海堤工程建設的水土保持設計思路

王東 中交水運規劃設計院深圳有限公司

1.工程概況

深圳市海洋新興產業基地陸域形成工程3b標段，新建海堤2462m，景觀河堤1439.5m。考慮到現場施工期間車輛的通行要求，在陸域形成區內規劃適量空間，用于建設長度為849m的施工便道。此外，還建設一座長度為67m的臨時碼頭，為工程施工提供配套支持。

2.主體工程水土保持

海堤工程施工的擾動作用較強，易破壞原地表的穩定性，導致既有的地形條件、地質組成較之于原始狀態有所變化，地表的蓄水保土性能也隨之改變。此時，如何提高水土保持水平至關重要。

2.1 分區情況

項目占地集主體工程區、施工生產生活區、臨時道路區三大部分于一體，在空間上形成聯動關系，以實現流程化的生產作業模式。永久和臨時占地類型包含河道、海域及灘地。各功能區的用地需求有所不同，其中施工生產生活區、臨時道路區的規模有限，臨時占地面積較小，完工后經過修復即可恢復原狀，以綠化手段擴大現場的綠化面積，依托于各類綠植提高水土保持水平。相比之下，以主體工程區較為特殊，尤為突出的是開挖和填筑兩個階段，作業規模較大，易引發嚴重的水土流失問題，因此需深入分析，采取適宜的水土保持策略。

工程設計中，綜合考慮到優化總體布局、減少新建用地、削弱施工的擾動作用、盡可能減少水土流失等多重要求，設計出綜合應用效果較佳的方案。在滿足總體布置的前提下，切實發揮出既有河道岸坎、吹填圍堰堤岸設施的應用優勢，提高利用水平，減小不必要的地表擾動問題，從而借助此手段保證水土保持的效果。

2.2 水土保持防治的區域劃分

（1）防治范圍的界定。著重考慮直接影響區和項目建設區兩大部分，各自均有獨特性。于直接影響區，包含項目各功能區日常生產、生活活動對現場水土狀態所造成的影響，生產、生活活動多樣化，對水土流失危害有一定的不確定性，若要掌握實際情況需加強現場勘測；于項目建設區，重點指的是臨時場地、擋潮閘、海堤，此類區域是水土保持工作的關鍵對象。

（2）防治分區的界定。項目建設于平原區，經過勘察后，綜合分析水土流失防治大范圍內的具體自然條件以及工程條件，包含地形地貌、地質類型、水文特性、建設時序、施工工藝等，從中識別可能存在水土流失狀況的區域，采取針對性的分區防治措施，此處重點圍繞主體工程區、施工生產生活區、臨時道路區三大部分展開，最大限度減小三個分區各項活動對水土穩定狀態的影響，以達到既定的水土保持效果。

2.3 水土流失的預測

各區的建設內容不盡相同，對原地貌造成的擾動程度也有所差異，需要兼顧多方面建設細節，以全局化的理念為引導，做好水土流失預測工作。根據工期安排確定預測時段，即自然修復期、施工建設期，具體做如下分析：

（1）施工建設期。縱觀項目開展全流程，施工建設是重點環節，具有工程量大、周期長的特點，涉及到開挖填筑、機械碾壓等工程活動，是引起水土流失的關鍵階段。在施工擾動作用下，地表的既有穩定狀態受到影響，地表植被的完整性遭到破壞，土體結構有顯著的變化，存在較為明顯的水土流失問題。工期36個月，預測時段也為36個月。

（2）自然恢復期。隨項目進程的推進，完工后進入自然修復期，此階段的持續時間較長，受擾動地表恢復原始狀態并非一蹴而就，通常需2～3年，結合現場的氣候特征，認為此時期的預測時段以2年較為合適。

以水土流失量預測公式為計算工具，基于既有水土參數展開計算，確定各時段的水土流失量，在此基礎上進一步展開計算，求得新增水土流量。結果顯示，對于施工期、自然恢復期兩個時段而言，各自的新增水土流失量分別為1481.25t、320.85t。

3.水土保持的設計

3.1 總體規劃

土石方施工量較大，隨著施工進程的持續推進，原生地貌逐步受到擾動，并且在坡面開挖過程中將嚴重破壞既有土體的穩定性，伴有明顯的水土流失。根據此特點，在水土保持工作策略中重點采取臨時防護措施，以期達到立竿見影的效果，保證施工全程均無水土流失問題。進一步考慮現場的地形、地質等基礎信息，確定詳細的臨時防護措施，即填土草袋護坡和密目網覆蓋。

3.2 主體工程防治區的水土保持

海堤表面幾乎達到硬化狀態，也已經針對內坡裸露地表生成相適應的綠化設計方案，根據此工程狀況，并未額外增設防護措施，將工作的重心放在施工期間的管理層面。依托于排水溝修筑、海堤內坡綠化多重措施，切實調節水土狀態，達到水土保持的相關要求。從主體工程防治區的現場施工條件來看，施工車輛往來頻繁，荷載作用較強，易使石料散落至大海內，由此加劇水土流失，因此對此方面做相應的管理。

3.3 施工生產生活防治區的水土保持

3.3.1 臨時措施

工程物資的堆放、工程人員的臨時居住等均是施工生產生活區的主要功能。排水是重要的臨時措施，且尤為關鍵的是雨季的雨水排放需求。對此，在場地周邊修筑合適尺寸的排水溝，在其引排作用下，以免因現場雨水聚積而導致水土流失。

（1）排水流量。按如下公式計算，求得最大排水流量QB(m3/s)：

式中：K為徑流系數，取0.68；i 為匯流歷時內平均降雨降度，取52.4m m/h；F 為匯水面積，取0.057km2。

經計算，求得QB=0.56m3/s。

（2）排水溝。按10a一遇標準設計，排水溝的基本尺寸為：頂、底寬度分別為1.1m、0.3m，深度0.2m，坡降按1%考慮。引入謝才公式，復核排水溝過水能力：

式中：A為過水面積，m2；C為謝才系數；R為水力半徑，m。

復核結果顯示，Q=0.095m3/s，超過0.06m3/s，排水溝設計具有可行性。施工期間合理規劃與管理，將開挖的土方集中堆放在排水溝周邊，設置草袋裝土擋墻（分布在堆土四周，起到防護作用），頂部覆蓋彩條布；根據工程實際進度，待施工結束后回填該排水溝并予以夯實處理，保證回填的密實性與平整性。

3.3.2 工程措施

施工生產生活區的各項工作均落實到位后開始拆除地面建筑物，全面收集施工現場產生的廢棄物，避免隨意堆放，然后安排土地整治工作。具體分為：（1）工程措施。土地整治面積2.0hm2；（2）臨時措施。排水溝1390m，土方開挖389.2m3，草袋裝土45.44m3，彩條布418m2。

3.4 臨時道路區的水土保持

（1）臨時措施。遇降雨天氣時，在雨水的沖刷作用下易引發水土流失，為規避此問題，在施工便道外側修筑臨時排水溝，挖方量0.56萬m3。經過開挖后產生較多的土方，將此部分集中堆放在排水溝周邊，并于外圍設置草袋裝土攔擋，起到防護的作用，頂部遮蓋彩條布。后續以人工作業的方式回填排水溝，對該部分做夯實處理，保證回填的密實性與平整性。

（2）工程措施。整治土地是施工結束后水土保持的重點工作內容，整治范圍為4.0hm2，以機械碾壓的方法為主，提高土地的密實性，盡可能減少水土流失量。

4.結語

海堤工程的建設對于維持社會經濟發展穩定性具有重要作用，有利于喚醒地區經濟活力，幫助地區取得更為顯著的發展成果。但海堤工程施工的擾動作用較強，由此伴隨著水土流失問題，合理防控極為關鍵。經過本文的分析，提出水土保持的設計思路，包含對項目水土保持總范圍進行分區、以針對性的方式加強控制、回填并碾壓等，希望所提內容能夠為同仁提供參考。