昌邑市濰河入海口防潮堤工程設計

劉玉鳳，王 濤

（濰坊市水利建筑設計研究院，山東 濰坊 261031）

昌邑市位于山東半島西北端，總面積1 812 km2。其沿海地區屬濰北濱海平原，位于沂沭斷裂帶北端中部，斷裂結構發育，系新生界第三系砂巖、黏土巖、玄武巖及濰河沖積的第四系和沿海地區的海積亞沙土及粉沙，海岸線平直，多沙洲，泥質灘涂廣泛發育，灘涂寬度 5～10 km，濱海地面高程在－0.3～1.3 m，灘涂高程在1.3～3.5 m之間。海底坡度小，且有6條大中型河流入海。沿海水下平坦，以強堆積為特征，構成平坦的水平淺灘和海底平原。

昌邑市沿海區域自然條件比較優越，經濟實力較強，改革開放以來，該區域已成為濰坊市經濟發展較快的地區。多年來，昌邑市沿海由于屢受風暴潮災，沿海地區遭受了較大經濟損失。建國后黨和政府對防潮工作十分重視，但因受財力物力所限，防潮工程不完善，標準低等，昌邑沿海地區遭受風暴潮侵害的現象仍時有發生。為此，必須修建昌邑防潮堤工程。該工程位于入濰河口樁號12+950處，設計加固長度1 300 m。

1 現狀防潮堤存在的問題

風暴潮是昌邑市北部沿海成災最大的自然災害，特大風暴潮每3年左右發生一次，有記載的特大風暴潮有近百次。風暴潮災害使沿海地區漁業、鹽化等生產遭受嚴重經濟損失。由于防潮堤始建標準低，歷經多次風暴潮襲擊，現狀堤身損毀嚴重，且現有的防護堤達到50年一遇標準的不足20%，遠遠不能滿足抵御風暴潮災害的要求，制約了北部沿海地區的經濟發展。

2 防護堤建設的必要性

為了防御沿海風暴潮災害，需修建具備防潮、防浪及防沙的功能，兼具汛期行洪排澇、控制海域污染、生態環境恢復等功能的沿海防護堤工程，該防護堤是保證整個濰坊市“三北”地區開發和濱海新城建設的重要屏障，為促進昌邑市北部經濟發展具有重要意義。

3 工程設計標準

依據 《海堤工程設計規范》（SL435—2008）、《水利水電工程等級劃分及防洪標準》（SL525—2000）和《堤防工程設計規范》（GB50286—1998），本工程設計防潮標準為50年一遇，工程等別為Ⅲ等，防潮堤級別為3級。設計地震烈度為Ⅶ度，地震動峰值加速度為0.15 g。

4 防潮堤堤頂高程設計

根據水文計算成果，本次工程50年一遇設計潮水位為4.36 m。

4.1 堤頂超高

由《海堤工程設計規范》（SL435-2008）表8.3.1確定本次設計堤頂安全加高A取0.8 m。

經計算得50年一遇，斜坡砌石護面平整時波浪爬高為1.6 m.根據安全加高和波浪爬高求得堤頂超高值為2.4 m。

4.2 堤頂高程

根據《海堤工程設計規范》（SL435—2008）計算得堤頂高程為6.76 m，本次設計取6.80 m。根據《海堤設計規范》(SL435—2008)當堤頂臨海側設有穩定堅固的防浪墻時，堤頂高程可算至防浪墻頂面，本次工程設計采用防浪墻頂面作為堤頂高程，高程為6.80 m，大壩頂面高程為6.2 m。大堤頂面高程與設計高潮位的差值為1.84 m，大于1.15 m，滿足規范要求。

4.3 堤頂寬度

堤頂寬度指除去防浪墻后的堤頂寬度，應根據防汛、管理、施工、構造及其他要求確定。根據《海堤工程設計規范》（SL435—2008）規定，3級堤防不宜小于3 m。因己建大堤寬度統一定為6 m，本次規劃仍按6 m設計（不計防浪墻部分）。

5 防潮堤斷面設計

由于濰河入?？跂|斷防潮堤所處位置為鹽堿地，缺土量很大，原有防潮堤始建標準低，現狀擋土墻基礎高于迎海面灘地，裸露在外，需拆除重建。結合已建防潮堤的管理運用情況和項目區實際情況，本次設計防潮堤斷面采用直立式小擋土墻混合式斷面：

臨海側修建面坡坡度1∶0.4直立式小擋土墻保護土堤，擋土墻頂高程為年高潮位均值加0.5 m（夏營站年最高潮位均值為2.47 m、辛安莊站年高潮位均值為2.52 m，兩者加權平均值為2.497 m），本次設計擋墻頂高程取3.0 m；擋土墻以上是坡度為1∶2.5斜坡堤，采用M15昌樂漿砌塊石護砌，護砌型式由下往上依次為：400 g/m2土工布一層，碎石墊層150 mm厚。

背海側土堤坡度1∶2.5，堤身采用工程位置背海側取土區的土料填筑，主要采用黏性土料填筑，堤身填筑壓實后，干密度不小于1.59 g/cm3。

堤頂迎海側設M15漿砌石防浪墻，基礎埋深1.1 m，防浪墻頂面高程6.50 m；直立式小擋墻和防浪墻壓頂采用C30現澆鋼筋混凝土壓頂。

漿砌石擋土墻、護坡及防浪墻每隔15 m設一道沉降縫，縫寬20 mm，接縫內填橡塑板，外圈填PT膠泥。砌石擋墻施工時如基坑排水困難則做拋石處理，拋石厚度0.5 m。

6 防潮堤擋土墻穩定計算

本次設計迎海側擋土墻高度3.0 m，頂寬0.5 m，迎水坡1∶0.4，背水坡采用1∶0邊坡，同時在墻腳前端做拋石護底,護底長度為5m。

因防潮堤軸線處地面高程不一,選擇有代表性的斷面和有代表性地面高程處。

穩定計算包括抗滑穩定計算,抗傾穩定計算及基底應力驗算。采用理正巖土計算軟件計算。

通過計算結果分析，設計擋土墻抗滑及抗傾覆均滿足穩定要求。

7 防潮堤堤身穩定計算

7.1 堤身滲流及滲透穩定計算

1）斷面選擇:采用標準斷面并做適當簡化。

2）穩定計算:穩定計算包括滲流計算,堤身和地基土體的滲透穩定計算及背海側滲透出逸段的滲透穩定。采用理正巖土計算軟件計算。

通過計算滲透出逸段的滲透比降為0.441，小于允許比降0.5?？梢耘袛啻朔莱钡桃巹澰O計斷面滿足堤身滲透穩定要求。

7.2 堤身抗滑穩定計算

1）根據《海堤工程設計規范(SL435—2008)》，本次海堤整體抗滑穩定計算采用瑞典圓弧滑動法。

2）根據本次規劃防潮堤段的實際情況，主要針對正常運用時設計高潮位情況進行海堤整體抗滑穩定計算，并考慮地震作用的影響。根據選定的典型設計斷面，運用瑞典圓弧滑動法的相關程序，其計算如下：

最不利滑動面:滑動圓心為(12.04,15.52)；滑動半徑為13.643 m；滑動安全系數為1.26。

根據《海堤工程設計規范(SL435—2008)》10.2.3，本堤段典型設計斷面的整體抗滑穩定安全系數為1.26>1.25，所以可以判斷此防潮堤規劃設計斷面是滿足整體抗滑穩定要求的。

8 效益估算

防潮工程的效益牽涉社會各個行業及沿海各地區、各部門，工程效益面廣而復雜。昌邑市濰河入?？跂|防潮堤總體工程加固建成后，預計每年將產生6 438萬元的國民經濟效益，按照本年度所實施部分的長度比例分推計算，年效益為260萬元。隨著昌邑市的經濟發展需要而不斷完善防潮工程。其工程效益將是可觀的，并能使昌邑市沿海地區人民群眾的生命財產安全得到有力保障。