熊岳河入海口堤防結(jié)構(gòu)型式及設(shè)計(jì)方案探討

劉昊宗

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116021)

1 概 述

熊岳河口總體規(guī)劃方案控制面積3.5km2，東至遼東灣大街，南至熊岳河路，北至海泉路。功能分布為內(nèi)海休閑景觀區(qū)、海濱服務(wù)區(qū)、水中濕地區(qū)、海防林景觀區(qū)、高檔居住區(qū)等。熊岳鎮(zhèn)政府依規(guī)劃提出大力發(fā)展旅游業(yè)，拉動(dòng)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過望海路、外環(huán)路與月亮湖、墩臺(tái)山公園、新海濱浴場、仙人島旅游度假區(qū)等景點(diǎn)連接起來，帶動(dòng)大產(chǎn)業(yè)。本工程位于熊岳河入海口至金沙灣海濱浴場及其附近海域，南鄰仙人島港區(qū)，北鄰山海廣場。

項(xiàng)目區(qū)以熊岳河口為基準(zhǔn)點(diǎn)，周邊有已建項(xiàng)目金泰海防堤工程,防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇[1]，等級為2級。根據(jù)海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，城鎮(zhèn)人口50-20萬為中等城市，并且工程所在區(qū)域?qū)僦匾咝录夹g(shù)開發(fā)區(qū)，有多家國家大型企業(yè)，按其防洪標(biāo)準(zhǔn)50 -100a一遇，該區(qū)域現(xiàn)有人口為31.4萬人，綜合考慮沿線海堤整治標(biāo)準(zhǔn)的一致性，確定海堤工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇[2]，海堤等級為2級。

2 工程選址及選線

2.1 布置基本原則

1)統(tǒng)籌規(guī)劃，功能并舉，布局合理,海岸線資源的合理使用,適當(dāng)留有發(fā)展余地。

2)適度超前的原則。通過對未來需求的分析預(yù)測，提前做好建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的準(zhǔn)備，適度超前建設(shè)，以克服建設(shè)周期長對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的滯后影響。

3)平面布置應(yīng)合理利用擬建處的地形、地質(zhì)、氣象條件，遠(yuǎn)近結(jié)合、合理分區(qū)，并留有綜合開發(fā)的余地。劈山造地不占或少占農(nóng)田、山林，減少動(dòng)遷量和工程量，降低工程造價(jià)。

4)充分考慮近期工程和后續(xù)工程間的協(xié)調(diào)，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，與開發(fā)區(qū)總體布局規(guī)劃相協(xié)調(diào)，力求各功能之間協(xié)調(diào)配合，為開發(fā)區(qū)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供了有利條件，在滿足功能要求的前提下，海堤長度應(yīng)盡量縮短。盡量降低工程造價(jià)。

5)平面布置以岸灘穩(wěn)定為基礎(chǔ)，根據(jù)海岸動(dòng)力作用特點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)，減少波能集中，避免相臨構(gòu)筑物的連接處形成薄弱點(diǎn)。

6)工程建設(shè)要滿足職業(yè)安全衛(wèi)生的要求，充分利用現(xiàn)有的施工條件和設(shè)施，充分利用先進(jìn)的施工設(shè)備、施工技術(shù)和方法，選用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧希奖闶┕ぃ涌焓┕みM(jìn)度，縮短工期。

7)在總體布置上充分考慮建設(shè)對環(huán)境的影響，注意環(huán)境保護(hù)，防止海堤的建造及使用對環(huán)境造成影響。

2.2 堤線的選擇

按照營口經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃原則，結(jié)合開發(fā)區(qū)內(nèi)可用岸線資源，考慮未來岸線規(guī)劃及所需陸域面積，同時(shí)考慮到盡量利用批復(fù)海洋用地面積，與已建工程相結(jié)合，本階段堤線布置熊岳河入海口段海堤總長1900m。

3 項(xiàng)目用海域功能

項(xiàng)目位于鲅魚圈熊岳河口北側(cè)，距營口港仙人島港區(qū)北防波堤距離約350m，用海位置位于《遼寧省海洋功能區(qū)劃》規(guī)定的旅游區(qū)和海岸防護(hù)工程區(qū)內(nèi)。

本工程為熊岳河總體規(guī)劃用海中的一部分，總體規(guī)劃將以濱海路為分界線，西部的濱海部分為以濱海旅游、商務(wù)會(huì)展、休閑娛樂為主的綜合區(qū)。東部到遼東灣大街形成以居住為主配合教育的城市生活綜合功能區(qū)。本項(xiàng)目的建設(shè)將沙灘恢復(fù)與填海工程結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)建設(shè)用地的需求、又增加海岸景觀岸線，并與現(xiàn)有海濱浴場的沙灘相銜接；同時(shí)本項(xiàng)目依靠自身掩護(hù)，避開了外海波浪直接作用，沙灘可維持穩(wěn)定，減少人工護(hù)岸措施和節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。因此，項(xiàng)目建設(shè)符合《遼寧省海洋功能區(qū)劃》對該地區(qū)旅游區(qū)的定位。

《營口市海洋功能區(qū)劃》在省級功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上對該海域的旅游區(qū)范圍進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后紅海河口至仙人島沿岸海域仍作為旅游區(qū)和海岸防護(hù)工程區(qū)；項(xiàng)目選址于此符合功能區(qū)劃對該地區(qū)旅游區(qū)的規(guī)定，另外從紅海河口至南部營口港仙人島港區(qū)防波堤之間海域有多處旅游設(shè)施及景點(diǎn)分布于該區(qū)域內(nèi)。

目前，以熊岳河口為基準(zhǔn)點(diǎn)，北起開發(fā)區(qū)月亮湖公園，經(jīng)金泰體育運(yùn)動(dòng)文化公園，向南延經(jīng)仙侶山莊至仙人島，一條沿海景觀帶呼之欲出，為了進(jìn)一步整合開發(fā)區(qū)和熊岳鎮(zhèn)的旅游生態(tài)優(yōu)勢，提高沿海資源利用率，選擇了該項(xiàng)目。連通開發(fā)區(qū)與熊岳鎮(zhèn)之間的自然景觀，有利于形成產(chǎn)業(yè)集群，從而帶動(dòng)周邊其他旅游的發(fā)展，促進(jìn)區(qū)域海洋旅游的全面發(fā)展，更大程度地發(fā)揮海域的主導(dǎo)作用，因此本項(xiàng)目與功能區(qū)劃規(guī)定的保留區(qū)功能是兼容的。熊岳河入海口海防堤工程按照營口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃進(jìn)行布置，整治的原則是保證開發(fā)區(qū)防潮安全。根據(jù)總平面布置原則和自然條件，結(jié)合熊岳河河口可用岸線資源，考慮開發(fā)區(qū)未來岸線規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)區(qū)所需陸域面積，平面布置按照不超過海域界址線為原則，考慮為以后建設(shè)預(yù)留等，熊岳河河口段海岸堤防總長1900m，頂寬7.0m，柵欄厚度為450mm。底寬由斜坡段寬度與回填堤心石段寬度組成，其寬度隨原地面線變化而變化，海堤頂高程為7.0m。

4 工程布置和主要建筑物型式

4.1 堤防結(jié)構(gòu)型式選擇

堤防的常見結(jié)構(gòu)型式有斜坡式、直立式和混合式三種。根據(jù)本項(xiàng)目的基礎(chǔ)特點(diǎn)，結(jié)合同類項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等綜合比較，堤防結(jié)構(gòu)采用斜坡式結(jié)構(gòu)。

斜坡式結(jié)構(gòu)是最傳統(tǒng)和應(yīng)用最廣泛的堤防結(jié)構(gòu)型式，結(jié)合現(xiàn)場條件和材料來源，堤心采用塊石、開山石或充填砂性土袋等多種代用材料；護(hù)面結(jié)構(gòu)可采用大塊石、干砌塊石、扭王字塊、柵欄板、人工塊體等。

斜坡堤式結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、便于控制加荷速度、對軟土地基的適應(yīng)能力強(qiáng)、使用過程中局部破壞后易于修復(fù)、便于和續(xù)建項(xiàng)目銜接、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。

4.2 堤心材料比選

4.2.1 拋填開山石堤心(方案一)

拋填開山石作為傳統(tǒng)的斜坡堤堤心結(jié)構(gòu)，同樣能夠適應(yīng)軟土地基，結(jié)構(gòu)的耐久性良好，在本地區(qū)附近石料資源較好、道路運(yùn)輸條件較好，能夠完全保障材料供應(yīng)。與充填砂性土袋堤心相比，穩(wěn)定性更高，綜合造價(jià)較低，不受潮位限制，施工效率較高。

4.2.2 大型充砂袋堤心(方案二)

充填大型充砂袋堤心結(jié)構(gòu)，適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)，對于調(diào)整下部地基的不均勻沉降具有一定的優(yōu)勢，由于層層袋布的抗拉作用，可有效增加堤體的抗滑力矩，對整體穩(wěn)定性非常有利。作為近年來在筑堤工程中被廣泛采用的一種堤心材料，具有施工工藝成熟、施工速度快、工期短等優(yōu)點(diǎn)。本工程附近砂源較少，單價(jià)較高。

4.2.3 方案比選

堤心材料方案比選詳見表1。

從工程造價(jià)、材料供應(yīng)和施工效率等幾方面綜合比較，堤心材料采用拋填開山石方案具有更大的優(yōu)勢，故本工程推薦以開山石作為本工程的堤心材料。

表1 堤心材料方案比選表

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

4.3.1 選擇柵欄板護(hù)坡的結(jié)構(gòu)形式(方案一)

海堤頂寬為7m，頂部標(biāo)高7.0m，設(shè)置砂漿砌塊石波墻。 擋浪墻頂部標(biāo)高為8.00m，寬為0.5m，路堤芯石采用100-500kg含泥量小于10%的裸露巖石，路堤頂部采用500mm厚的二片石墊層，在兩片石頭上鋪200mm的山皮石墊層和100mm的砂礫石，海堤護(hù)面及護(hù)底如下：

迎水側(cè)：圍欄板組合防護(hù)面，40-60kg塊石厚度550mm在堤身防護(hù)面上，塊石上鋪設(shè)450mm厚的圍欄板，坡度為1∶2.0，坡腳用100-200kg傾倒塊石保護(hù)。

背水側(cè)：外坡設(shè)混合倒濾層厚度為≥400mm，坡度1∶2.0，混合倒濾層下鋪設(shè)二片石墊層厚度≥400mm，坡度1∶1.25。

4.3.2選擇塊石護(hù)坡的結(jié)構(gòu)形式(方案二)

海堤頂寬為7m，頂部標(biāo)高7.0m，設(shè)置砂漿砌塊石波墻。 擋浪墻頂部標(biāo)高為8.00m，寬為0.5m，路堤芯石采用100-500kg含泥量小于10%的裸露巖石，路堤頂部采用500mm厚的二片石墊層，在兩片石頭上鋪200mm的山皮石墊層和100mm的砂礫石，海堤護(hù)面及護(hù)底如下：

迎水側(cè)：護(hù)面層上塊石護(hù)坡厚度450mm塊石，坡腳采用100-200kg拋填塊石防護(hù)。背

水側(cè)：外坡設(shè)混合倒濾層厚度≥400mm，坡度1∶2.0，混合倒濾層下鋪設(shè)二片石墊層厚度≥400mm，坡度1∶1.25。

4.3.3 結(jié)構(gòu)方案比選

選擇的塊石護(hù)坡和柵欄板護(hù)坡兩種方案。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告的分析，位于海堤強(qiáng)風(fēng)向區(qū)域，波浪較大，潮汐、海浪對新陸域影響較嚴(yán)重，因此考慮到大塊石料無法滿足本工程需要的實(shí)際情況，采用柵欄板防護(hù)耐久性較好，不易損壞，大粒徑石料需求量較少。

兩個(gè)結(jié)構(gòu)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 結(jié)構(gòu)方案比較表

4.3.4 選定方案

經(jīng)方案選擇綜合比較，最終選定方案一。海堤頂寬為7m，頂部標(biāo)高7.0m，砂漿砌塊石防浪墻，防浪墻頂高程K0+000-K1+000段為8.00m、K1+000-K1+900段為寬7.5m。路堤芯石采用100-500kg含泥量小于10%的裸露巖石，路堤頂部采用500mm厚的二片石墊層，在兩片石頭上鋪200mm的山皮墊和100mm的砂礫石，海堤護(hù)面及護(hù)底如下：

迎水側(cè)：圍欄板組合防護(hù)面，堤身防護(hù)面上40-60kg塊石厚度550mm，塊石上鋪450mm圍欄板厚度。坡度為1∶2.0，坡腳K0+000-K1+900段采用100-200kg拋填塊石防護(hù)。

背水側(cè)：外坡設(shè)混合倒濾層厚度≥400mm，坡度1∶2.0，混合倒濾層下鋪設(shè)二片石

墊層厚度≥400mm，坡度1∶1.25。

5 結(jié) 語

工程就總平面布置、海防堤結(jié)構(gòu)方式等做了多方案的論證，考慮了結(jié)合修建海堤區(qū)域的自然條件、施工條件，總平面布置緊湊，經(jīng)濟(jì)合理。利用現(xiàn)有的交通和其他基礎(chǔ)設(shè)施，最大程度地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)施的作用，且考慮了開發(fā)區(qū)未來的發(fā)展。工程海防堤填筑及柵欄板護(hù)岸采用斜坡式結(jié)構(gòu)。堤心材料采用拋填塊石，結(jié)構(gòu)的耐久性良好，拋填塊石做為近年來在筑堤工程中被廣泛采用的一種堤心材料，具有造價(jià)低、施工工藝成熟、施工速度快、工期短等優(yōu)點(diǎn)。護(hù)坡采用柵欄板斜坡式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工已經(jīng)成熟，當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍，能夠保證工程的順利實(shí)施。