水利工程論文-越浪海堤的斷面設計.doc

水利工程論文-越浪海堤的斷面設計摘要：本文介紹了越浪海堤斷面設計的基本方法，提出了解決了堤身斷面設計過程中越浪量、堤頂高程、堤身強度、排水及恢復自然型海岸等設計問題的方法。關健詞：海堤越浪量斷面設計護面強度排水自然型海岸1概述我國有總長3.2萬公里的海岸線，其中大陸海岸線1.8萬公里，島嶼海岸線1.4萬公里，隨著沿海地區(qū)社會經濟的快速發(fā)展，臺風暴潮造成的損失越來越大，已建海堤大部分已很難適應當前防潮、洪的要求。由于缺乏反映海堤自身特點和要求的國家標準，海堤工程設計、施工和管理難以做到安全適用、技術先進、經濟合理、管理規(guī)范的要求。筆者近年為配合廣東省“十項民心工程”的實施，編撰廣東省地方標準廣東省海堤工程設計導則（試行）DB44/T182-2004，期間，對現(xiàn)有海堤作了一些調研，并根據(jù)已有的設計工作經驗，針對越浪海堤的斷面設計，在此提出粗淺看法。目前，海堤的設計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準設計，則對堤頂高程和斷面尺寸的要求較高，投資大，往往不經濟合理，允許部分越浪的海堤的合理設計就成了設計者要認真考慮的問題。越浪海堤的斷面設計主要解決越浪量、堤頂高程、堤身斷面、護面強度及排水及恢復自然型海岸等方面的問題。2設計步驟2.1堤頂高程堤頂高程是確定堤身斷面規(guī)模的關鍵設計參數(shù)。堤頂高程的確定要考慮海堤沉降量，可按下式計算：（1）式中對應設計頻率水位的堤頂高程（m）；與設計頻率相應的高潮位（m）；按設計波浪計算的累積頻率為F%的波浪爬高值（m）；由于按允許部分越浪設計，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?shù)添斉R海側設有防浪墻、且防浪墻穩(wěn)定、堅固時，堤頂高程可算至防浪墻頂面。但堤身斷面頂面的高程仍應高出設計高潮（水）位0.5以上，且不得低于設計高潮（水）位0.5m。如何處理好堤頂高程與允許部分越浪的關系，設計時應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，堤頂高程應重新確定，一般是加高堤頂或通過對堤頂、背海側坡面加強防沖保護等方法來提高海堤允許越浪量。當海堤堤前波浪較大，通過前兩種方法均難以滿足要求時，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，對堤路結合海堤堤頂高程的要求予以適當放寬，但須計算越浪水量，并根據(jù)水量設置完備的排水系統(tǒng)，與城市排水系統(tǒng)接駁，以保證越浪量及時排泄。在考慮預留沉降量后，設計圖上的堤頂高程應為考慮堤身固結、堤基附加沉降量后的工后堤頂高程，故設計者應在圖紙的說明部分明示計算沉降量及施工時要求的預留沉降高程。2.2越浪量大部分的海堤的損毀均由于超標準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構設計的控制因素。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）。當海堤越浪超過一定數(shù)量時，將導致堤身破壞，目前國內外對海堤允許越浪量的確定和越浪量計算方法的研究成果均建立在模型試驗的基礎上，越浪量允許值見表1。表1幾種常見護面結構型式海堤的允許越浪量海堤型式和構造允許越浪量(m3/sm)有后坡（海堤）堤頂為混凝土或漿砌塊石護面，內坡為生長良好的草地堤頂為混凝土或漿砌塊石護面，內坡為墊層完好的干砌塊石護面0.020.05無后坡（護岸）堤頂有鋪砌0.09濱海城市堤路結合海堤堤頂為鋼筋混凝土路面，內坡為墊層完好的漿砌塊石護面0.09以上述值作為堤身越浪量的控制上限，通過越浪量計算，方法見文獻1第8章，可以令堤身的越浪量滿足設計要求。當越浪量超出允許值時，可采取改變斷面布置、調整護面結構措施削減波浪或增強護面的抗沖強度。對防護級別較高的1、2級海堤或有重要防護對象的海堤應結合模型試驗確定允許越浪量，同時驗證堤頂和內坡護面的防沖穩(wěn)定性。當?shù)添敒榛炷粱驖{砌石護面、內坡為墊層完好且有效的干砌石護面時，除按設計重現(xiàn)期波浪條件計算越浪量外，還應提高一級波浪設計重現(xiàn)期校核越浪量，在校