聯圍海堤分段治理達標加固提升實踐—以萬頃聯圍北界河段為例

梁慶華

(廣州珠江監理咨詢集團有限公司，廣東 廣州 510000)

南沙區位于西江、北江、東江的匯集之處，水資源豐富，生態景觀優美，經濟發達，是珠江三角洲經濟區的幾何中心。作為連接港澳、服務內地的中心地帶，南沙區的發展也隨著粵港澳全面合作的穩步推進不斷提升，發展定位也不斷深化，也對南沙區的配套基礎服務設施提出了更高的要求，力求打造新型城市化綜合體和現代產業新高地，為粵港澳合作提供創新平臺和升級空間。

河道附近水源的合理規劃對于地方經濟發展具有積極的促進作用，南沙河道兩岸堤防建設時間久遠，河道、灘地情況已發生了較大變化，原有的行洪控制線不能適應新的水情、河情、工情的要求。針對南沙水系的情況，為了防潮減災，確保防護區內人民生命財產安全，同時滿足區域開發建設、經濟發展的需要。需對南沙的水系進行規劃治理，建立更加可靠安全的水安全環境，打造環保健康的水生態環境。

本文以南沙區域萬頃聯圍北界河段海堤加固治理工程為例，通過對該河段進行治理，對河段海堤進行加固，分析該工程所采取的加固措施，使得海堤滿足水域綜合體系的治理要求，完成水域供水和環境保持的要求，為控制完成水系規劃目標提供經驗和治理思路。

1 聯圍概況

廣州市南沙區萬頃沙聯圍位于廣州市的最南端、珠江出海口前沿，是珠江口比較大的沙島，瀕臨伶汀洋，三面環海，總面積約160km2，由珠江大缶海口(蕉門水道和洪奇瀝水道)沖積而成，萬頃沙聯圍全部是人工圍墾河網平原。東北接蕉門水道出海，西南匯入洪奇瀝水道，圍內河涌共39條，互相連通，總長159.3km。其中一至二十一涌呈東西走向，兩端均有水閘控制。

2 堤防現狀

2.1 洪潮災害情況

萬頃沙圍位于珠江三大出海口門處，上受流域洪水威脅，下受臺風暴潮襲擊，洪、潮災害頻繁，風暴潮災害突發性強，往往幾小時內就釀成巨大災害，防災工作往往措手不及。萬頃沙鎮地區現狀以農業為主，農作物耐淹歷時較長，區內排澇渠道與外江均有水閘控制，可以利用每日低潮自排，因此多年來本地區純內澇災害損失很少，相反其內澇災害與洪潮災害密切相關。由于現狀防洪潮堤防與水閘標準低，堤防潰決，潮水漫過堤圍及水閘，沖入圍內，造成外洪內澇的嚴重災害。隨著地方社會經濟發展，城市化水平提高，洪潮、澇所產生的災害將逐步增加。

根據相關資料統計，本區平均每年受臺風影響2.85次，臺風暴潮災害突發性強，所到之處都造成巨大災害。堤圍建設年代久遠，堤防的標準達不到現階段的防洪及防洪規劃要求，當有風暴潮發生時，圍內總會遭受不同程度的洪潮災害，遭受損失。

2.2 堤防實際情況

經過地質測繪及野外調查，工程區均為已建河堤段，堤外坡為混凝土垂直擋墻，堤頂高程為2.09～4.25m，寬6.0～6.4m，堤高3.0～6.0m。北界河至一涌東段堤外直接接觸下橫瀝水道，建設有碼頭及管道；中山界至二涌西段堤外為藕塘和魚塘，寬30m～260m，由于人工活動的改造，堤防局部遭到不同程度的破壞；二涌西至四涌西段堤外為淤泥灘地，寬約200多m、還有建設中的碼頭、廢棄的民房。堤內多為村莊、果林和魚塘、藕塘，內坡比1∶1.5～1∶2.5，多為植草和果樹覆蓋，岸坡較穩定。

目前涌堤圍主要存在堤頂高程不夠、堤頂寬度不足，堤身單薄以及漿砌石襯砌破損等問題，整體標準低，難以滿足南沙區城市發展的防洪要求和城市景觀要求。如圖1所示。

圖1 堤防現狀圖

2.3 治理范圍

治理的主要任務是防潮減災，其標準確定為200年一遇，本次加固達標堤段位于萬頃沙聯圍北界河至一涌東段、中山界至四涌西段：其中北界河至一涌東段加固起點位于北界河閘口，止于一涌東閘口處，加固堤防長度2490m；中山界至四涌西段加固起點位于中山界閘口，止于四涌西閘口處，加固堤防長度6331.7m。

3 堤防工程加固布置

本次加固達標設計充分利用現有堤防進行加高培厚，堤線基本沿現有堤圍布置。

3.1 堤型布設

擬加固達標的堤圍現狀各異，經現場查勘、地勘鉆孔揭示，該段堤防經過多年建設，逐年加高加固，現已基本穩定，堤前多為拋填塊石，迎水側為漿砌石護岸，堤后為拋石及就近取土填筑而成的土堤，堤頂寬6.4m，堤頂高程為2.12～4.21m。現狀堤防斷面型式為兩級擋墻型式，一級擋墻與二級擋墻之間為寬約2.0m的消浪臺。

采用用二級陡墻混合斷面(有防浪墻)的堤型。計劃在原陡墻上進行貼壁式混凝土護面加固，并配以掛網、打錨等措施。由于原堤防洪標準不夠，因此清除原堤頂表層泥結石路面及雜填土，上部采用現澆L型混凝土擋墻至防浪墻頂高程4.5m，堤頂澆注瀝青混凝土路面，路面寬8.0m，高程4.0m。一、二級陡墻間設消浪平臺(寬2.5m)；為防浪淘刷，堤腳外設拋石反壓平臺護腳(寬3m)。堤后坡1∶3.0，坡腳高程0.4～2.2m，坡腳平臺寬3.5m，堤后填土范圍采用塑料排水板以加快淤泥固結。如圖2所示。

圖2 二級陡墻混合斷面堤型剖面圖

3.2 堤防護坡選型

堤防護面是指對堤身外輪廓的坡面、頂面、堤腳等采用工程措施保護，以防止風、波浪、越浪水體及降雨的沖蝕破壞，其型式可按工程等級、堤前地形、波浪、越浪量、堤型、堤身土質等因素來確定。堤防迎水側護坡型式直接關系到工程安全程度和工程造價。

全段采用帶消浪平臺的二級陡墻式混合斷面(有防浪墻)，在原陡墻上進行貼壁式混凝土護面加固。經計算，本堤防混凝土護面板計算厚度為0.361m，厚度采用值為0.40m。

3.3 堤頂高程

堤頂高程應結合設計高潮(水)位、波浪爬高及安全加高值來進行綜合計算。由于本工程海堤堤前有壓載(拋石平臺)，波浪爬高應先計算無壓載時的爬高，再乘以壓載系數，即得有壓載的爬高值。

根據地形、波浪要素、護坡型式等因素，通過計算，萬頃沙聯圍北界河至一涌東段、中山界至四涌西段海堤堤頂高程計算成果見表1—2。

表1 北界河至一涌東段海堤堤頂高程成果表 單位：mm

表2 中山界至四涌西段海堤堤頂高程成果表 單位：mm

計算可知該段堤防的設計風浪爬高值為0.88～1.19m。因本次加固堤后保護的皆為城市建設用地，規劃建設有一定的景觀要求，而且多數為復式堤防。根據海堤設計以“保證強度，不求高度”的原則，堤頂高程考慮到南沙區萬頃沙聯圍整體規劃建設情況，確定南沙區萬頃沙聯圍北界河至一涌東段海堤堤頂高程統一為3.8m，防浪墻頂高程為4.3m；中山界至四涌西段海堤堤頂高程統一為4.0m，防浪墻頂高程為4.5m。

4 堤基軟弱土的處理

4.1 處理原則

根據勘察所提供的地質資料，堤基主要為淤泥、淤泥質土、淤泥質砂，且厚度較大，土層抗剪強度較低，為高壓縮性土，摩擦系數較低。因此堤基抗滑穩定性差，同時由于堤基底部淤泥層厚度較大，但較均勻，地基可能產生較大沉降，應對堤基進行抗滑穩定分析，并應對堤基土層進行加固處理。據野外地質調查，堤段為已建堤段，堤外邊為漿砌石擋墻護岸，堤內多為人工邊坡，邊坡較為穩定。

對于淤泥層及淤質細砂層厚度小于3m的堤段，可通過開挖清除淤泥，然后拋石換填處理基礎。實踐證明這種處理方法施工簡單、經濟而且處理效果好。

對于淤泥層及淤質細砂層厚度大于3m的堤段，要采用開挖清除顯然是不現實的。根據堤防全部置于厚度較大的淤泥層上地質條件，結合工程地區軟基處理經驗及應用實踐情況，充分考慮工程實際，節約工程投資，本次堤岸設計采用塑料排水板方案處理地基。

4.2 堤基施工方案

中山界至四涌西段堤基基本上為沉降多年已經穩定的人工填土，此次整治僅為加高培厚，培厚高度及新增填土厚度均不大于1.0m，地基附加應力增加較小，本階段暫不考慮基礎處理措施，下階段根據進一步的地質探測工作成果，有針對性的對局部密實度差，滲透性偏強的堤段采用加強錐探灌漿等處理措施。

北界河至一涌東段堤基基本上為深厚的淤泥、淤泥質土及淤泥質砂，而且全線分布。兩層厚度加起來基本都大于10.0m，最厚達30.0m。計算段淤泥層含水量大，壓縮系數高，承載力僅40～55kPa。該堤段經計算，堤基承載力不滿足要求，因此結合推薦堤型復合式均質土堤，地基變形適應能力強的特點，本階段該堤段堤基推薦采用堆載預壓排水固結法進行基礎處理。

堤身施工時，先鋪設粗砂排水墊層，然后在排水墊層上施打塑料排水板，接著將堤身填至設計高程，并預留沉降超高。

經預壓固結計算，若采用間距為1.0m×1.0m的塑料排水板，排水板深15m，利用堤身填土堆載預壓6個月，可達到70%～82%的固結度，即施工期完成84%～88%的沉降量，工后沉降量較小，可基本滿足堤防的正常使用要求。

5 堤防生態建設

結合堤防加固治理搞好水環境、生態環境建設，規劃好堤防沿線綠化、重要景觀節點，將剛性的水利功能蘊藏于柔性的綠化景觀中。護岸綠化工程總長8.822km。全程采用生態護坡型式，在不影響堤岸水利功能的前提下，同時起到滯洪補枯、調節水位的作用。

該項目景觀部分主要分為帶狀景觀及節點景觀。帶狀景觀包括北界河至一涌東段、中山界至四涌西段段2.5m平臺綠化、背水坡綠化等。

節點景觀包括北界河至一涌東段、中山界至四涌西段段景觀節點、景觀亭及園建設施設計等。考慮堤型設計及綠化布置特點，設置帶狀休閑平臺相結合的景觀節點，利用階梯將堤頂道路與堤后功能用地相連接，具有一定的可達性。與未來發展用地緊密聯系，形成整體。

6 結語

隨著地方社會經濟發展，城市化水平提高，南沙區的水安全問題越來越凸顯，治理完成后，萬頃沙聯圍的防洪(潮)能力從目前的50年一遇提高到200年一遇，提高了堤頂高程和堤頂寬度，解決了了堤防防洪(潮)標準低的問題，滿足了現階段南沙區發展的防洪規劃和要求，能夠抵御風暴潮災害的突發，保護區內安全。

本次加固治理主要任務為防潮減災，但堤防工程的規劃建設考慮了生態景觀。對工程整體進行生態規劃后，優化了水資源環境，美化了水資源樣貌，改善了群眾的居住條件，提高了土地資源價值。從人文和社會兩個方面，促進了該區域的現代化發展，帶來了良好的社會效益，從經濟和發展兩個方面，促進了區域投資的跟進，帶來了良好的經濟效益。整個加固治理工程順應時代的發展，提高了堤圍內水系的水面率。

施工過程中要注意對周邊環境影響，應將不良影響降到最低，臨時占地在工程施工結束后，應盡快平整綠化，恢復其原有功能，做到生態治理，打造綠色工程。