白浪河防潮闸海上围堰设计方案分析论文_,成,栋, 唐山君

摘 要：针对潍坊滨海白浪河防潮闸工程所处的粉砂质地基及风暴潮频繁的特点，对围堰的断面型式及截渗处理方式进行了研究，从安全、经济、施工方便等方面综合考虑，提出了适用于海上粉砂质地基的复合围堰型式，满足了防洪、挡潮、交通等多功能要求。

关键词：防潮闸；围堰

1概述

　白浪河防潮闸工程位于潍坊滨海经济开发区，地处莱州湾南岸沿海滩涂，自然条件恶劣，该地区风暴潮频繁。防潮闸枢纽工程建设周期较长，且与防潮堤填筑同时进行，工程围堰不但挡水挡潮，还担负着艰巨的交通任务，采取什么截渗措施，如何避免堰体及截渗工程的施工交叉，围堰各部位施工的先后工序，都对围堰的实施和应用产生和大的影响，围堰的设计及施工方案至关重要。

2基础资料

　工程场区位于莱州湾南岸沿海滩涂，地面高程-1.27～-0.40m（56黄海高程，下同）。勘探深度内，场区地层均为第四系全新统冲积海积、冲积堆积地层，自上而下可分为6个大层：①层粉砂，松散，饱和；②-1层壤土，软塑；②层壤土，可塑；③层砂壤土，稍密-中密；④层壤土；⑤层砂壤土；⑥层壤土。闸基表层①层粉砂，中等透水性，抗冲刷能力差，允许渗流坡降值水平段为0.05，出口段为0.25，闸基可能发生渗透变形破坏。该区常风向为SSE向，强风向为NE向，风力最大达11级。工程海域为规则的半日潮流区，常浪向为N向，强浪向集中在N 向～NE向。多年平均高潮位0.84m，平均低潮位-0.76m，多年平均最高高潮位2.35m，最低低潮位-1.75m。10年一遇潮水位3.05m，20年一遇潮水位3.34m。

3堰顶高程的确定

　白浪河防潮闸围堰工程属临时工程，建筑物级别4级，临海侧围堰主要抵御海潮，堰顶高程根据《海堤工程设计规范》（SL435-2008）公式计算：

　

　为设计频率的堰顶高程，m；为设计频率的高潮位，m；为按设计波浪计算的累积频率为F的波浪爬高值，m；A为安全加高值，m。

　经计算，单一坡度的斜坡式海堤在正向规则波作用下的爬高RF为2.09m； A为0.7m，上游围堰顶高程为6.13m。堰顶上游侧设1.0m防浪墙，实际堰顶高程为5.13m。

4围堰堰体型式选择

　围堰堰体型式有多种选择，土石堰体、钢板桩围堰、充砂模袋围堰等。针对本工程围堰地质条件差、风大浪高、通行重车等特点，对围堰型式进行分析选择。若采用传统的土石围堰，根据所处环境，宜选抛石围堰，但施工进度慢，截渗处理较复杂，投资大；板桩围堰须做成构体围堰，投资较大，板桩单体内吹填砂固结慢，难以满足重车通行要求；充砂模袋围堰施工进度快、造价低，但是不能满足重车通行要求。

　从结构安全、施工便捷、经济等方面考虑，经过分析和研究，提出了“抛石-充砂模袋-散砂体复合围堰”方案，采用了“上游坡面复合土工膜-下游多头小直径水泥土搅拌桩组合截渗”措施。复合围堰以充砂模袋作为主堰体，上游侧设抛石子堰，下游侧吹填散砂体。

　充砂模袋主堰体起稳定作用，施工进度快。上游侧抛石子堰作为上游压重平台，有两个作用，一是适应沉降变形，解决重型车辆通行问题，二是抵御风暴潮冲击及潮流的淘刷；下游散砂体是在主堰体与下游坡脚模袋子堰间直接吹填而成的，作用是为多头小直径水泥土搅拌桩连续墙提供施工平台。

　由于围堰粉砂充填堰体及粉砂地基均具中等透水性，必须考虑防渗措施。围堰截渗墙一般设于堰体上游侧，下游侧设排水反滤。但是，海上围堰上游侧截渗施工平台不管是用充砂模袋还是用抛石体都难以实施，经研究提出了“上游坡面复合土工膜--下游多头小直径水泥土搅拌桩组合截渗”措施。上游主堰体上游坡铺设复合土工膜，作为坡面防渗，下游散砂体平台筑至水位以上，进行多头小直径水泥土搅拌桩施工。该措施很好的解决了截渗施工难度，确保了截渗效果。

　充砂模袋主堰体两侧边坡均为1：2，为满足围堰上游防冲要求，迎水坡抛石子堰以上采用预制砼栅栏板护砌，顶部采用浆砌石防浪墙。抛石子堰下设软体排，子堰上游设低缓抛石层进行防淘刷防护。搅拌桩布置于堰体背水侧，底高程-13.00m，深入相对不透水层。

图2.4.1 围堰断面图

5围堰稳定分析

　采用加拿大geo-slope软件，以临海侧围堰为例，进行渗流稳定、边坡稳定计算分析，正常工况下围堰的渗流等势线图及边坡滑弧图见图2.4.2～2.4.4。

图2.4.2 围堰渗流等势线图

图2.4.3 围堰下游坡滑弧图

　围堰渗流稳定计算，下游坡出逸比降满足要求。围堰边坡稳定计算结果分析，对充砂模袋按照加筋材料进行模拟，围堰边坡最危险滑弧出现在主堰体下游的子堰及开挖坡脚处，稳定安全系数满足规范要求。

6结语

　“抛石-充砂模袋-散砂体复合围堰”建成后，应用情况良好，保证了工程安全，加快了施工进度，与传统土石围堰型式相比，节省工程投资1200多万元，占围堰工程总造价的30%。白浪河防潮闸围堰完成使命已拆除，白浪河防潮闸主体投入运行，采用“上游坡面复合土工膜-下游多头小直径水泥土搅拌桩组合截渗”的“抛石-充砂模袋-散砂体复合围堰”，在本工程中的应用是非常成功的。

论文作者:,成,栋, 唐山君

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期

论文发表时间:2020/4/23

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