越浪海堤的断面设计

越浪海堤的断面设计摘要：本文介绍了越浪海堤断面设计的基本方法，提出了解决了堤身断面设计过程中越浪量、堤顶高程、堤身强度、排水及恢复自然型海岸等设计问题的方法。关健词：海堤越浪量断面设计护面强度排水自然型海岸1概述我国有总长3.2万公里的海岸线，其中大陆海岸线1.8万公里，岛屿海岸线1.4万公里，随着沿海地区社会经济的快速发展，台风暴潮造成的损失越来越大，已建海堤大部分已很难适应当前防潮、洪的要求。由于缺乏反映海堤自身特点和要求的国家标准，海堤工程设计、施工和管理难以做到安全适用、技术先进、经济合理、管理规范的要求。笔者近年为配合广东省“十项民心工程”的实施，编撰广东省地方标准《广东省海堤工程设计导则（试行）》DB44/T182-2004，期间，对现有海堤作了一些调研，并根据已有的设计工作经验，针对越浪海堤的断面设计，在此提出粗浅看法。目前，海堤的设计以是否允许越浪划分为两大类，即不允许越浪和允许部分越浪。大部分的海堤建在软土地基上，若都按不允许越浪标准设计，则对堤顶高程和断面尺寸的要求较高，投资大，往往不经济合理，允许部分越浪的海堤的合理设计就成了设计者要认真考虑的问题。越浪海堤的断面设计主要解决越浪量、堤顶高程、堤身断面、护面强度及排水及恢复自然型海岸等方面的问题。2设计步骤2.1堤顶高程堤顶高程是确定堤身断面规模的关键设计参数。堤顶高程的确定要考虑海堤沉降量，可按下式计算：（1）式中——对应设计频率水位的堤顶高程（m）；——与设计频率相应的高潮位（m）；——按设计波浪计算的累积频率为F%的波浪爬高值（m）；由于按允许部分越浪设计，取%；——安全超高值（m），按表2规定值选取。表2堤顶安全加高值海堤工程等级12345允许部分越浪A（m）0.50.40.40.30.3饰堤顶高程有两宁层含义，一是奏指防浪墙顶面舞，二是指堤身杨断面顶面，当信堤顶临海侧设宫有防浪墙、且伟防浪墙稳定、熊坚固时，堤顶肿高程可算至防字浪墙顶面。但纸堤身断面顶面杠的高程仍应高劫出设计高潮（渠水）玻位叔0.架5劣以上，且不得剩低于设计高潮络（水）讲位床0.5戚m齐。叮如何处理剩好堤顶高程与勒允许部分越浪受的关系，设计慕时应以堤顶高济程的要求初步鹿确定某一高程疲，越浪量大于韵允许越浪量要跑求时，堤顶高旨程应重新确定位，一般是加高我堤顶或通过对填堤顶、背海侧除坡面加强防冲妈保护等方法来小提高海堤允许湖越浪量。当海聚堤堤前波浪较哪大，通过前两载种方法均难以乱满足要求时，昆也可采用人工群消浪措施减小光海堤堤前波浪首，控制越浪量吊。沿海城市的舰沿海（江）堤岂防一般都有景拒观要求，为满扒足城市的总体胸规划要求，对猛堤路结合海堤地堤顶高程的要帆求予以适当放房宽，但须计算斗越浪水量，并方根据水量设置玻完备的排水系乡统，与城市排沿水系统接驳，创以保证越浪量课及时排泄。哨在考虑预治留沉降量后，午设计图上的堤好顶高程应为考牢虑堤身固结、郊堤基附加沉降四量后的工后堤路顶高程，故设狐计者应在图纸慧的说明部分明跨示计算沉降量隆及施工时要求树的预留沉降高污程。峰2.2让稳越浪量表大部分的棍海堤的损毁均撒由于超标准潮滋浪的越浪水体析作用，允许部纳分越浪的海堤姓其越浪量成为程海堤断面结构午设计的控制因咱素。海堤的越绳浪量是餐指薄1鹊m搭单位宽度海堤预上每秒钟波浪稀翻越海堤的水幻量，其单位为蝶（乔m3/s.专m受）。当海堤越各浪超过一定数祝量时，将导致贡堤身破坏，续目前秩国内外对海堤租允许越浪量的遥确定和越浪量贸计算方法的坦研究邻成果均建立在枯模型试验的基皆础上，越浪量鉴允许值见译表碍1鼓乏。置表般1钱几种常见护面张结构型式海堤翻的允许越浪量测海堤型式和构守造仍霜允许越浪烦量醋(m3/s·滚m)均还有后坡（海堤牲）霜浇堤顶为混凝土棚或浆砌块石护昨面，内坡为生穗长良好的草地并堤顶为混凝土归或浆砌块石护昨面，内坡为垫惰层完好的干砌胜块石护面咳俩≤广0.02些≤窄0.05贵撇无后坡（护岸奥）县肚堤顶有铺砌赢挎≤石0.09快勒滨海城市堤路遮结合海堤挂齿堤顶为钢筋混摆凝土路面，内牙坡为垫层完好扑的浆砌块石护兔面哨所≤承0.09阻爬以上述值长作为堤身越浪袍量的控制上限夜，通过越浪量舍计算，方法见乳文献直[1殊]灌第棒8炸章，可以令堤浙身的越浪量满岗足设计要求。中当越浪量超出染允许值时，可斑采取改变断面邪布置、调整护隔面结构措施削速减波浪或增强石护面的抗冲强旅度。对防护级跃别较高企的烫1轿、励2竿级海堤或有重认要防护对象的赛海堤应结合模吴型试验确定允信许越浪量，同尼时验证堤顶和诱内坡护面的防词冲稳定性。当外堤顶为混凝土龄或浆砌石护面网、内坡为垫层缓完好且有效的腰干砌石护面时峰，除按设计重让现期波浪条件品计算越浪量外牢，还应提高一静级波浪设计重炎现期校核越浪确量，在校核条处件下允许越浪街量可放宽贷至阿0.07(m吧3/s·m敢)掌。周目前海堤患允许越浪量和仅越浪量计算方也法均建立在简止单单坡和陡墙惰模型试验的基桃础上，计算方盖法和计算公式梁比较单一且精寻度有限，难于禁适应复杂断面势结构型式海堤城的越浪量计算岭。从安全和经川济的角度考虑乱，对重要海堤堆结合模型试验铺确定越浪量是凯必要的。介2.3玉柜堤身断面臣断面设计破时，先参照已殿建类似工程初岔拟断面形式，疗根据波浪要素抬及海堤等级，权确定堤顶高程鞭，经过稳定计防算，反复调整勤尺寸，最终确出定合理的断面鸽。断面调整的轰大前提是，降呆低堤顶高程，您控制稳定，应框从以下两各方煤面着手：狗（崇1令）断面内部调闸整洲内部调整饥包括调整边坡缠、调整护面、押调整高程。现稳定不能满足眼时，放缓边坡状是比较奏效的接措施；调整护构面结构，可以制不改变断面形层状而仅改变堤屠身护面，利用怪不同护面的糙化率，削减波浪植爬高，降低堤栋顶高程。扰（敏2卫）断面形式调堪整犁可对堤身急设置消浪平台疤，平台位设置液于多年平均高承潮位础加尊50c验m喝超高处，可以城减少波浪爬高涂，且有利于断虏面的稳定性。旱堤前有滩涂的糠应采用非工程莲措施，种植红茫树林，既可减奶少波浪爬高，款又能固滩保堤绑护岸。堤前水秃深较大时，可牺考虑堤前设置弹潜堤的工程措瓣施来减少波浪下爬高。黎2.4广孟护面强度乳护面主要图指的是临海侧忆面、堤顶、背链海侧面护面的岩强度。（1）临海面倾临海侧直东接经受波浪作缘用，护面结构篮主要从整体性炒、抗冲刷、消瓦浪等角度综合身考虑。该部分秧结构上部应能送够承受波浪的钩打击、上吸。闸下部应能承受尼波浪的反复掏晕刷。因此要求堆护面结构强度廉要高，稳定性钥要满足要求，撞护面底要做好在反滤，同时坡晓面要留足排水榜孔，浆砌或混男凝土砌石护坡缴具有较好的整辩体性，外表美塞观，抗波浪能比力较强，返修叨率低，管理方蝴便。但适应变组形能力差，当阳岸坡发生不均很匀沉陷时，砌粮缝容易出现裂启缝。应在堤身勿土体充分固结箭，基础沉降已陕基本完成，且沾土坡基本稳定衰后的堤段经稳牲定厚度计算，腰确定护面厚度饲。混凝土砌石剧，虽造价稍高呀于浆砌石，但欺砌筑质量要优辩于浆砌石。混役凝土护面下的鼓砂心堤段，在榆波浪破碎时，贿自波峰抛出的扯水流的冲击，郊对板产生周期鸡性动力荷载，炒引起护面下砂晒土的运动。当助波浪爬升和自灯斜坡上下落时仍，护面构件上响的压力交换也峡引起运动。在鸦波浪作用下，究混凝土面板即降使止精水做得够好，墓也避免不了板尾下部填料的移皆动，这种移动袍最终导致板底艘脱空，波浪作砍用时击碎板面沈。对淤泥质堤写基，堤身土体简充分固结后，告当迎潮面封闭济时，可不留排阶水孔。护脚要伏有足够的支承织力，要能防止木底脚被淘刷，歪或发生淘刷时股，仍有足够的侮能力支承护面征结构。（2）堤顶欲堤顶则由笋于要满足越浪债的强度要求，猾护面的强度要立求同迎潮面，沸由于堤顶一般乱兼作防汛公路概，根据这一特照点，护面一般统采用混凝土结匙构。为保证堤驶顶护面混凝土拳结构的平整度来，要求堤身填胞土的沉降、固透结量已基本完痒成，此时的堤卸顶护面结构不牛再留沉降缝，怀而只留伸缩缝然，路面设计的少术语为胀缝，尼缩缝。胀缝一沟般设在堤轴线光平面曲线曲率舱变化的起止部补位，直线段较盘长时，可专每图200塞m火设一条，缝间计通过可以伸缩教的拉力杆（钢舞筋）连接。缩全缝一桃般辩4沾～韵6漏m鸣设置一条，采淹取诱导切割方饶式，在护面上同切割扁深蛋3最～敢5c魔m赏，露宽罗3释～惹8m烛m椒的假缝形式，好当护面板收缩赔时，将沿此最胞薄弱断面有规附则地自行断裂寻。缝间填灌沥扭青类材料。纳（塔3他）背海侧面并爬上海堤姨临海侧坡的浪贼花，越过防浪择墙，直接与堤似顶或后坡碰撞件，因此流速哀谦减迅速，故背牙海侧坡的防护急主要以能承受粒垂直于坡面的星冲击力为主，唐无波浪的回流妨水流的拖拽力饰，因此护面设猜置原则应为透差水、消能。在麻保证良好的反纲滤垫层的基础竿上，按其造价屑高低排序，应抽为干砌石砂浆阁勾缝，预制混筹凝土板勾缝，鸦浆砌石。虽然件按部分允许越牲浪设计，但应事按越浪量计算齿成果，使海水舰在堤顶汇集，气通过排水沟排掠向前坡脚，创宽造条件使背水燕坡仍能采用生吨物措酿施保护，加铺蒜一定厚度的腐递质类土，一来洋可保证提高成患活率，二来可炊为其繁植提供蓄较丰富的营养郑积蓄地。背海在侧坡脚应设置俭矮挡墙，既可止得保护堤脚，默又使工程界限姑明确，增加美句观。2.5排水装排水主要季解决翻越堤身脊表面的越浪水揪量及降雨量在命堤表面的引排捧问题肝。堤身表面排恰水分为漫坡排木水和汇水沟集添水排放两种形或式。对背海侧茂采用工程护坡想的越浪海堤，渣采用漫坡排水拌一般即可满足决排水要求，只胜要在坡底设置殊汇水沟集水，迷统一汇入总排趣水系统。当采米用堤顶汇集越若浪水量，背海蜜侧仍采用生物类措施保护护面朽方式时，一般共堤身高度小赔于育6缠m忙的平直段堤围叮，漫坡排水不特会引起集中冲笔刷，但曲线段顽则应设置适量筋的竖向排水沟熔，以通过引走敢堤表水流，防墨止水流冲刷坡师面。这些竖向方排水沟均设置长在陡坡上，属踪于急流槽，因料此，沟内应砂耻浆批荡。劲越浪海堤骄的越浪量通过膊计算填可以畜分析息出，但一般堤御段缺乏当地的言高频率常遇洪很水的自记雨量盐降雨强度资料腰，故可采用昂文献液[2扩]臣中介绍的秆方法仰，或以肚灶5眼年一壁遇乘10mi捡n草降雨强度等值既线图逆及用60mi裁n表降雨强度转换病系数等值线图悔，陕计算思堤面降雨的排叛水设计径流量塔，与越浪水量岗相加则可进而浸确定坝面排水横系统的断面尺塞寸，使得堤面扬排水系统的设静计更加详尽。排2.6殿自然乳型海岸的恢复扑所谓的博自然功型海岸，就是廊要保持、重现券及创造海岸原准有的多姿多彩辞的自然风情。秋越浪海堤的建造设，临海侧、饿堤顶、背海侧遍采用的工程措纤施使得海岸的谦自然环境受到绩严重的干扰，劝因此，要将工抽程措施与生态湿学有机的结合则，根据海堤所争处的不同位置趋，采取不同的患生态恢复措施汉。毛对直接临摔海的堤，由于醒受海浪的频繁影拍击，海岸生恩态建设的重点荣应放在堤前水更域和背海侧坡配面，应在堤前彼水域种植红树者林，营造防风通、防浪的生态丹林。应在背海兼侧坡面的干砌眠石、砼护面块辟体等工程措施群护面的表面覆饭盖原位弃土，段移植或种植草等皮。涛对堤前有障滩地且不直接舞临海的堤，除父了应在堤前积忠极营造生态林止外，对临海侧臂堤面，也应尽辨量采用满足抗厉风浪要求的砌宴块护面，并上税覆土，促成植阔物快速生长。3结语假越浪海堤魄控制住了上述邮关键设计环节溪，其安全性基免本可得到保障满。此文结尾时手值得一提的聚是愧:刷（刚1利）一般的越浪谱海堤均建在软友土地基之上，舒施工时应严参格控制施工速掩率，急于求成序，不但增加填仁筑工程量，而佩且地基破坏的反滑弧切割堤身研，引起堤身纵矮向裂缝，削弱企堤身总体性，唱附加断面处理学工程量。亮（安2适）临海面、堤兰顶、背海侧面性护面均应在堤拔顶沉降量小瞧于彩8mm忆/苗月时，方可实架施堤顶刚性工阳程保护措施。预沉降未基本稳突定时，应采用屑过渡性工程措喜施保护堤面，共如干砌石护面蚊。用此措施来步保证刚