肖增華
(南寧水利電力設計院 廣西南寧 530001)
東興市交東班埃海堤加固工程設計
肖增華
(南寧水利電力設計院 廣西南寧 530001)
廣西東興市交東班埃海堤加固工程位于東興市江平鎮交東村和班埃村,工程建設將提高江平鎮交東和班埃村沿海海堤防洪(防潮)能力,減少災害損失,保護人民生命財產安全,改善生態環境,促進當地經濟社會發展。工程建設規模是按10年一遇防洪(防潮)標準加固海堤8.20km,主要建設內容包括斜坡式海堤護岸以及堤頂防汛道路、排澇涵閘、下海碼頭、上下堤坡道等附屬設施。
交東班埃海堤位于東興市江平鎮交東村和班埃村,距江平鎮約8km,距東興市約26km,距防城港市約25km。東興市江平鎮交東村至班埃村海堤始建于50、60年代,隨著人口和經濟發展,逐步向海擴張。目前現狀海堤長約8.15m,海堤堤體主要存在的問題是堤身單薄、低矮,堤頂高程一般在3.9~5.2m,堤身存在普遍的堤基滲漏和水土流失現象。海堤現狀防御能力低下,常被潮水、洪水襲擊而造成災害。東興市江平鎮交東村至班埃村海堤加固工程可以保護人口2863人,保護土地面積1.37hm2,保護耕地面積4100畝,堤內養殖面積1500畝。
2.1 工程總體布置原則
本工程設計以保護海岸帶生物多樣性,促進海岸帶生態及環境資源的可持續利用作為重點,兼顧防御海岸帶洪(潮)澇災害、控制海岸帶開發空間布局目標。工程總體布置遵循以下原則:
(1)滿足國家和地方現行法規、條例、規范、規程的要求,滿足國家工程建設強制性條文的要求;
(2)貫徹生態設計理念,綜合選取合理總體布局;
(4)維系現有自然水系脈絡,確保紅樹林濕地充足的淡水來源;
(5)加強生物保育,在路網與海堤預留綠化緩沖帶,保護紅樹林;
(6)盡量利用現有工程,發揮相關功能效應,以降低工程投資。
2.2 平面布置原則
海堤堤線布置結合現狀海堤岸線、地形地質、紅樹林灘涂分布與演變規律,綜合考慮施工條件、擬建建筑物位置、已有工程現狀等因素,結合生態環境、征地拆遷等方面的要求,經技術經濟比較后綜合分析確定。堤線布置具體原則如下:
(1)堤線走向宜選取對防浪有利的方向,避開主風向為強風暴潮的正面襲擊或采取其它措施;
(2)堤線宜平滑順直,避免曲折轉點過多,轉折段連接應平順圓滑;
(3)堤線布置宜沿現狀堤線走向,選擇工程地質條件較好、灘面沖淤穩定的地基,避開古河道、古沖溝和尚未穩定的潮流溝等地層復雜的地段;
(4)堤線布置盡量避開現有紅樹林生長區,避免對現有的紅樹林造成破壞;
(5)堤線布置與景觀、道路等結合,統一規劃布置,相互協調。
2.3 平面布置方案
本工程位于東興市北部灣珍珠港的北側,本堤防工程從交東村東北面的兵艦碼頭(大萬嶺山)開始,沿海岸線向西,后沿班埃河向北,到班埃村委辦公樓(防城到東興一級公路的班埃橋)止,海堤全長8.20km。
本工程的主要任務是通過對現有海岸的整治達到固定現有岸線防止海岸坍塌,在經濟建設和人類社會活動與紅樹林間形成一條綠色緩沖帶,保護紅樹林的棲生地不遭受自然及人為因素的破壞,同時提高交東班埃海堤的現有防潮標準,并為當地提供一條沿海觀光及休閑的交通道路和濱海帶狀公園。
基于上述任務,本工程選線原則基本上是沿現有海岸線布設,同時考慮未來海平面上升和紅樹林可能被迫后撤的因素,堤線和道路在滿足城市建設需要的前提下,根據地形盡量后撤,以盡可能地留出空間并最大可能的避開紅樹林棲生地。
2.4 堤線走向比較
本工程屬于加固工程,在堤線走向上大部分沿舊堤布置,為滿足防汛道路轉彎半徑要求,在舊堤線基礎上進行了局部優化,并盡可能地避免工程建設對紅樹林產生的不利影響。
本工程重點對堤線樁號4+215.887~4+848.548和6+013.404~7+ 206.712段外側堤線與原堤線作比較,詳見表1。

表1 堤線走向比較表
推薦外側堤線理由:外側堤線為當地村民新筑的塘坎,塘坎頂高程和寬度與原海堤高程相差不大。雖然外側堤線增加長度81.8m,但可以增加保護蝦塘159.9畝,外側堤線無房屋拆遷,原堤線需拆遷19間房屋,拆遷房屋建筑面積約503m2。因此本階段推薦樁號4+215.887~4+848.548和6+013.404~7+206.712段外側堤線。
3.1 堤防型式比選
東興市交東班埃海堤加固工程堤線總長8.20km。現狀海堤修建于50、60年代,堤壩低矮單薄。由于長期受到海水潮起潮落交替的浸沒和汛期洪水沖刷雙重作用下,干漿砌石護坡有變形隆起、脫落、凹陷等現象,壓腳已基本被沖毀,堤腳被淘空嚴重,局部發生小坍塌,嚴重影響堤身抗沖、抗滑穩定。
本次設計參照類似工程擬采用石籠網護坡、現澆C20混凝土護坡、埋石混凝土擋墻、漿砌石護坡、漿砌C20預制混凝土塊護坡等多種防護型式進行比較,并根據地形條件以斜坡式斷面等堤型型式加固原有堤壩,以提高堤壩的抗沖刷、消波浪能力。
在護坡防護樣式的選擇上,從安全、可行、經濟、美觀的原則出發,結合堤防工程現狀提出漿砌C20預制混凝土塊護面、現澆C20混凝土護面、石籠網護坡5種措施進行綜合比選,比較如表2。

表2 海堤防護型式比較表
根據表2比較,本次設計推薦方案E——即M10水泥砂漿砌C20混凝土預制塊護面為堤型的防護樣式,臨海側邊坡根據現狀原地面線形采用1:1.0~1:1.5。根據現狀海堤地形、風浪以及堤腳紅樹林基本情況,為節約占地,避免海堤堤腳過多占到紅樹林,本次設計海堤臨海側推薦采用混凝土階梯防護。
3.2 堤型布置
本堤防工程全長8.20km,從交東村東北面的兵艦碼頭(大萬嶺山)開始,沿海岸線向西,后沿班埃河向北,到班埃村委辦公樓(防城到東興一級公路的班埃橋)止。
根據堤頂高程可分為三段,第一段樁號為0+000~7+509,長7509m,堤頂高程為5.80m,防浪墻頂高程為6.30m;第二段樁號為7+559~8+200,長641m,確定堤頂高程為5.0m,防浪墻頂高程為5.50m,第三段樁號為7+509~7+559,長50m,該段為第一段與第二段的連接段。
海堤0+000~7+509段,長7509m,堤頂高程為5.80m,防浪墻頂高程為6.30m。根據《海堤工程設計規范》(SL435-2008)要求,3級及以下海堤不宜小于3m,根據本工程堤身邊坡整體穩定以及滿足防洪搶險及工程的維修的需要,堤頂寬度確定為5.0m,防浪墻寬0.6m,堤頂凈寬4.4m,路面寬4.0m。
堤頂防汛搶險道路采用20cm厚C25混凝土路面,基層采用6%水泥石屑穩定層厚18cm。堤頂臨海側設一道C20混凝土防浪墻,墻高0.5m,墻頂高程6.30m,堤頂防浪墻每間距3m設置一個花池,花池平面尺寸為0.8m× 0.4m×0.3m(長×寬×深);堤頂內側設一道C20混凝土齒墻,尺寸為0.4m×0.6m,為行車安全,齒墻頂每隔3m設置一個安全警示柱,警示柱采用DN125鍍鋅鋼管,內灌填C20混凝土,外噴紅黃間隔警示油漆,詳見圖1~2。
3.3 堤坡穩定計算
根據《堤防工程設計規范》,堤防抗滑穩定計算、工程等級、地形地質條件,結合堤身形式、高度和填筑材料等因素選擇具有代表性的斷面進行堤身抗滑穩定計算。
考慮堤身、地基情況,選取樁號3+080為代表斷面。堤坡穩定計算方法為瑞典圓弧法,采用優選法連續計算,即給定圓心座標,滑弧深度和它們各自的變化步長,連續計算,從而得到最小安全系數。
本工程按5級海堤規范要求確定整體抗滑穩定計算,正常運用時為1.10,非常運用工況時為1.05。海堤抗滑穩定計算簡圖見圖5.6-18~22。各種工況下的臨水堤坡穩定計算成果見表3。

圖1 海堤堤頂平面圖

圖2 海堤典型剖面圖

表3 海堤整體抗滑穩定計算成果表
計算結果表明,各種工況下的臨海坡和背海坡均滿足穩定要求,所擬定堤型斷面均滿足規范要求。
本項目是一項結合生態保護、防洪減災的綜合性工程,符合《東興市城市總體規劃》與區域經濟發展外部環境的要求。工程的建設對于改善東興市北部灣珍珠港海岸環境,保護紅樹林生態資源、提高區域防御自然災害能力,保障海堤周邊居民生命財產和公共安全以及創造良好的人居環境和投資環境具有重要的作用和深遠的意義。
[1]南寧水利電力設計院.廣西東興市交東班埃海堤加固工程初步設計.
U656.2
A
1004-7344(2016)15-0115-02
2016-4-22
肖增華(1982-),男,工程師,本科,主要從事水利水電工程咨詢與設計工作。