浅析海堤防护设计与除险加固

　　海堤工程是沿海防御风暴潮的重要工程，是确保沿海人民生命财产安全的重要保障。但海堤土质多为沙性，极易冲刷，而且土质含盐碱量较高，植物难以生长，很难形成生物防护体系。一到汛期，堤防表面就会被冲刷出大量的雨淋沟，坡脚位置也容易被海水掏刷，严重威胁到工程和沿岸的安全。所以，做好海堤防护与除险加固，确保工程安全是当务之急。

　　一、海堤的设计标准

　　海堤的设计标准直接关系到海堤的安全和投资，是海堤设计的关键。海堤的设计标准包括设计潮(水)位、设计波浪和设计风速的标准。提高设计标准，要海堤进行彻底的除险加固，就必须按有关规范确定海堤设计标准，包括海堤堤项高程和结构设计标准。水利部《海堤工程设计规范》(SL435—2008)规定：设计波浪和设计风速的重现期宜采用与设计高潮(水)位相同的重现期，如采用其他设计标准，须经分析论证。但也是基本都持同频遭遇的设计观点。

　　在具体设计时，对海堤的设计标准还应灵活把握。对遭受潮(洪)水灾害或失事后损失巨大，影响十分严重的海堤工程，防潮(洪)标准可适当提高;对遭受潮(洪)水灾害或失事后损失和影响较小的海堤工程，防潮(洪)标准可适当降低。以下情况，可适当考虑降低海堤的防潮(洪)标准：

　　a、位于淤积型海岸带的海堤工程，海堤的建设是逐步向外推进的，其工程等别可适当降低;

　　b、堤内是水产养殖区的，由于风暴潮持续时间不长，越浪水量有限，可采用较低的设计重现期;

　　c、设有二、三线海堤的(如一些围垦工程)，如二、三线海堤基本完好，防潮(洪)标准可适当降低;

　　d、建在软基上的海堤工程，由于软基的影响，海堤不可能建得太高，在工程等别一定的情况下，可采用较低的设计重现期。

　　一般海堤挡潮标准设计应满足：

　　堤顶高程=设计潮水位H+波浪爬高R+安全超高A

　　设计潮水位按频率进行分析后取用相应的频率水位。

　　二、海堤的防护措施

　　对海堤防护的措施一般包括：边坡防护、坡脚防护、堤顶防护和生物防护等。

　　(一)边坡防护

　　海堤工程施工由于临海就近取土，所以土质多为沙性贝壳土，极易被雨水冲刷，严重影响工程安全，应对海堤内坡采用密植皮护坡，坡脚还应建筑一道砼或浆砌石齿墙。若内坡有水的还应对设计水位以下的边坡采用砼或浆砌石护坡，防止风浪侵蚀坝体。海堤外坡，由于经常受到台风巨浪的袭击，应在边坡铺一层土工布然后再用砼或浆砌石护坡，坡脚要建筑一道砼齿墙，深度不应小于lm，并在外坡脚堆石笼，以减轻风浪对坡脚及边坡的冲击。

　　(二)坡脚防护

　　海堤工程设计中，海堤迎水坡坡脚处往往会设干抛石，块径一般30cm～50cm。经实地考察观测，发现只用大块径块石效果并不十分理想，因为在块与块之间，留有很多的空隙，涨潮时，海水很容易通过空隙进入而掏刷坡脚，造成坡脚土流失，最终使抛石下沉而逐渐失去防护作用。坡脚防护可采取大小块石搭配的方式进行抛掷，即30cm～50cm块石与10cm～15cm块石混合使用，在大块石空隙之间，用小块石填堵，使所有块石有完好的粘结性，形成一个整体，尽可能地减少块石之间的空隙，以阻止海水进入，避免对大堤坡脚掏刷，真正起到保护坡脚的作用。

　　(三)堤顶防护

　　在海堤堤顶铺设过厚的碎石效果并不理想。由于碎石铺设过厚，很难使碎石与下部土体完好结合，致使碎石悬浮表面，不仅会增加工程费用，而且影响抢险车辆通行。此外，过厚的碎石还会吸收大量雨水，使雨水下渗而对堤顶及堤身造成损害。如果堤顶不平，造成吸收的雨水集中下渗，则很容易在堤顶出现“漏斗”，严重影响工程安全。经观测试验，发现在堤顶铺设5cm～8cm厚的碎石效果较好，这样碎石很容易与下部土体形成一体，不但节约大量材料，而且能取得很好的防护效果。

　　(四)红树林防护带

　　由于海堤土质含盐碱量较高，一般植物难以生长(如普通草类及紫穗槐等)，所以，必须选取耐盐碱的植物，在迎水坡及堤肩栽植，形成良好的生物防护体系。红树林耐盐碱性好，存活能力极强，适宜生长在有潮水涨落的泥沙性土质上，即涨潮后被淹没，落潮后露出水面，非常适合在海堤迎水坡及堤肩栽植。实际证明，种植红树林是对海堤进行生物防护行之有效的好方法。

　　三、除险加固技术

　　(一)消浪防冲

　　建立消浪防冲结构。海浪冲击是危及海堤安全的主要因素，建立完好的消浪防冲结构是抵消海浪冲击的有效措施，消浪结构不仅能削减波浪的爬高，降低堤顶高程，而且能减轻海浪对堤身主体结构的冲击力。

　　(二)防渗补强

　　堤基防渗及除险加固的主要措施有：临水面防渗铺盖、垂直防渗、背水面压载、排水减压井等。

　　临水面防渗铺盖包括：粘土铺盖(要选择防渗性能较好的粘性土，渗透系数应小于lxl0-5cm/s，铺盖应采用不等厚形式)和土工膜铺盖(应注意土工膜间相邻的搭接质量，膜下应铺设5-15cm厚的砂土作垫层，防止铺膜时破裂)。

　　垂直防渗：主要包括“高压旋喷、高压定喷、射水法混凝土防渗墙、深层搅拌法、混凝土沉模防渗墙、薄壁开槽混凝土防渗墙”等，可根据基础的实际情况，进行经济技术指标分析后合理选用防渗加固技术。

　　背水坡压载：当没有必要采用封闭式垂直防渗墙或其造价太高时，可以采用背水坡压载方法，防止堤基渗流对表土层的渗透破坏。如果所需要压载太长，则应考虑与减压井联合使用的办法。。

　　减压井：减压井比较适用于表土层和透水层均较厚的双层堤基、多层堤基及含水层成层性显著或透镜体较多的地基。

　　(三)地基加固

　　为确保海堤工程安全必须先解决地基加固问题。近年来海堤地基加固除了以往常用的振冲法和强夯法外，还推广挤密砂桩法和排水固结法等加固方法。

　　(四)水闸除险加固

　　a、水闸下游冲刷破坏处理措施。水闸下游冲刷破坏是海堤水闸普遍存在的一个主要工程问题，通过多年来工程实践，已经形成一整套有效的处理措施。

　　b、闸基加固。闸基存在的工程问题主要有两大类：软基础沉陷引起闸基沉降;闸基渗流造成闸室淘空。

　　闸基沉降处理:对已建水闸闸基沉降控制的最有效的处理措施是采用高压旋喷灌浆处理。

　　闸室淘空处理:首先对水闸上游进行防渗处理(如设置水平铺盖或垂直防渗控制闸基渗流)，然后再对闸室进行灌浆处理。

　　c、钢筋混凝土碳化处理。目前采用的方法主要有两种：对受到局部碳化，但还未影响到结构受力的钢筋混凝土，采用表面涂刷防腐材料(蜡浸混凝土或乳化环氧砂浆)处理;对新建工程或需要更新的钢筋混凝土，采用HPC混凝土代替普通混凝土处理。

　　蜡浸混凝土防腐。利用工业石蜡，通过一定工艺制成具有一定粒径与级配的蜡珠，将这些蜡珠按一定比例掺入水泥砂浆或混凝土中，覆盖在混凝土外表面作为保护层。

　　乳化环氧砂浆防腐。该材料中的环氧聚合物能在较短时间内形成致密的膜状网络结构，而水泥等无机材料在较长时间内与乳化环氧砂浆中的水分产生水化反应，生成的水化产物与固化后的环氧交织在一起，在混凝土表面形成坚硬、致密的保护层。

　　高性能混凝士HPC。影响钢筋混凝土结构耐久性的因素很多，但最主要的还是混凝土材料自身的性能，使用高性能混凝土HPC能够彻底解决海工混凝土结构耐久性的问题。

　　海堤、水闸的除险加固技术有多种，一般应根据形成破坏的原因，海堤、水闸的运行情况及洪水、潮水等相关因素，综合考虑，因地制宜地作出决定。只有不断地学习、推陈出新、采用新技术，才能够有效处理工程存在的问题。

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