深圳市鵬城海堤工程規模計算與堤型結構研究

沈雙宇

(深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司，廣東 深圳 518000)

大鵬新區位于深圳市東南部，三面環海，東臨大亞灣、與惠州接壤，西抱大鵬灣、遙望香港新界。轄區面積607km2，其中陸域面積302km2，下轄大鵬、南澳、葵涌3個街道共25個社區，海域面積305km2，海岸線總長133.22km。現有東部海堤修建年代已久，建設標準偏低，部分堤段雖經過加固設計，但因施工質量較差，結構安全存在較大的問題，加之近幾年超標準的臺風時有發生，臺風暴潮引起的海浪對海堤破壞大。

1 鵬城海堤的現狀

鵬城海堤位于大鵬街道，屬大亞灣海域，為填海式海堤，如圖1所示，全長約1.4km，均已修建漿砌石擋墻，墻高2.0～4.5m，為當地街道或村民自行修建，標準低，墻體單薄，質量較差，現有海堤防潮標準約為30年一遇。

圖1 深圳市鵬城海堤位置示意圖

由于擋墻建成年代已久，設防標準偏低，墻前無消浪設施，長期受臺風暴潮影響及受2008年9月“黑格比”臺風破壞，鵬城海堤長約500m擋墻破損開裂，其它部位擋土墻勾縫剝落，墻腳局部掏空。現狀海堤存的主要問題有：設計標準偏低，擋墻墻體單薄，堤頂高度不足，存在越浪情況，墻前無消浪設施，堤頂排水設施欠確，且堤頂未硬化。每逢臺風暴潮來臨，海水都越過堤頂，威脅堤后建筑物安全，同時缺少人行步道系統，擋墻頂無欄桿，對游人安全不利。濱海環境不佳，綠化稀少，景觀界面混亂，親水性不強；垃圾隨意棄置，污水直排入海；缺乏濱水公共活動空間。

2 工程規模計算

2.1 堤線布置與斷面形式

鵬城海堤現狀已建成擋墻，由于結構標準偏低導致遭受臺風不同程度的破壞，有墻身倒塌的，有墻腳被沖刷破壞的，有墻身出現裂縫、脫漿、漿砌石結構破壞的，整個海堤都有隨時發生坍塌的可能，故本次對鵬城海堤進行全段重建及加固。本次堤線的選擇基本沿舊堤線布置，僅考慮堤線布置宜平滑、避免曲折轉點過多、轉折段連接應平順的原則，局部對舊堤線調整。其中重建段長約1138m，加固段211m。

東部海堤現狀基礎較好，主要問題是沖刷掏腳，整體倒塌及強度不夠造成的跨塌。本次設計重點是要考慮防掏、防倒、防垮，海堤設計中力求做到埋深夠深、結構和強度夠強；因此鵬城海堤重建斷面形式結合片區旅游、景觀的需求，海堤斷面型式擬采用直立式，臺階式和混合式3種斷面形式。

2.2 堤頂超高計算

20年、50年、100年一遇設計風速分別為24.2、28.8、32.3m/s[1- 3]。地震烈度為7度，防潮標準及建筑物等級見表1。

表1 防潮標準及建筑物等級

鵬城海堤堤段的法線方向對應的風向取S～SSW，設計風速采用惠東站的年最大風速，風區長度采用各海堤計算點逆風向量到對岸的距離，取4000m。計算水深采用風區內的平均水深，取6m。

(1)

(2)

(3)

表2 各堤段波浪要素計算成果表

根據SL435- 2008《海堤工程設計規范》的規定[5]，堤頂高程應根據設計高潮(水)位、波浪爬高及安全加高值確定。堤頂高程應按下式計算確定：。

Zp=hp+RF+A

(4)

式中，Zp—設計頻率的堤頂高程，m；hp—設設計頻率的高潮(水)位，m；RF—按設計波浪計算的累積頻率為F的波浪爬高值(海堤按不允許越浪設計時F=2%，允許部分越浪設計時取F=13%)，m；A—安全加高值，m。經計算各海堤安全加高值及設計堤頂高程見表3。

3 海堤結構設計

3.1 結構選型

海堤的斷面型式主要有陡墻式、斜波式、混合式[6- 7]，本工程現狀海堤采用的是陡墻式。根據SL435- 2008《海堤工程設計規范》[8]，舊堤的加固擴建原則上保持原有的堤型斷面型式，同時結合用地條件、地質情況及片區劃，同時滿足《大鵬新區較場尾片區綜合整治工程-景觀工程》中景觀設計需求，本次鵬城海堤重建優先選用陡墻式。其具有的特點是地基應力較集中，對地基要求較高；要求護面質量高，需增加護腳措施，波浪爬高小；開挖量大，施工難度較大；占地少，能保護沙灘資源；結構強度大，管理方便。

由于深圳市沙灘資源是非常珍貴的旅游資源，鵬城海堤在不占用沙灘資源的條件下，結合景觀建需要，推薦采用陡墻式結構型式，如圖2所示。

3.2 分段海堤設計

鵬城海堤重建加固總長為1349m，其中重建段長1138m，加固段長211m。各段海堤根據其堤防級別不同，分別選定相應的堤頂寬度(見表4)。各段海堤設計如下文所述。

3.2.1 A-D段海堤

現狀為漿砌石岸墻，本次重建工程拆除現狀漿砌石擋墻，利用拆除的塊石換填基礎1.6m深，基礎頂置至于多年平均低潮位以上，其上新建直立式C35混凝土擋墻，堤前混凝土灌砌塊石護腳，A段堤頂設5.0m寬道路，B、C段堤頂設4.0m寬道路，C30混凝土路面，內側設混凝土排水溝。B段海堤位置沿線間隔設置下海臺階，以便游人下至沙灘游玩及親水，下海臺階采用C35鋼筋混凝土臺階，堤前設混凝土灌砌塊石護腳，并用海沙覆蓋[9]。

表3 海堤堤頂高程計算成果表

圖2 陡墻式海堤結構示意圖

D段海堤本次拆除重建，利用拆除的塊石換填基礎1.6m深，基礎頂置至多年平均低潮位以上，其上新建C35鋼筋混凝土階梯式護岸兼休閑觀景平臺，堤前混凝土灌砌塊石護腳，并增設2m寬木棧道，堤頂設4.0m寬道路，C30混凝土路面，內側設混凝土排水溝[10]。

3.2.2 E-F段海堤

E段和F段海堤現狀為漿砌石岸墻，由于堤后建筑物近期無法拆除，無條件實施海堤拆除重建，現狀擋墻外觀質量較好，但埋深不夠，部分堤段堤頂高程不夠，本次擬對現狀擋墻進行加固，拆除堤頂部分臨建設施，保留擋墻下部基礎，拆除上部墻體0.5m高，增設堤頂防浪墻達到設防高程，防浪墻頂增設護欄，現狀漿砌石擋墻表面采用C35鋼筋混凝土護面，并伸入現狀堤腳以下，灌砌塊石護腳，海沙覆蓋。堤頂設4.0m寬道路及2m寬景觀帶，道路采用C30混凝土路面，內側設混凝土排水溝。

4 結語

隨著我國城鎮化和工業化進程的加快，沿海河口地區的經濟社會日益發達，深圳東部經濟地快速發展，特別是旅游業的發展，對海堤的防御要求更高，現有的設防標準已不適應社會經濟發展的要求，加之近幾年的愈發頻繁的臺風侵襲，致使原有的海堤遭到不同程度的損失，修復及重建海堤對于保障深圳市東部經濟發展和社會安全極為重要，通過修復、重建堤防，一方面提高了海堤的海潮侵襲能力，恢復海堤原有防護功能，同時修建生態景觀，構筑城市生態休閑的濱海景觀帶，使大海、藍天、堤岸景觀渾然一體，促進旅游業的發展。