樁西海堤防護能力分析與加固措施

陸新華（中石化樁西采油廠基建管理中心，山東 東營 257500）

樁西海堤防護能力分析與加固措施

陸新華
（中石化樁西采油廠基建管理中心，山東 東營 257500）

摘要：本文通過對樁西海堤基本自然條件以及工程設計、施工中存在的問題研究，綜合分析現階段樁西海堤的防護能力，并提出相應的除險加固技術。

主題詞：樁西海堤；海域地形特征；加固防護

1　前言

樁西海堤位于山東省東營市，渤海灣西南部的黃河三角洲灘海海域，黃河入海口西北。20世紀80年代初，為了保護樁西油田，修建了樁西海堤。樁西海堤雖然近30年的建設與不斷加固，但其具體的防護能力尚需分析，而且堤前海況條件有日益惡化的趨勢，為此需要對防御能力進行分析研究，為以后的維護和其它各段海堤防護加固工程的實施提供提依據和參考，同時也為防風暴潮預案的制定提供科學依據。

2　自然環境與沖淤變化對樁西海堤防護能力影響

2.1氣象與水文影響。樁西海堤堤前海域的氣候類型為溫帶海洋性季風氣候。在冬季，來自于西伯利亞的冷空氣對該海區的影響較大，氣候干冷，多偏北大風；在夏季，該海區主要受到太平洋高壓邊緣影響，多偏南風。一年四季都可受到風暴潮增（減）水的威脅和危害。一般年份在1.0m~1.6m之間，極值增水平均為1.4m~2.3m之間。從20世紀60年代至今，風暴潮曾多次侵襲過該海域沿岸，引起大幅度的水位暴漲，使得海水浸溢內陸，釀成災害。

2.2沖淤變化對海堤影響。樁西海堤堤前海域的沖淤變化與黃河改道和黃河來水來沙密切相關。近年來由于黃河水沙減少，樁西海岸開始蝕退，隨著蝕退狀況的日益加重，樁西海域海洋水文條件與地形也隨之發生了較大的變化。對自2000年以來連續8年的水深地形測量資料進行分析，可以得出樁西海堤前海域內平行于海堤的沖刷溝逐漸形成，并有不斷加深跡象。通過有關機構的實測資料、數值模型實驗結果的分析，表明樁西海堤根部的侵蝕極限將達到7m~8m。

3　工程設計與施工對樁西海堤防護能力的影響

3.1海堤設計、施工存在的問題

3.1.1設計標準偏低。由于樁西海堤建設始于上世紀八十年代，大多數設計參照標準偏低，使得海堤的相關參數與現行標準有著許多差距，如：現行標準中的設計高潮位采用的是設計頻率潮位，而原來是采用歷史最高潮位；現行標準中的設計標準應該包括堤頂高程和結構兩方面，而原來的海堤只是突出了對堤頂高程的要求，并沒有考慮結構方面的要求。

3.1.2護坡抗沖能力偏低。樁西海堤迎水坡大多是采用了干砌塊石護坡，但由于部分護坡選用的塊石厚度不足，重量偏小，并且存在砌筑不緊密、施工質量差等問題，并不能很好地抗御風浪的襲擊，除此之外，還有的護坡墊層級配差，甚至有的護坡不設墊層，根本起不到反濾層的作用，使得海水淘空了墊層、堤身，造成了垮堤或缺口等問題。還有些海堤僅僅使用草皮護坡，并沒有護砌，根本就是不堪一擊。在福建省，海堤未“三面包”造成的垮堤事故也是屢見不鮮。

3.1.3海堤基礎存在失穩和漏水現象。樁西海堤的大部分是建在淤泥軟基之上的，并且淤泥層較厚，如果基礎處理不當，竣工后，沉陷量會很大，很有可能引發護坡破壞和滑坡等現象，還有一部分的軟基采用的是拋石壓載處理，由于閉氣工程控制不嚴，引起堤基不同程度的漏水。

3.2針對性除險加固措施

3.2.1提高設計標準。要想對海堤進行徹底的除險加固，就需要以最新的規范為基礎確定海堤的設計標準。設計標準主要包括兩個方面：“三面包”護砌與海堤消浪防沖。其中消浪防沖通常采用的都是三級消浪。“三面包”護砌是防止越浪破壞十分有效的措施，它是將海堤內、外坡和堤頂都進行護砌，內坡多種草皮、干砌條和塊石，外坡護坡采用消浪防沖，堤頂使用砌石或素砼。在該結構設計中，需要多注重護坡下反濾層的設計，使用土工布代替傳統的砂礫料做反濾層是近年來應用較為廣泛的反濾層設計。

3.2.2防滲補強。海堤堤身防滲補強主要有以下三種防滲措施：（1）堤身灌漿。高壓噴射灌漿與充填灌漿是堤身灌漿常采用的兩種形式。高壓噴射灌漿先要使用工程鉆機鉆孔至設計處理的深度，然后通過安裝在鉆桿桿端置于孔底的特殊噴嘴，使用高壓泥漿泵將高壓漿液噴射到周圍墻體；與此同時鉆桿以一定的速度，一邊旋轉一邊提升，致使一定范圍內的土體結構被高壓射流所破壞，并且土體被強制與漿液所混合，混合物凝固之后會在土體中形成具有一定形狀與性能的固結體，能夠起到防滲抗滲的作用。充填灌漿利用的是漿液自重，通過鉆探孔向堤身隱患處注漿，充填灌漿是防止堤身局部滲漏十分有效的措施，充填灌漿的漿液較多采用粘土漿，并且可以在漿液中可摻入適量的水泥來滿足不同的需要。（2）水力開槽土工膜垂直防滲。該項技術先是采用射水法造孔機機具在海堤的外港側開出一定深度與寬度的溝槽，然后再利用垂直鋪膜機在溝槽的內部鋪設土工膜，最后回填溝槽，從而形成一個隔水體是土工膜的連續防滲帷幕，用來垂直防滲。施工中要注重連續造孔開槽，擋土保護、槽內擋水、接頭處理、土工膜鋪設和槽溝回填等方面的工藝。該技術速度快、投資少、適應性強、施工簡單，推廣應用前景十分廣闊。（3）外坡土工膜防滲。外坡鋪設土工膜防滲具有施工簡便、經濟、可靠等優點，是堤防防滲十分有效的一種措施，該技術是先在海堤處坡鋪設一層下墊層，然后要鋪上一層土工膜在該墊層地上，最后在土工膜上鋪設保護層與上墊層。下墊層通常采用沙載土，并且土工膜厚度至少是0.3mm，上墊層采用厚0.15m~0.3m的碎石墊層，砌石或砼預制塊通常被用于防護層上。土工膜防滲建成后要對其進行膜后排滲能力校核和穩定性驗算。

3.2.3地基加固。由于樁西海堤大多數是于淤泥層軟基上建立的，為了確保海堤工程安全，所以必須先解決地基加固的問題，傳統的海堤地基加固方法有強夯法與振沖法，除此之外的加固方法還有排水固結法與擠密砂樁法等。（1）排水固結法。排水固結法有加壓系統與排水系統兩個部分，它是解決軟粘土地基沉降與穩定等問題的有效措施。（2）擠密砂樁法。擠密砂樁法是先在軟基中打孔成樁，用的是沖擊法或振動法打孔，然后往樁中灌入大量的砂子，最后搗實，從而提高地基的承載力，進行地基加固。

結語

（1）影響樁西海堤防護能力的包括自然環境、地質條件、水文氣象、沖淤造地等多方面因素，在此只是針對部分影響因素作了初步分析；（2）相關除險加固處理的措施有很多，選用前必須進行綜合分析比較，選用適宜、有效的措施，特殊情況下甚至需要多種措施并用，才可以排除隱患，取得較好的效果。

參考文獻

[1]趙金生，等.海岸河口動力學[M].北京：海洋出版社，1993.

中圖分類號：TV66

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