滨海县海堤达标工程损坏类型及修复对策

陈必文 于 雷

（1.滨海县水利工程质量监督站，江苏 盐城 224500；2.滨海县灌溉总渠堤闸管理所，江苏 盐城 224500）

滨海县境内海堤北起中山河闸，南讫入海水道海口北闸，地理坐标在N34°21′57.1″～34°6′58.6″、E120°4′46.8″～120°19′9.4″之间，海岸线总长47.4 km，是古黄河南泛夺滩后冲击而成的海滨平原，即公元1128年至1855年黄河曾从这里入海，黄河泥沙的供给塑造了宏大的废黄河三角洲。但1855年黄河北归入渤海后，供给这一海岸的泥沙骤然中断，其动力、泥沙平衡发生根本性改变，海岸演变由河流作用为主的堆积转变为海洋动力作用为主的岸滩侵蚀改造，河流对海岸的塑造作用随之消亡，海岸由淤进变为蚀退。由于历史时期缺乏控制岸线后退的能力，据考证，自1855年黄河北徙后以来，滨海县海岸长期处于侵蚀状态，海岸动态大部分为强侵蚀类，海岸线侵蚀后已经后退近20 km，是江苏省侵蚀性最严重的海岸段，也是全国典型的侵蚀性岸段之一。

1 工程概况

滨海县自1998年开始实施海堤达标工程建设，截至2009年底，全县累计完成海堤达标护坡工程26.6 km，保滩工程18.1 km，并对翻身河闸、淤黄河闸、振东闸、二罾闸和南八滩闸等沿海5 座中型涵闸进行了除险加固，工程总投资4.55 亿元。建成的海堤达标工程经受了台风、海潮的多次考验，有效地遏制了海岸的蚀退，充分发挥了应有的工程效能，基本达到了稳定相应堤段海岸线的目标，改变了建设达标工程以前每到汛期年年抢险的被动局面。

2 海堤达标工程建设标准

海堤达标工程按照防御50年一遇高潮位（3.3 m）加10 级风浪组合设计标准，主海堤堤防等级为二级。护坡结构形式为：堤顶高程7.0 m，顶宽8.0 m，采用两级斜坡之间加消浪平台，平台宽4 m，堤顶设反弧挡浪墙，堤脚设置伸齿坎的防护型式，底埂高程0～2 m。保滩工程结构形式为：设计保护滩面高程为-1.0 m，在管桩轴线距主海堤脚外50～70 m 处施打透空式预应力管桩，桩长为9～10 m，桩径50 cm，壁厚10 cm，桩前设置10 m宽抛石防护，底层抛石厚度为35 cm，面层抛护预制C25 混凝土块体，桩后抛石厚度为70 cm，宽5 m，桩前和桩后均设有纺土工布垫层，如图1 所示。

3 海堤达标工程损坏类型及原因分析

图1 海堤达标工程典型断面图

海堤达标工程建设已进入了第16 个年头，历经多年的汛期考验，基本能抵御设计标准下的风暴潮侵蚀，初步取得了预期效果。但滨海县境内海堤有其特殊性，堤前滩面低，正常在-0.5 m 左右，最低达-3.5 m，平均高潮位1.38 m，平均低潮位-0.60 m，潮差达1.98 m，每个潮汐都会冲刷3 m平台以下护坡，对工程损坏性大。同时，缺乏对侵蚀性海岸动态变化、动力条件和防护型式的观测、研究，没有从根本上解决堤前滩面蚀降问题，加之早期建设的护坡工程底埂埋深较浅，冲成板桩施工技术不够成熟，造成海堤达标工程不同程度损坏。主要有以下几种类型：

3.1 混凝土槽型块护坡塌陷

主海堤混凝土槽型块护坡工程关键部位是底埂，也是薄弱环节之一，直接关系到整个护坡的安全。滨海县海堤达标工程底埂有两种结构形式：一是早期为灌砌块石，二是冲成板桩。灌砌块石底埂存在埋深浅、整体透水性较强等缺陷；板桩底埂在施工中难以克服竖向错缝和接缝灌碎石混凝土不密实等问题，局部透水性强。在海潮的冲刷作用下，滩面刷降快的地段底埂裸露，在海水涨潮时进入堤身，落潮时逐步带走土体，造成土体流失，使护坡塌陷，威胁堤身安全。

3.2 护坡浆砌块石格埂破损断裂

因受经费制约，早期槽型块护坡横纵格埂及底埂设计采用浆砌块石结构形式，经过长期海潮侵袭，表层砂浆脱落，块石外露，加上基础不均匀沉陷，导致格埂断裂后透水性强，容易使护坡下土体流失，存在安全隐患。

3.3 护坡压脚石沉陷严重

护坡压脚石沉陷最具代表性的就是陶湾段海堤，该段海堤是1997年台风造成缺口抢险的位置，地质条件复杂。经十多年潮水侵蚀，海堤近岸滩面逐年刷降，使护坡底部压脚石随之下沉，压脚石与底埂顶部高差达1.5 m，使护坡底埂悬臂倾斜，造成安全隐患。

3.4 挡潮闸下游港堤护坡及圆头损坏

翻身河闸和振东闸下游港堤护坡及圆头水毁严重，原因是两侧港堤前无法实施保滩工程，滩面刷降更快。护坡及圆头格埂都设计为浆砌块石，底埂既有灌砌块石，也有冲成板桩，护坡形式为光坡，厚度只有20 cm，护坡施工缝用两层油毛毡相隔，上述工程都存在透水性能差的问题，致使港堤圆头和护坡下土体从浆砌块石格埂、施工缝处被掏空，护坡和圆头整体塌陷。由于东北风暴潮破坏威力大，最大风速达20 m/s，港堤北侧护坡及圆头破坏尤其严重。

3.5 保滩工程管桩两侧抛石流失

保滩工程抛石流失主要有六合庄和陶湾两段海堤，六合庄段保滩工程尤为明显。经断面测量，六合庄段管桩处滩面只有-3.0 m，仅桩两侧有少量块石，其余块石均被海浪冲走，沉入淤泥之中，而且该段管桩长9 m，桩顶高程1.0 m，只有5 m 长管桩在滩面以下，严重威胁管桩的稳定性，已有二十几根管桩被小型渔船撞击，倾斜角度达45°以上。

4 修复方案及对策

4.1 混凝土槽型块护坡塌陷修复方案

对于混凝土槽型块护坡沉陷量不大的情况，可在低潮位时将稀沥青灌满施工逢，减少堤身土体流失，缓解护坡沉陷。若护坡混凝土槽型块沉陷量大，则需先凿除，再观察周围其他混凝土槽型块有无空洞现象，并须将护坡下有空洞的混凝土槽型块全部凿除，然后直接在空洞底层铺设一层有纺土工布。因为要抢潮施工，不能回填土方，故要用小块石初步填平空洞，再铺10 cm 厚碎石垫层。受潮汐影响，护坡高程0～2 m 处无法浇筑混凝土槽型块，故改用浇筑50 cm 厚的光坡，并在混凝土中加入早强剂，以提高混凝土早期强度，防止潮水冲刷影响护坡修复质量。

4.2 护坡浆砌块石格埂破损断裂修复方案

对表层损坏不严重的浆砌块石格埂，先凿除松动砂浆和块石，用高标号的碎石混凝土浇筑成形，表面砂浆破损的，用砂浆抹平。对损坏严重、断裂的浆砌块石格埂，应全部凿除，在下面铺设一层土工布，再用混凝土重新按原设计标准浇筑，并控制好混凝土强度。

4.3 护坡压脚石严重沉陷修复方案

护坡压脚石沉陷后，存在两种情况：一是表层块石没被泥沙覆盖，应采取重新铺设一层土工布，其上再用块石压护，压脚石宽度不低于15 m，厚度填至高出底埂20 cm，达到预留压脚石沉陷量。二是表层块石已被泥沙覆盖，可对其按上述标准直接再加压块石，要求压脚石表层平整，因为一旦出现内侧高外侧低的斜坡，在海潮作用下就会导致外侧块石向内翻滚，造成块石在底埂附近堆积，甚至翻到混凝土槽型护坡和3 m 平台上，若经费宽裕，应在压脚石表层压护一层35 cm×35 cm×35 cm 混凝土预制块，以解决表层块石重量不足而容易翻滚移动的问题。

4.4 挡潮闸下游港堤护坡及圆头损坏修复方案

挡潮闸下游港堤护坡修复与混凝土槽型块护坡塌陷修复方法相似，先凿除塌陷混凝土光坡，铺设土工布，用混凝土找平空洞，再按原标准浇筑20 cm 厚的光坡。但港堤圆头一旦损坏，混凝土护坡会坍塌，使圆头土体直接裸露，如不及时修复，在海水的侵蚀下，损毁速度更快。由于滩面深，在低潮位也不露滩，无法在原址上按设计标准修复，故只有退建到圆头无需填土处方可。修复时，先将损坏护坡混凝土抛放至所建底埂外侧作为围堰，在施工中可抵御海水直接冲刷，减轻护坡混凝土浇筑难度，施工结束后作为压脚石。圆头护坡底埂采用混凝土和预制板桩两种形式，对于抢潮浇筑混凝土要集中人力、机械在短时间内完成，以保证护坡及圆头修复质量。2012年分别对翻身河北港堤圆头和振东闸南圆头进行了修复，经受住了台风考验，修复效果比较好。

4.5 保滩工程管桩两侧抛石流失修复方案

管桩内侧滩面用块石抛护到-1.0 m，不可用编织袋装土进行抛填，因为袋装土抛入海水中，袋口在海浪的冲击下容易松散，土会从袋口和编织袋缝隙中流出，达不到防护效果。管桩外侧应采用深海块石防护方案，先用土工布钩挂混凝土预制块作为沉排进行土工布铺设，再用块石压护，压护顶高程在-0.5 m 以上，宽度不低于15 m，外侧设1∶4 的坡，再用700 kg 重的扭王块压护在块石面层和外坡。2013年由中央财政投资1000万元，按此方案实施完成了六合庄段海堤水毁修复，有效地稳定了管桩两侧抛石，减缓了滩面刷降，基本消除了主海堤护坡的安全隐患。

5 结语

滩面侵蚀是造成达标海堤损坏的重要原因之一，控制堤前滩面侵蚀对维护达标海堤护坡稳定和减缓水下岸坡侵蚀发展具有重要意义，简而言之，就是“保堤必须保脚，保脚必须保滩”。针对达标海堤损坏特点，不仅要制定专项方案及时修复，还要做好三项工作：一是加强滩面定期观测，分析、比较滩面刷降或淤积趋势，为今后的工程建设提供科学依据；二是在台风和风暴潮后应及时检查、维修，否则容易形成小洞不补、大洞吃苦的被动局面；三要在设计上寻求突破，使设计方案进一步完善，以延长工程的使用寿命，比如：将挡潮闸下游港堤圆头及护坡加大厚度，所有浆砌块石底埂和格埂全部替换为混凝土格埂。随着施工技术不断革新和各种新材料、新工艺的快速发展，必将会涌现更多科学合理的修复方案，治理效果会更理想。