遼濱沿海經濟區海堤工程堤型方案比選研究

熊書偉

(遼寧省錦州市黑山縣信安市政公用工程有限公司，遼寧 錦州 121400)

遼濱沿海經濟區地處大遼河入海口右岸，為典型的平原河網區，區內大部分為農業區和灘涂區，開發建設活動少，內部水系保留了原始的自然狀態，但雜亂無章。現狀通海河道主要雁河、雙井子溝、鳳水溝、紅旗溝，東西向河道串連其中，主要有海緯3河、海緯4河等。雁河為遼東灣新區現狀主要的排澇河道，位于38號路西側，遼濱沿海經濟區現狀水系如圖1。

圖1 遼濱沿海經濟區現狀水系圖

1 工程概況

1.1 海堤工程

海堤工程地處盤錦市大洼縣南部，新建海堤總長11.918 2 km，劃分為三個分區，其中一區樁號0+000～1+200為河口區域、二區樁號1+200～9+000為海灣區域，三區樁號9+000～12+000為海灣區域，新建擋潮閘1座。通過水系規劃總體任務分解，海堤及擋潮閘工程的任務是保證盤錦市遼濱經濟區的防潮安全，滿足達到50 a一遇防潮標準。其中，海堤主要擴大遼濱經濟開發區發展空間、保護遼濱新城以及增大國土面積；擋潮閘建設任務是防止海水倒灌、保證排澇通暢提高區域排澇能力、調節內湖水位、存蓄淡水、改善區域生態環境[1，2]。

1.2 工程布置

1.2.1 防潮防洪與排澇標準

綜合考慮遼東灣新區所處位置、規模、重要程度、洪災的影響等因素，確定其外圍防潮防洪標準為50 a一遇，堤防為2級，擋潮閘應不低于海堤級別，亦采用2級。根據盤錦遼東灣新區城鎮遠景發展規劃求，確定排澇標準，城區排澇標準為20 a一遇24 h暴雨不受災。

1.2.2 堤線分區

海堤工程總長12.0 km，考慮海堤受風向、吹程、水深及地形等因素，將海堤劃分為三個分區，其中樁號0+785～2+675段及11+300～12+000段海堤內側為含章湖，其余段為河道岸坎或吹填堤岸區域。海堤采用路堤式結合，均采用復合斜坡式斷面。

1.2.3 海堤起始點連接

工程起點樁號0+000與盤錦大遼河口沿海產業基地堤防工程的末端連接，施工時將老堤堤頭挖除呈臺階狀，新建海堤與老堤平順連接。考慮新老海堤護面結構不同，在銜接處設置一道2.0 m寬的混凝土臺階作為兩種護面的分界。工程終點為盤錦港，含章湖入海口(海堤龍口段)，樁號11+300、12+000兩端均為袋裝砂棱體充填海堤與兩側吹填區域封閉。施工時將堤頭吹填區域挖除，海堤垂直以堤身刺入吹填區域。

1.2.4 堤線布置

海堤堤線根據《遼濱沿海產業基地盤錦遼濱沿海經濟區總體規劃》《遼寧省人民政府關于同意盤錦船舶修造產業園并調整區域范圍的批復》及《關于盤錦遼濱沿海經濟區區域建設用海二期規劃的批復》，沿批復的園區區域外圍界線確定堤線，其中河口段堤線基本沿現有治導岸線布設，海灣區域樁號1+200～11+300段沿園區吹填圍堰堤岸布設，海灣區域(樁號11+300～12+000)，按照盤錦遼濱水城內外海樞紐控制工程確定的堤線布設。

按照上述原則確定的堤線，能夠協調園區規劃及河道現狀，為最大限度增加園區建設面積，工程設計不做堤線方案比較[3]。

2 堤型方案比選

鑒于現狀堤線除含章湖水域(樁號0+785～2+675、11+300～12+000段)外基本為較高的岸坎或堤岸，岸坎或堤岸后側園區地面高程較高(現狀3.5～3.8 m，園區規劃4.2～4.5 m)，鑒于外側河道、外海水域較寬，結合工程區域堤基地質條件及附近筑堤材料，遼濱沿海經濟區海防堤均采用斜坡式土堤。樁號0+000～0+785、2+675～11+300段均為岸坎或堤岸段，樁號0+785～2+675段海堤內側含章湖水域，樁號11+300～12+000段海堤內側含章湖水域，且為海堤建設龍口段。

2.1 堤心填筑或培厚方案

工程附近筑堤土料能夠取用的有山皮土及就近灘涂海砂，就近豐富的淤泥料源利用處理較為困難。

2.1.1 樁號0+000～0+785、2+675～11+300段

海堤建設以堤岸加高培厚、現有岸坎為主，并且較高和帖坡較小的實際情況，為更好的結合坡面選擇山皮土，具有坡面防洪工程量小、填筑高程量低、侵占水域小且坡面易穩定等優勢，布置形式如圖2。若利用海砂吹填，則坡面大、侵占水域面積大、坡面防護工程量大、填筑高程量及水域面積大，且施工及筑堤料運輸難度較高[4]。

圖2 海堤貼坡培厚段布置圖

2.1.2 樁號0+785～2+675段

為全水域海堤，外側為行洪通道。若實施海砂吹填方案，則上、下游坡面平緩、海堤呈凸起狀且侵占水域較大，這極大的影響了河道行洪，由于加劇了沖刷還需要強化海堤護面結構。所以，此段海堤填筑時含章湖利用樁號11+300～12+000段(結合擋潮閘、船閘建設)作為內水外排龍口段，考慮到此段海堤基礎較好、水深較淺、海堤位于非風浪迎海側且相對較長，以山坡土填筑海堤，其施工便利、基礎立堵進展簡單、投資節省、工程量少，堤心填筑型式特性如表1。

表1 堤心填筑型式特性

2.1.3 樁號11+300～12+000段

為全水域海堤，內側為含章湖、外側為渤海。該堤段屬于龍口段，其存在臨時圍堰長、斷面大、穿堤構筑物多、堤基相對差、水域水深和工程規模大等特點，海堤進占時以山皮土直接立堵，對施工工藝要求高且工程投資大，不利于坡面的臨時防滲和防護處理。因此，結合海堤圍堰施工經驗和海堤長度較小的實際情況，以保證結構安全、施工方便、有助于龍口合攏為原則采取袋裝砂棱體充填堆砌；此外，結合外海樞紐控制工程設計，袋裝砂斜坡堤結構已成功應用于船閘圍堰工程，所以此段海堤選用該結構，如圖3。

圖3 海堤斜坡布置圖

從表1可以看出，以山皮土填筑樁號0+000～11+300段海堤，其具有便捷的運輸條件，有利于建設施工；以袋裝砂填筑樁號11+300～12+000段海堤，雖然投資未發生明顯的改變，但具有質量保障、安全可靠、地基處理方便、軟基適應性強、工期短以及施工速度快等優勢，考慮到堤防較短的實際該方法具有較好適用性。

2.2 堤防方案比較

2.2.1 堤防斷面

該工程受波浪作用較弱且大部分海堤高度超過5.0 m，對此可以選用單坡式或復合式斷面，可供選擇的飲水側坡面有：即設置消浪與壓載平臺、僅設置壓載平臺；堤頂方案有設置或不設置防浪墻兩種方案。

2.2.2 護面結構

根據波浪強烈程度、建筑材料、附近海堤護面情況等因素，擬確定適于海堤護面的材料有混凝土預制塊、塊石兩種。考慮到距離塊石料場遠、不可預見因素多、施工周期長、工程量大、運輸難度高等實際，拋石、砌石不宜作為護面材料。

鑒于堤岸坎頂較高、局部風浪作用強烈的現狀，經計算論證可以不選用較大糙率、較高含鋼筋量、結構復雜的砼預制塊，選用單價適宜、消浪條件好、整體美觀、制作簡單且無需鋼筋的四腳空心方塊。通過檢測發現四腳空心方塊能夠滿足海堤設計的重量和質量要求，且現狀拆除后可以利用部分未破損的塊體，加之目前鋼材、水泥產能過程，該方案具有較好可行性[5，6]。

2.2.3 比選方案

鑒于護面結構及堤防斷面相組合的方案，充分考慮地段所在區風浪特性、水流特征、筑堤材料、地理位置、運用與管理要求、施工條件、生態保護、工程造價及環境景觀等因素，提出以下4種堤型進行對比，如表2。

表2 海堤堤型方案比選

2.3 方案擬定

從表2可知，消浪平臺能夠大大減少堤防高度，而防浪墻不僅能夠降低填筑高度、減少投資成本，而且可以與生態景觀、欄桿人防工程有機結合，以發揮最大的工程效益。因此，推薦選用設置防浪墻的方案。

2.3.1 從生態景觀的角度

相對于方案4，沒有設置消浪平臺的方案3其防浪墻高處約0.75 m，在防浪墻高相同的條件下消浪平臺建設等效于提高0.75 m堤身。

以3.5～3.8 m高程設計時，為保護園區景觀應盡量降低海堤高程，消浪平臺的設計修建具有明顯的效果，且可行性較高。然而，隨著園區規劃的規劃的持續完善和吹填工程的持續推進，該段海堤將規劃回填高程提升到5.2～4.5 m，濱海景觀規劃將帶狀微地形(6.0～6.71 m)修建于海堤后側，所以合理提高堤頂高程基本不會給臨海側景觀造成負面影響[7]。

2.3.2 從施工技術的層面

相對提高堤身建設消浪平臺的難度更大，投資成本高且工期長。

該海堤工程堤岸高程4.0 m，設置或不設置消浪平臺需要將堤頂加高0.45 m、1.2 m，即消浪平臺的設置與否均瑤加高，所以方案4堤頂加高低于方案3的0.75 m。此外，鑒于路堤結合的海堤工程，因方案4具有較小(0.45 m)的加高高度，以路床與路基就可以滿足要求，此條件下要挖除堤岸，并按照規程要求處理后才能用于路堤。所以，方案3加高高度1.2 m，大于路床與路基之和0.8 m，路堤填筑高度就等于剩余的0.4 m，這對路堤處理起到一定的簡化作用，為道路的建設提供有利條件，且路堤的適當提高有利于上游越浪和道路排水體系建設。

3 結語

海堤及擋潮閘建設，為提高區域防洪能力、保障沿岸居民安全及推動經濟發展奠定堅實基礎，明顯改善了區域投資環境和居住環境。合理的優選堤型屬于建設優質海堤工程的核心，堤型的選擇應綜合考慮潮汐、水文、氣象等因素條件，在保證海堤防汛安全的前提下與園區綠化景觀工程有機結合，做好沿海堤防護林帶建設，盡量擴建灘涂濕地恢復海岸自然形態。