浅谈海岸防护工程技术29425.pdf
第 10 卷 第 11 期 中 国 水 运 Vol.10 No.11 2010 年 11 月 China Water Transport November 2010 收稿日期：2010-07-01 作者简介：贾春磊（1980-），男，胜利勘察设计研究院有限公司工程师，主要从事海岸工程设计研究工作。浅谈海岸防护工程技术 贾春磊（胜利勘察设计研究院有限公司，山东 东营 257000）摘 要：海岸侵蚀具有严重的危害性，通常应对海岸进行必要和适当的防护。文中对海岸防护工程技术的近期发展进行了总结，介绍了新型护岸结构方法的特点及工程应用。关键词：海岸侵蚀；防护工程；结构形式；防护方法 中图分类号：U617.9 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）11-0169-02 一、我国海岸防护现状 海岸是海洋和陆地的过渡带，在波浪、潮汐、海面波动、地壳运动和气候变化等动力因素综合作用下，海岸通过侵蚀、堆积不断演变。海岸防护是指保护沿海城镇、乡村、耕地、盐场和岸滩，防止潮水泛滥，抵御波浪侵蚀的各种设旋，包括海堤工程、各种护岸保滩的工程设施和生物设施。我国海岸线漫长绵长达 18,000 多公里，海岸防护工程压力也较大，传统海岸防护方法，主要是以硬体构筑物来扰乱或改变原有的海洋动力系统，以达到局部海岸地区的防护目的。这种方法对防护强风浪突袭有明显的效果,主要采用海堤、护岸、丁坝和离岸堤等形式。荷兰、美国、日本在海岸防护方面都比较先进，有丰富的经验，为了克服传统海岸防护工程的缺点，我国也在不断的对原有的结构型式和防护方法进行了改进，发展了一些较新的结构与方法。二、新型护岸结构形式 1水力插板桩坝 水力插板桩坝技术是针对黄河三角洲海岸蚀退的特点发展起来的一种新型堤坝建设专利技术，它是按照工程的实际需要在地面上预制成不同的砼板，用水力喷射切割地基，将具有导向定位功能的钢筋混凝土板桩沉入地基中的一种桩体（图 1）。水力插板桩构造通常采用矩形、“T”形、“工”字形、环形和双“T”形截面。常用的厚度为 200400mm，宽度一般采用 1,0001,500mm，当施工条件允许时，可适当增宽，但不宜超过 3,000mm，桩长大于 20m 时，还应满足吊装的要求。水力插板桩的造孔桩，中部预埋纵向导流钢管，板底预埋横向喷射管。插板桩的一侧预埋导轨形成滑道，另一侧预埋钢筋，以便于施工时进行导向定位控制，保证板间相对位置。插板插完之后，板与板之间按预留通道灌入水泥浆，形成钢筋混凝土整体结构。应用水力插板建设堤坝，可省掉传统建坝施工过程中修围堰、开挖基础坑、降水打基础等繁杂的工作，同时它具有预制化程度高、施工速度快、工程造价低（是传统防潮堤坝建设投资的1/3）、堤坝根基深、整体连接好、抗水毁能力强、维修管理少等优点。特别是堤坝根基深和能够直接在浅海水域中进行施工，对于黄河三角洲（或泥质海岸）修建海岸防潮堤具有重要的作用。水力 插板滑板喷射管吊钩滑道滑道与滑 板高压胶管水泵 图 1 水力插板桩坝 2钢筋混凝土半圆型丁坝 半圆型丁坝采用预制结构，构件由半圆型拱圈和底板组成，安放在抛石基床上。这种结构具有波浪作用力小、稳定性能好、断面经济；地基应力小、适合于软基；施工简便、半圆型构件安放后可抵御波浪袭击和景观效果好等优点。在长江口深水航道治理一期工程中，其南、北导堤间有一座丁坝采用了新型的钢筋混凝土半圆型结构（图2）。图 2 钢筋混凝土半圆型丁坝 3桩式离岸堤 桩式离岸堤（图 3），这种结构的主体为预应力高强钢筋混凝土管桩，将其间隔排列即构成离岸堤。桩式离岸堤的消浪效果主要与波浪大小、堤身高度以及桩间间距有关。就相对波高而言，在堤身相对高度和桩堤透空率一定的情况下，相对波高越大，消浪效果越好，在极限波高情况下（0/=0.60.7），消浪效果最佳；就堤身相对高度而言，在相对波高和离岸堤堤型一定的情况下，淹没状态时潮位越接近于堤顶高程，亦即堤身相对高度趋近于1 时，桩式离岸堤的消浪效果越好；就桩式离岸堤的透空程度来说，在潮位和波浪条件一定的情况下，连续板桩堤的消浪效果较好，透空堤的效果相对略差，但透空堤之间差别有限。桩式离岸堤不仅具有良好的消浪效果，而且可在较大范围内改变波态，即由引起水体剧烈紊动的破波转变为浅水推进波，从而有效地改善 170 中 国 水 运 第 10 卷 海滩上的动力条件，保护海滩免受侵蚀，是一种具有广泛应用前景的新型保滩促淤结构。在上海奉贤南门港保滩促淤工程中采用了一种新型结构型式，保滩促淤效果良好，滩地平均淤积了 30cm。图桩滩面 图 3 桩式离岸堤立面图 4双排管桩丁坝 胜利油田为解决其滩海地区海岸蚀退加剧、严重影响原油开发和生产的问题，保滩促淤工程在孤东海堤采用了一种双排管桩丁坝新型的结构形式。其关键构件是 PHC 预应力高强度钢筋混凝土成品管桩，外径 0.5m，壁厚 0.1m，桩长15m，混凝土强度等级为 C80，抗冻等级为 F150。丁坝的具体结构如下：管桩丁坝设双排管桩，双排桩之间中心距为 5.5m，同排桩间的纵向净间距为 0.3m，管桩顶面高程为1.0m，联系梁顶面高程为 1.30m，底高程为-14.0m，埋入海底 9m。两管间设计为抛填毛石填充，毛石顶面高程为0.75m。丁坝迎浪面和被浪面均有抛石，迎浪面抛石顶面高程为-2.0m，顶面宽度为 4m，边坡比为 1:3，抛石顶面设有两层扭工字块，被浪面设计抛石宽度为 5m，抛石厚度为1.0m。管桩堤内部抛石之设计标高后，进行管桩的横向连接和纵向连接（如图 5）。由于管桩丁坝的双排管桩长度达到 15m，入土深度达 9m，丁坝的根基稳固，并且通过纵横联系梁连结为一体，使丁坝的管桩与抛石形成为一个整体，能够有效地抵御风暴潮的袭击，从而使坝体免遭损坏。坝体建成以后，丁坝两侧会形成海流，海流使丁坝两侧形成槽沟，会使坝体沉降或倾斜，甚至倒塌，但双排管桩丁坝的入土深度很深，稳定性好，且两侧又设有抛石和扭工体保护，可有效抵御海流的冲刷作用，保证坝体的稳定。图 4 双排管桩丁坝结构示意图 5FS 浆垫 FS 浆垫是一种新型的人工合成材料，是一种由高拉力，稳定性好的聚脂长纤维组成的双层织物，经现场需求缝制好浆垫，注入水泥砂浆后固定成型。采用现场灌浆充填技术，整体施工质量控制好。当 FS 浆垫灌入砂浆凝固前其可塑性高，厚度均一，能使浆垫与河床、海底淤泥、堤面有机地结合。由于 FS 浆垫滤水性好，灌浆后砂浆的水份会由纤维滤出，使砂浆水灰比由 0.9 降低到 0.5，因而增加了砂浆的强度。浆垫能耐酸、耐碱，且不受有机溶剂和有机物、微生物之腐蚀；抗辐射及抗老化性能好，寿命长。图 5 FS 浆垫铺设图 FS 浆垫在水底下防范冲刷、抗腐蚀，是目前能在水下施工的高新技术产品之一，在广东佛山大堤护岸、东营胜利油田飞燕滩海堤防护工程、桩古 46 海堤护底防护中应用，防护效果良好。三、其他生物柔性护岸方法 生物柔性护岸方法主要特点在于顺应自然界变化趋势，以防止海岸砂土的流失，防冲效应、景观效应、生态效应一体。生物工程护岸功能主要体现在能够消除波能、缓流促淤和地基固结，生态护岸对对海岸的生态环境影响较小，工程即使实施仍有改变的余地，造价也较低，不足之处在于对强风浪的袭击没有太大的防护效果。目前生物护岸方式主要是在潮滩或水下种植多年生植物草类、灌木和树木（如互花米草，红树林，木麻黄林等）或铺设人工海草达到消能并防止海岸侵蚀的目的。四、结语 近几十年来,我国海岸伴随着河流入海泥沙减少、海面上升、风暴潮等自然因素，并存在沿岸挖沙及海滩采沙、不合理的海岸工程建设、海岸湿地植被和防护林破坏、人为因素的影响,发生了较为普遍而严重的海岸侵蚀，对沿海工、农、渔业生产及人民正常生活都带来了严重的影响，所以应对海岸进行必要和适当的防护，防止海岸的进一步侵蚀和破坏。伴随着我国对海岸演变与防护的不断深入研究，海岸防护工程建设也积累了大量经验，中国海岸防护工程技术也取得了巨大的进展，但是这些不断出现的防护方式都有一定的适用范围，也都存在着一定的不足，如互花米草在抗风防浪和保滩护堤方面发挥了一定的作用，互花米草的“侵蚀”性，使沿海养殖的贝类、蟹类、藻类、鱼类等产量下降或缺氧死亡，易诱发赤潮，威胁红树林生长，破坏了近岸海域生态系统的平衡；所以在实际应用中，应根据当地的具体条件，慎重严谨的采取经济合理的防护措施，以取得令人满意的海岸防护效果。参考文献 1 程义吉，何富荣.黄河三角洲海岸侵蚀与防护技术J.海岸工程，2003，22，4：125.2 袁盂全，徐文华，李永全，刘风松.广州番禹南沙蒲洲海堤护岸工程大直径钢圆筒振动下沉设备及工艺的研究与应用J.中国港湾建设，2003，4.3 严恺主编，海岸工程M.北京：海洋出版社，2002.
