水利工程論文-越浪海堤的斷面設(shè)計(jì).doc

水利工程論文-越浪海堤的斷面設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了越浪海堤斷面設(shè)計(jì)的基本方法，提出了解決了堤身斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中越浪量、堤頂高程、堤身強(qiáng)度、排水及恢復(fù)自然型海岸等設(shè)計(jì)問(wèn)題的方法。關(guān)健詞：海堤越浪量斷面設(shè)計(jì)護(hù)面強(qiáng)度排水自然型海岸1概述我國(guó)有總長(zhǎng)3.2萬(wàn)公里的海岸線，其中大陸海岸線1.8萬(wàn)公里，島嶼海岸線1.4萬(wàn)公里，隨著沿海地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，臺(tái)風(fēng)暴潮造成的損失越來(lái)越大，已建海堤大部分已很難適應(yīng)當(dāng)前防潮、洪的要求。由于缺乏反映海堤自身特點(diǎn)和要求的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，海堤工程設(shè)計(jì)、施工和管理難以做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、管理規(guī)范的要求。筆者近年為配合廣東省“十項(xiàng)民心工程”的實(shí)施，編撰廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)廣東省海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）DB44/T182-2004，期間，對(duì)現(xiàn)有海堤作了一些調(diào)研，并根據(jù)已有的設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)越浪海堤的斷面設(shè)計(jì)，在此提出粗淺看法。目前，海堤的設(shè)計(jì)以是否允許越浪劃分為兩大類，即不允許越浪和允許部分越浪。大部分的海堤建在軟土地基上，若都按不允許越浪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，則對(duì)堤頂高程和斷面尺寸的要求較高，投資大，往往不經(jīng)濟(jì)合理，允許部分越浪的海堤的合理設(shè)計(jì)就成了設(shè)計(jì)者要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。越浪海堤的斷面設(shè)計(jì)主要解決越浪量、堤頂高程、堤身斷面、護(hù)面強(qiáng)度及排水及恢復(fù)自然型海岸等方面的問(wèn)題。2設(shè)計(jì)步驟2.1堤頂高程堤頂高程是確定堤身斷面規(guī)模的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。堤頂高程的確定要考慮海堤沉降量，可按下式計(jì)算：（1）式中對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)頻率水位的堤頂高程（m）；與設(shè)計(jì)頻率相應(yīng)的高潮位（m）；按設(shè)計(jì)波浪計(jì)算的累積頻率為F%的波浪爬高值（m）；由于按允許部分越浪設(shè)計(jì)，取%；安全超高值（m），按表2規(guī)定值選取。表2堤頂安全加高值海堤工程等級(jí)12345允許部分越浪A（m）0.50.40.40.30.3堤頂高程有兩層含義，一是指防浪墻頂面，二是指堤身斷面頂面，當(dāng)?shù)添斉R海側(cè)設(shè)有防浪墻、且防浪墻穩(wěn)定、堅(jiān)固時(shí)，堤頂高程可算至防浪墻頂面。但堤身斷面頂面的高程仍應(yīng)高出設(shè)計(jì)高潮（水）位0.5以上，且不得低于設(shè)計(jì)高潮（水）位0.5m。如何處理好堤頂高程與允許部分越浪的關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以堤頂高程的要求初步確定某一高程，越浪量大于允許越浪量要求時(shí)，堤頂高程應(yīng)重新確定，一般是加高堤頂或通過(guò)對(duì)堤頂、背海側(cè)坡面加強(qiáng)防沖保護(hù)等方法來(lái)提高海堤允許越浪量。當(dāng)海堤堤前波浪較大，通過(guò)前兩種方法均難以滿足要求時(shí)，也可采用人工消浪措施減小海堤堤前波浪，控制越浪量。沿海城市的沿海（江）堤防一般都有景觀要求，為滿足城市的總體規(guī)劃要求，對(duì)堤路結(jié)合海堤堤頂高程的要求予以適當(dāng)放寬，但須計(jì)算越浪水量，并根據(jù)水量設(shè)置完備的排水系統(tǒng)，與城市排水系統(tǒng)接駁，以保證越浪量及時(shí)排泄。在考慮預(yù)留沉降量后，設(shè)計(jì)圖上的堤頂高程應(yīng)為考慮堤身固結(jié)、堤基附加沉降量后的工后堤頂高程，故設(shè)計(jì)者應(yīng)在圖紙的說(shuō)明部分明示計(jì)算沉降量及施工時(shí)要求的預(yù)留沉降高程。2.2越浪量大部分的海堤的損毀均由于超標(biāo)準(zhǔn)潮浪的越浪水體作用，允許部分越浪的海堤其越浪量成為海堤斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素。海堤的越浪量是指1m單位寬度海堤上每秒鐘波浪翻越海堤的水量，其單位為（m3/s.m）。當(dāng)海堤越浪超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，將導(dǎo)致堤身破壞，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)海堤允許越浪量的確定和越浪量計(jì)算方法的研究成果均建立在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，越浪量允許值見表1。表1幾種常見護(hù)面結(jié)構(gòu)型式海堤的允許越浪量海堤型式和構(gòu)造允許越浪量(m3/sm)有后坡（海堤）堤頂為混凝土或漿砌塊石護(hù)面，內(nèi)坡為生長(zhǎng)良好的草地堤頂為混凝土或漿砌塊石護(hù)面，內(nèi)坡為墊層完好的干砌塊石護(hù)面0.020.05無(wú)后坡（護(hù)岸）堤頂有鋪砌0.09濱海城市堤路結(jié)合海堤堤頂為鋼筋混凝土路面，內(nèi)坡為墊層完好的漿砌塊石護(hù)面0.09以上述值作為堤身越浪量的控制上限，通過(guò)越浪量計(jì)算，方法見文獻(xiàn)1第8章，可以令堤身的越浪量滿足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)越浪量超出允許值時(shí)，可采取改變斷面布置、調(diào)整護(hù)面結(jié)構(gòu)措施削減波浪或增強(qiáng)護(hù)面的抗沖強(qiáng)度。對(duì)防護(hù)級(jí)別較高的1、2級(jí)海堤或有重要防護(hù)對(duì)象的海堤應(yīng)結(jié)合模型試驗(yàn)確定允許越浪量，同時(shí)驗(yàn)證堤頂和內(nèi)坡護(hù)面的防沖穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)添敒榛炷粱驖{砌石護(hù)面、內(nèi)坡為墊層完好且有效的干砌石護(hù)面時(shí)，除按設(shè)計(jì)重現(xiàn)期波浪條件計(jì)算越浪量外，還應(yīng)提高一級(jí)波浪設(shè)計(jì)重現(xiàn)期校核越浪量，在校