陳勇亮
(福州市水利水電開發(fā)公司,福州 350001)
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海堤工程除險加固措施探討
陳勇亮
(福州市水利水電開發(fā)公司,福州 350001)
海堤工程作為沿海防御風暴潮的主要載體,在保障沿海人民生命財產安全等方面發(fā)揮著積極作用。但與內陸土質不同,海堤土質多為沙性,極易受到沖刷,且土質含鹽堿量較高,植物無法在海堤生長形成天然的防護體系。當進入汛期,堤防表面會受到大力沖刷,削弱坡腳穩(wěn)定性,在很大程度上威脅了工程的安全性,如何做好海堤工程除險加固受到了廣泛關注,也是海堤工程建設亟待解決的主要問題。文章選取具體的案例對海堤工程存在的問題進行分析,并提出海堤工程除險加固措施,旨在為我國沿海地區(qū)海堤工程進一步發(fā)展提供更多參考和借鑒。
海堤工程;問題分析;除險加固;措施
我國國土面積遼闊,大陸海岸線長度超過1.8萬km,海堤成為海岸的主要防護工程。為了避免海浪等對沿岸人民生活和工作產生的不良影響,我國積極修建海堤工程。但是海堤長期浸泡在海水當中,極易受到腐蝕,使得海堤工程防護功能大打折扣。因此加強對海堤工程進行除險加固處理非常必要,不僅能夠延長海堤工程使用壽命,還能夠增強海堤工程整體性能。
基于研究針對性、實用性,文章選擇具體研究對象福清市江鏡鎮(zhèn)陳厝海堤,對其海堤工程存在的問題進行分析,然后提出相應的除險加固措施。福清市江鏡鎮(zhèn)地處我國東南沿海地區(qū),常年受到風暴潮的影響,很多現(xiàn)存海堤工程由于年代久遠、施工標準較低,在運行中存在很多問題,威脅海岸周邊人民的生命財產安全。
1.1 設計標準偏低
據(jù)調查分析,該地區(qū)海堤受到重創(chuàng)的原因多是原有設計標準偏低,如選取的防潮標準及參數(shù)等存在差異性,設計的高潮位是最高位,但現(xiàn)行的標準采用的是設計頻率潮位,且傳統(tǒng)海堤強調對堤頂高程的設計,忽略了整個工程結構。
1.2 堤身結構薄弱
目前,該地區(qū)很多海堤堤身斷面偏小,與設計要求相悖。究其根本是多數(shù)海堤為“三邊”工程,甚至一些工程是由群眾自發(fā)建設的,在缺少資金、先進技術等方面的支持,導致海堤工程質量不達標。如一些海堤堤頂寬度不足2m,坡度僅為1∶1,甚至有的寬度不足1m,坡度不足1∶2,當遇到臺風暴雨時,難以發(fā)揮抵抗作用。
1.3 防浪能力不足
針對該地區(qū)地質進行調查能夠發(fā)現(xiàn),該區(qū)域沿海石材非常豐富,多數(shù)海堤迎水坡采用的是干砌條進行護坡,其中部分海堤護坡施工質量不達標,砌筑不夠嚴密,無法抵御風浪的襲擊,諸多此類問題的海堤還有很多,海堤防浪能力不足,在很大程度上縮短了工程使用壽命。
1.4 土堤失穩(wěn)滑坡
通常來說,海堤堤身較高,坡度不夠穩(wěn)定,坡腳沒有設置壓載、且荷載不夠,尤其是一些堤段堤后沒有直接設置排水溝,受到外力的影響,極易出現(xiàn)堤身滑坡現(xiàn)象。甚至一些工程施工工序不科學,沒有按照施工要求進行操作,導致背水坡出現(xiàn)整體滑坡情況。綜上來看,該地區(qū)海堤工程存在很多不足之處,在很大程度上削弱了海堤工程性能。
現(xiàn)如今,國家愈發(fā)重視人民安全,并加大了對海堤工程除險加固施工,以此來提升整個工程的整體性能。針對海堤工程破壞成因來看,在進行施工時,要充分考慮潮水等相關影響因素,立足于工程整體,實現(xiàn)對工程結構的優(yōu)化和設計,引入先進加固措施,從而增強海堤工程整體防護功能。
2.1 確定嚴格標準
海堤除險加固施工是一項綜合性、系統(tǒng)性工程,要想盡可能提高施工效果,針對當前海堤工程發(fā)展現(xiàn)狀來看,應適當提高海堤堤頂高程、結構設計標準[1]。
1)針對堤頂防潮標準而言,應按照國家、地區(qū)標準,考慮海堤保護范圍、重要性因素,按照如下公式進行計算:
堤頂高程=H+R+A
(1)
式中:H、R、A分別代表的是高潮位、波浪爬高及安全高度。
2)從結構設計層面來看,可以采用“三面包”護砌方法,將海堤內、外及頂有機結合到一起,形成三級消浪結構,以此來防止越浪對海堤的破壞,還可以采用土工布,增強傳統(tǒng)砂礫料返濾層效果。
2.2 重視結構設計
海浪沖擊是降低海堤安全的關鍵性因素。波浪在護坡坡面上破碎時,會形成波動水流,產生淘刷、掀動破壞,最后造成護坡破壞。因此重視對結構的設計非常必要。其中消浪結構既能夠削弱波浪爬高,還能夠降低高程,提升整個提升堤身整體結構的穩(wěn)定性和耐沖擊性。
1)護腳。由于堤前水深度較大,且施工難度更大,難以直接進行護砌。針對海堤軟土基層不均勻沉降這一問題,我們將采用拋石護腳方式,穩(wěn)固坡腳。由于這種方式能夠有效解決軟基滑坡產生的破壞情況,以此來提高整個工程的穩(wěn)固性。
2)護坡。在進行護坡施工中,應立足于消浪防沖目標,干砌石護面要達到一定厚度。通常來說,應在30cm以內。同時在施工實踐中,按照相關規(guī)范開展工作,達到預期施工目標。如針對該地區(qū)一些海堤,可以采用丁砌條、混凝土框格方式進行護坡,還有一些沖擊較為激烈的堤段,引入塊石護砌、加上鋼筋混凝土柵欄板的形式,從而達到消浪、防護的目標。
3)返濾層。一般來說,受到外力的影響,堤身沙土極易流失,影響整個海堤工程整體穩(wěn)固性[2]。因此在進行海堤除險加固施工時,要引入返濾層,避免波動幅度過大,如采用級配碎石,將厚度控制在標準范圍內,提高返濾效果。同時要根據(jù)海堤土質實際情況,合理選擇返濾層材料,使其能夠滿足海堤工程運行需求,從而避免護坡變形等問題的產生。
4)防浪墻。海堤外坡是抵擋海浪的主要結構,通過對其進行合理設計和施工,能夠有效抵抗波浪的沖擊。在具體施工中,需要注意的是保證基礎穩(wěn)定性,將防浪墻高度控制在0.8-1.0m,同時引入反弧式結構,能夠有效將來浪抵抗回去,以此來削弱海浪的沖擊力,且能夠減少海浪數(shù)量,使得海堤工程更好地發(fā)揮作用。
2.3 引入越浪設計
對于海堤工程來說,越浪設計是一項創(chuàng)新性除險加固措施,來源于港航工程,并得到了廣泛推廣和應用。但受到不同設計頻率的影響,堤身高度主要取決于波浪爬高。針對文章選取的這一地區(qū),海堤基礎地基屬于軟土機制,如果將高程設計的過高,將會增加整個工程的承載能力;如果引入開放式海堤,無法獲得良好的越浪效果。因此在實踐中,應參照地區(qū)設計規(guī)范,科學合理設計堤頂,從而確保整個海堤工程承載力及防御能力等都能夠達到良好的效果。隨著建筑工程領域不斷發(fā)展,對于海堤工程除險加固施工的研究還會朝著深層次發(fā)展,并加大對相關施工技術的研究力度,不斷提高施工質量和效率,并堅持以人為本原則,充分保障沿海地區(qū)人民生命財產安全,最大限度上加快沿海地區(qū)經濟的發(fā)展。
2.4 海堤除險加固效果分析
針對上述海堤除險加固施工來看,整體設計標準得到了提升,能夠達到更高的標準,防風暴潮能力顯著提升,且能夠經受住洪澇災害的考驗。圖1為某段海堤工程,區(qū)域的險情得到了有效排除,緩解了滲漏問題,充分發(fā)揮工程綜合效益,確保人民群眾生命財產安全[3]。另外,工程除險加固處理,周圍環(huán)境得到了改善、整潔,為居民創(chuàng)建了良好的生活空間。
根據(jù)上文所述,海堤是沿岸人民生命財產的保護屏障,與沿海地區(qū)經濟發(fā)展存在非常密切的聯(lián)系。因此沿海地區(qū)要重視海堤工程建設,積極開展除險加固施工,針對當前海堤工程存在的不足之處和缺陷,堅持針對性原則,采取科學合理的措施,對海堤工程進行加固處理,提高整個海堤工程整體穩(wěn)固性,同時,還應積極引入現(xiàn)代施工技術,如引入越浪設計,使得海堤工程能夠更好地發(fā)揮工程效益,從而為沿海地區(qū)經濟社會持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實的基礎。
[1]楊國粦.勝利海堤工程除險加固措施經驗探討[J].水利科技,2013(03):74-77.
[2]張為鈴,繆程飛.甘棠海堤六期除險加固工程施工管理[J].科技風,2014(16):128.
[3]張國堯.西梧海堤除險加固的堤防穩(wěn)定性分析[J].陜西水利,2016(05):56-57.
2016-12-26
陳勇亮(1982-),男,福建福清人,工程師。
U656.2
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[收稿日期]2016-12-26
[作者簡介]陳勇亮(1982-),男,福建福清人,工程師。