海岸蚀退地区海堤堤脚防护措施

张茂磊

【摘 要】面对海岸线的蚀退，海堤堤脚的防护尤为重要。本文从工程实践出发，列举目前几种常用的防护措施，并分析其各自的技术特点。

【关键词】海岸蚀退；海堤堤脚；措施

胜利油田孤东海堤位于黄河入海口以北约20km，建于1985-1987年，建成时滩地高程在0.5m左右。1994年之后，由于黄河来水来砂量的减少（胜利油田海岸的冲淤平衡点为年入海泥沙量3亿吨，近20年的来沙量不足1.5亿吨/年），导致海底泥面高程逐年下降，2004年海底泥面高程约为-1.8m，2014年约为-3.2m，海底蚀退现象严重。工程海域恶劣的海洋环境条件和海岸线的不断蚀退，对海堤的结构安全产生较大不利影响。

1 破坏机理分析

由于海底高程降低，使得海堤堤前水深增加，从而导致波高增大，作用在结构物上的波浪力也随之增大。同时由于维护不及时，外侧边坡抛石在波浪作用下滚落流失，扭工字块也随之滚落，大大削弱了扭工字块体的消浪能力，导致作用在堤身上的波浪力进一步加大，从而造成结构破坏甚至整体失稳。

2 海堤堤脚防护措施

面对蚀退性海岸，堤脚防护的原则是解决海底高程不断下降的问题，目前常见的保滩促淤方式有丁坝、离岸堤以及堤脚直接防护。本工程中海堤所处海域主要以波浪掀沙、潮流输沙为主，海堤轴线与强浪向夹角较大，丁坝防护效果不明显，因此本文将着重介绍双排管桩离岸堤以及2种堤脚直接防护方式（单排管桩加抛石结构、砼连锁排加抛石结构）。

2.1 双排管桩离岸堤

在海堤堤脚外侧50m-100m处沿海堤纵向打入两排预应力高强混凝土管桩（PHC），管桩横向净间距5.5m，纵向距离为2m，桩径0.5m，桩长15.0m。沿管桩纵向内侧打入钢筋砼挡板，挡板上放置预制好的钢筋砼横向联系梁，之后在挡板内抛石、夯实。管桩顶部采用现浇钢筋砼纵向梁将管桩联系成一整体。离岸堤修建后，受波浪和潮流的影响，离岸堤的迎浪侧和背浪侧均会出现冲坑，为了减缓冲坑的发展，并保证离岸堤自身的稳定，在离岸堤的迎浪侧和背浪侧采用抛石护底，迎浪侧宽10m，背浪侧宽5m（图1）。

离岸堤不仅能够实现保滩促淤，而且还具有明显的消浪作用。根据以往工程经验及物模分析，离岸堤后方的海底淤积厚度每年约为20-50cm，并随着时间延长逐年降低，直至淤积速率降为0，达到平衡，此时离岸堤后方海底高程一般低于离岸堤顶高程50-100cm，由此也基本得出离岸堤顶高程的确定方法，而该顶高程的大小对工程造价影响较大。

2.2 单排管桩加抛石结构

由于海堤堤脚有散落的抛石，因此在海堤堤脚外侧15m处沿海堤纵向打入一排PHC管桩，桩径0.5m，管桩净间距为0.3m，桩长15.0m。同时在管桩迎浪侧和背浪侧均采用抛石护底，迎浪侧和背浪侧的宽度分别为10m、15m（图2）。

PHC管桩能有效保护内侧的抛石不流失，但是随着外侧海底高程的下降，管桩内侧抛石也会随之下降，后期运行中需要定期补充抛石。如果将管桩换成连续板桩墙，则会增加工程造价。

2.3 砼连锁排结构

混凝土连锁排由软体排及混凝土连锁块两部分组成，连锁块绑扎固定在排布上，采用专业铺排船铺设。砼连锁块制作采用？准16mm防老化丙纶绳连接框格形网绳埋设在砼块中间浇筑，单块联锁块一般不应小于4m×5m。排体采用针刺复合土工布缝制拼接而成，排体四周采用加筋带加筋。

为确保船只不受涨、落潮及海流影响，铺排船应采用抛锚固定。初始放排时，可根据施工位置的水深，确定放排的长度，并通过排布及连锁块的重量沉至海底，保证排头铺放位置准确。施工过程中，铺排船通过锚机松、紧锚绳进行移位、放排时，滚筒转动速度、船只两端松紧锚绳的力度及铺排船后退速度等均应保持协调一致，确保排体铺放位置正确，搭接宽度符合要求，且铺放平整（图3）。

砼连锁排的显著特点是整体稳定性及柔韧性好，当海底发生冲刷时，软体排体始终紧贴泥面，能有效地使排体覆盖范围内的泥沙不被淘刷。由于本工程海堤堤脚前散落大量抛石，如果直接在堤脚前铺设砼联锁排，海底泥面上散落的抛石会破坏联锁排中的土工织物，从而影响护底的效果，因此先在堤脚前设置15m宽的抛石护底，然后在抛石护底外侧铺设20m宽的砼连锁排。

2.4 优缺点对比

三种措施均属于胜利滩海地区常用的海堤加固方式，施工工艺成熟。从保滩效果来看，砼连锁排优于单排管桩，但不及离岸堤；从工程造价看，三种措施的单公里工程费分别为2960万元、1650万元、1660万元，离岸堤最高，单排管桩最低。

3 结论

海堤堤脚的防护在蚀退性海岸有重要的意义，在措施选择上，应根据各个工程的不同情况（新建或者改建；蚀退速率大小等因素），优先选择保滩效果好且经济性好的措施，或者多种措施相结合。另外应积极探索更环保经济的措施，比如参考沙漠地区防风固沙用的草方格，可以制作类似的仿生漂浮物下压配重，来减少波浪对海底泥沙的扰动并促进泥沙落淤，从而实现保滩的目的。

【参考文献】

[1]土工合成材料应用技术规范[S].GB50290-2014.

[2]张文喜，等.混凝土连锁排护底在滩浅海蚀退地基中的应用[J].水利建设与管理，2012.

[责任编辑：王楠]