堤堤顶高程计算成果见表1—2。

表1 北界河至一涌东段海堤堤顶高程成果表 单位：mm

表2 中山界至四涌西段海堤堤顶高程成果表 单位：mm

计算可知该段堤防的设计风浪爬高值为0.88～1.19m。因本次加固堤后保护的皆为城市建设用地，规划建设有一定的景观要求，而且多数为复式堤防。根据海堤设计以“保证强度，不求高度”的原则，堤顶高程考虑到南沙区万顷沙联围整体规划建设情况，确定南沙区万顷沙联围北界河至一涌东段海堤堤顶高程统一为3.8m，防浪墙顶高程为4.3m；中山界至四涌西段海堤堤顶高程统一为4.0m，防浪墙顶高程为4.5m。

4 堤基软弱土的处理

4.1 处理原则

根据勘察所提供的地质资料，堤基主要为淤泥、淤泥质土、淤泥质砂，且厚度较大，土层抗剪强度较低，为高压缩性土，摩擦系数较低。因此堤基抗滑稳定性差，同时由于堤基底部淤泥层厚度较大，但较均匀，地基可能产生较大沉降，应对堤基进行抗滑稳定分析，并应对堤基土层进行加固处理。据野外地质调查，堤段为已建堤段，堤外边为浆砌石挡墙护岸，堤内多为人工边坡，边坡较为稳定。

对于淤泥层及淤质细砂层厚度小于3m的堤段，可通过开挖清除淤泥，然后抛石换填处理基础。实践证明这种处理方法施工简单、经济而且处理效果好。

对于淤泥层及淤质细砂层厚度大于3m的堤段，要采用开挖清除显然是不现实的。根据堤防全部置于厚度较大的淤泥层上地质条件，结合工程地区软基处理经验及应用实践情况，充分考虑工程实际，节约工程投资，本次堤岸设计采用塑料排水板方案处理地基。

4.2 堤基施工方案

中山界至四涌西段堤基基本上为沉降多年已经稳定的人工填土，此次整治仅为加高培厚，培厚高度及新增填土厚度均不大于1.0m，地基附加应力增加较小，本阶段暂不考虑基础处理措施，下阶段根据进一步的地质探测工作成果，有针对性的对局部密实度差，渗透性偏强的堤段采用加强锥探灌浆等处理措施。

北界河至一涌东段堤基基本上为深厚的淤泥、淤泥质土及淤泥质砂，而且全线分布。两层厚度加起来基本都大于10.0m，最厚达30.0m。计算段淤泥层含水量大，压缩系数高，承载力仅40～55kPa。该堤段经计算，堤基承载力不满足要求，因此结合推荐堤型复合式均质土堤，地基变形适应能力强的特点，本阶段该堤段堤基推荐采用堆载预压排水固结法进行基础处理。

堤身施工时，先铺设粗砂排水垫层，然后在排水垫层上施打塑料排水板，接着将堤身填至设计高程，并预留沉降超高。

经预压固结计算，若采用间距为1.0m×1.0m的塑料排水板，排水板深15m，利用堤身填土堆载预压6个月，可达到70%～82%的固结度，即施工期完成84%～88%的沉降量，工后沉降量较小，可基本满足堤防的正常使用要求。

5 堤防生态建设

结合堤防加固治理搞好水环境、生态环境建设，规划好堤防沿线绿化、重要景观节点，将刚性的水利功能蕴藏于柔性的绿化景观中。护岸绿化工程总长8.822km。全程采用生态护坡型式，在不影响堤岸水利功能的前提下，同时起到滞洪补枯、调节水位的作用。

该项目景观部分主要分为带状景观及节点景观。带状景观包括北界河至一涌东段、中山界至四涌西段段2.5m平台绿化、背水坡绿化等。

节点景观包括北界河至一涌东段、中山界至四涌西段段景观节点、景观亭及园建设施设计等。考虑堤型设计及绿化布置特点，设置带状休闲平台相结合的景观节点，利用阶梯将堤顶道路与堤后功能用地相连接，具有一定的可达性。与未来发展用地紧密联系，形成整体。

6 结语

随着地方社会经济发展，城市化水平提高，南沙区的水安全问题越来越凸显，治理完成后，万顷沙联围的防洪(潮)能力从目前的50年一遇提高到200年一遇，提高了堤顶高程和堤顶宽度，解决了了堤防防洪(潮)标准低的问题，满足了现阶段南沙区发展的防洪规划和要求，能够抵御风暴潮灾害的突发，保护区内安全。

本次加固治理主要任务为防潮减灾，但堤防工程的规划建设考虑了生态景观。对工程整体进行生态规划后，优化了水资源环境，美化了水资源样貌，改善了群众的居住条件，提高了土地资源价值。从人文和社会两个方面，促进了该区域的现代化发展，带来了良好的社会效益，从经济和发展两个方面，促进了区域投资的跟进，带来了良好的经济效益。整个加固治理工程顺应时代的发展，提高了堤围内水系的水面率。

施工过程中要注意对周边环境影响，应将不良影响降到最低，临时占地在工程施工结束后，应尽快平整绿化，恢复其原有功能，做到生态治理，打造绿色工程。