低成本的海堤迎潮面护面结构生态化改造方法探讨
发布时间：2021-10-10 23:33
迎潮侧护面结构的改造,是海堤生态化改造设计时面临的难点之一。在考虑单块块体间的嵌卡力后构建的块体临界跳脱稳定平衡方程的基础上,分析波浪作用下护面块体的受力特点、破坏机理,提出既有海堤迎潮面常见护面结构的生态化改造应以"透、柔、卡"及"就地取材"为设计理念,重点从"放缓坡度""增加护面空隙率"方面改善生态环境,推荐低成本的"规整巨石""半灌混凝土块石""嵌卡四脚空心块"等生态化改造方法;建议护面结构生态化指标主要以"综合坡比不宜陡于1:5,场地条件受限时不陡于1:3"和"空隙率大于20%、40%的生态材料护面的表面积占比分别不低于80%、30%"进行控制;堤顶结合"超级堤"设置弧形观景消浪平台、堤脚外增建促淤丁顺潜坝,可有效增加绿植覆盖率、改善岸线平面形状、降低堤身高度、改善海岸生态环境。
【文章来源】：浙江水利科技. 2020,48(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
块体受力简图
(1）方法1（规整巨石）：拆除后换成满足更高设计标准的砌石类柔性护面结构，比如将原块石更换为单边尺寸特别是厚度更大（接近或大于1 m）、更规整、更接近立方体形状的巨石料，原块石作为巨石护面的垫层，称为“规整巨石护面”（见图2）；一般来说，爆破后能形成规整的、尺寸较大且接近立方体形状巨石的常见岩体为花岗岩或节理间距大、软化系数高且非爆破开采的凝灰岩、沉积岩，为获得此类石料，可结合地质条件合适地区的“地下蓄水洞库”“水库扩容”等工程建设，将开采的巨石用于海堤护面；无规整巨石料源时，还可考虑采用高标号混凝土将数块原护面块石胶结成类似规整巨石的空隙率可达30%～40%的“仿巨石”[14]。此类护面结构成本为异型块体护面的30%～50%。(2）方法2（半灌混凝土块石）：不拆除或坡度减缓（原护面材料不变），块石紧靠砌筑，部分块石厚度不满足设计要求时可以侧砌或竖砌，并在1/2左右块石缝隙之间灌注1/2结构厚度的高强度混凝土，形成一种“半灌混凝土块石”护面结构[15]，以“透空消能、柔度吸能、嵌卡借能”（简称“透、柔、卡”）的技术思想，通过利用10%～20%的混凝土（混凝土占护面结构体积的比例）作为块体间的“嵌卡体”，保留约1/2的缝隙作为透水孔，在保证块体护面结构具有较好的透水性、消浪性能的同时，增加块体间的嵌卡力、提高块体护面的单体稳定性和整体稳定性。该结构是一种半刚性结构，与常规混凝土灌砌块石主要有4大区别：(1)砌筑工艺不同（紧靠砌筑、不再人为留出灌混凝土的宽缝，且允许侧砌与竖砌以增加砌筑厚度）；(2)混凝土灌注量很少（1/2左右缝隙不灌，灌注厚度也只在块石设计厚度的1/2左右，比常规灌砌块石节省混凝土用量60%～80%);(3)具有10%～15%透空率（垂直于坡面的空隙而言）、30%～40%的空隙率；(4)灌缝混凝土不仅将块石胶接成一个整体，还起到嵌卡作用，混凝土采用高标号。为减少混凝土流淌对空隙率的影响，还可采用可降解生态袋装混凝土塞填缝隙，或灌注前先用小生态袋灌混凝土堵在灌注位置的两侧、确保拟保留的空隙不被流淌的混凝土覆盖[16]。该方法在平阳西湾围垦一期工程中得到了成功应用[17]，图3为半灌混凝土改造区与常规抛理块石区在经历2017年台风“泰利”时的对比（实测波高1.70 m），此后在多例围垦工程中推广应用。上述改造方法单位面积成本约120元/m2，约为异型块体护面成本的20%。
(2）方法2（半灌混凝土块石）：不拆除或坡度减缓（原护面材料不变），块石紧靠砌筑，部分块石厚度不满足设计要求时可以侧砌或竖砌，并在1/2左右块石缝隙之间灌注1/2结构厚度的高强度混凝土，形成一种“半灌混凝土块石”护面结构[15]，以“透空消能、柔度吸能、嵌卡借能”（简称“透、柔、卡”）的技术思想，通过利用10%～20%的混凝土（混凝土占护面结构体积的比例）作为块体间的“嵌卡体”，保留约1/2的缝隙作为透水孔，在保证块体护面结构具有较好的透水性、消浪性能的同时，增加块体间的嵌卡力、提高块体护面的单体稳定性和整体稳定性。该结构是一种半刚性结构，与常规混凝土灌砌块石主要有4大区别：(1)砌筑工艺不同（紧靠砌筑、不再人为留出灌混凝土的宽缝，且允许侧砌与竖砌以增加砌筑厚度）；(2)混凝土灌注量很少（1/2左右缝隙不灌，灌注厚度也只在块石设计厚度的1/2左右，比常规灌砌块石节省混凝土用量60%～80%);(3)具有10%～15%透空率（垂直于坡面的空隙而言）、30%～40%的空隙率；(4)灌缝混凝土不仅将块石胶接成一个整体，还起到嵌卡作用，混凝土采用高标号。为减少混凝土流淌对空隙率的影响，还可采用可降解生态袋装混凝土塞填缝隙，或灌注前先用小生态袋灌混凝土堵在灌注位置的两侧、确保拟保留的空隙不被流淌的混凝土覆盖[16]。该方法在平阳西湾围垦一期工程中得到了成功应用[17]，图3为半灌混凝土改造区与常规抛理块石区在经历2017年台风“泰利”时的对比（实测波高1.70 m），此后在多例围垦工程中推广应用。上述改造方法单位面积成本约120元/m2，约为异型块体护面成本的20%。(3）方法3：不拆除，在堤脚外增建一道类似于桩式防波堤的特殊构造的消浪墙，消浪墙顶与老海堤堤顶增建较宽的框架式观景平台（一般可达20～60 m），以增加景观性、亲海性，该结构与常见的框架式海塘的区别在于，最外一道由普通的“桩”改为具有消浪功能的“桩式消浪墙”；消浪墙消减波浪，可使原护面结构仍能承受消减后的波浪动力[18]，此时的老堤堤顶因波浪爬高的降低而基本不加高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土半灌块石技术在西湾围涂工程中的试验性应用[J]. 黄昌坡,廖敏智,周龙,臧振涛. 浙江水利水电学院学报. 2018(02)
[2]生态海堤理念与实践[J]. 范航清,何斌源,王欣,曾聪,葛文标. 广西科学. 2017(05)
[3]海堤工程防浪空心块绿化工程试验[J]. 蔡奉祥. 中国水运(下半月). 2017(07)
[4]长江口炮台湾湿地公园生态景观型海堤设计[J]. 严飞,董学刚. 人民长江. 2012(S1)
[5]我国海堤建设与景观生态问题[J]. 刘琦波,陈伟国,胡明华,陈国平. 人民长江. 2006(11)
[6]海平面上升、海岸带灾害与海岸防护问题[J]. 季子修,施雅风. 自然灾害学报. 1996(02)
[7]工程措施与种大米草结合的海堤防护[J]. 张宏谟. 江苏水利. 1987(04)
本文编号：3429361
【文章来源】：浙江水利科技. 2020,48(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
块体受力简图
(1）方法1（规整巨石）：拆除后换成满足更高设计标准的砌石类柔性护面结构，比如将原块石更换为单边尺寸特别是厚度更大（接近或大于1 m）、更规整、更接近立方体形状的巨石料，原块石作为巨石护面的垫层，称为“规整巨石护面”（见图2）；一般来说，爆破后能形成规整的、尺寸较大且接近立方体形状巨石的常见岩体为花岗岩或节理间距大、软化系数高且非爆破开采的凝灰岩、沉积岩，为获得此类石料，可结合地质条件合适地区的“地下蓄水洞库”“水库扩容”等工程建设，将开采的巨石用于海堤护面；无规整巨石料源时，还可考虑采用高标号混凝土将数块原护面块石胶结成类似规整巨石的空隙率可达30%～40%的“仿巨石”[14]。此类护面结构成本为异型块体护面的30%～50%。(2）方法2（半灌混凝土块石）：不拆除或坡度减缓（原护面材料不变），块石紧靠砌筑，部分块石厚度不满足设计要求时可以侧砌或竖砌，并在1/2左右块石缝隙之间灌注1/2结构厚度的高强度混凝土，形成一种“半灌混凝土块石”护面结构[15]，以“透空消能、柔度吸能、嵌卡借能”（简称“透、柔、卡”）的技术思想，通过利用10%～20%的混凝土（混凝土占护面结构体积的比例）作为块体间的“嵌卡体”，保留约1/2的缝隙作为透水孔，在保证块体护面结构具有较好的透水性、消浪性能的同时，增加块体间的嵌卡力、提高块体护面的单体稳定性和整体稳定性。该结构是一种半刚性结构，与常规混凝土灌砌块石主要有4大区别：(1)砌筑工艺不同（紧靠砌筑、不再人为留出灌混凝土的宽缝，且允许侧砌与竖砌以增加砌筑厚度）；(2)混凝土灌注量很少（1/2左右缝隙不灌，灌注厚度也只在块石设计厚度的1/2左右，比常规灌砌块石节省混凝土用量60%～80%);(3)具有10%～15%透空率（垂直于坡面的空隙而言）、30%～40%的空隙率；(4)灌缝混凝土不仅将块石胶接成一个整体，还起到嵌卡作用，混凝土采用高标号。为减少混凝土流淌对空隙率的影响，还可采用可降解生态袋装混凝土塞填缝隙，或灌注前先用小生态袋灌混凝土堵在灌注位置的两侧、确保拟保留的空隙不被流淌的混凝土覆盖[16]。该方法在平阳西湾围垦一期工程中得到了成功应用[17]，图3为半灌混凝土改造区与常规抛理块石区在经历2017年台风“泰利”时的对比（实测波高1.70 m），此后在多例围垦工程中推广应用。上述改造方法单位面积成本约120元/m2，约为异型块体护面成本的20%。
(2）方法2（半灌混凝土块石）：不拆除或坡度减缓（原护面材料不变），块石紧靠砌筑，部分块石厚度不满足设计要求时可以侧砌或竖砌，并在1/2左右块石缝隙之间灌注1/2结构厚度的高强度混凝土，形成一种“半灌混凝土块石”护面结构[15]，以“透空消能、柔度吸能、嵌卡借能”（简称“透、柔、卡”）的技术思想，通过利用10%～20%的混凝土（混凝土占护面结构体积的比例）作为块体间的“嵌卡体”，保留约1/2的缝隙作为透水孔，在保证块体护面结构具有较好的透水性、消浪性能的同时，增加块体间的嵌卡力、提高块体护面的单体稳定性和整体稳定性。该结构是一种半刚性结构，与常规混凝土灌砌块石主要有4大区别：(1)砌筑工艺不同（紧靠砌筑、不再人为留出灌混凝土的宽缝，且允许侧砌与竖砌以增加砌筑厚度）；(2)混凝土灌注量很少（1/2左右缝隙不灌，灌注厚度也只在块石设计厚度的1/2左右，比常规灌砌块石节省混凝土用量60%～80%);(3)具有10%～15%透空率（垂直于坡面的空隙而言）、30%～40%的空隙率；(4)灌缝混凝土不仅将块石胶接成一个整体，还起到嵌卡作用，混凝土采用高标号。为减少混凝土流淌对空隙率的影响，还可采用可降解生态袋装混凝土塞填缝隙，或灌注前先用小生态袋灌混凝土堵在灌注位置的两侧、确保拟保留的空隙不被流淌的混凝土覆盖[16]。该方法在平阳西湾围垦一期工程中得到了成功应用[17]，图3为半灌混凝土改造区与常规抛理块石区在经历2017年台风“泰利”时的对比（实测波高1.70 m），此后在多例围垦工程中推广应用。上述改造方法单位面积成本约120元/m2，约为异型块体护面成本的20%。(3）方法3：不拆除，在堤脚外增建一道类似于桩式防波堤的特殊构造的消浪墙，消浪墙顶与老海堤堤顶增建较宽的框架式观景平台（一般可达20～60 m），以增加景观性、亲海性，该结构与常见的框架式海塘的区别在于，最外一道由普通的“桩”改为具有消浪功能的“桩式消浪墙”；消浪墙消减波浪，可使原护面结构仍能承受消减后的波浪动力[18]，此时的老堤堤顶因波浪爬高的降低而基本不加高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土半灌块石技术在西湾围涂工程中的试验性应用[J]. 黄昌坡,廖敏智,周龙,臧振涛. 浙江水利水电学院学报. 2018(02)
[2]生态海堤理念与实践[J]. 范航清,何斌源,王欣,曾聪,葛文标. 广西科学. 2017(05)
[3]海堤工程防浪空心块绿化工程试验[J]. 蔡奉祥. 中国水运(下半月). 2017(07)
[4]长江口炮台湾湿地公园生态景观型海堤设计[J]. 严飞,董学刚. 人民长江. 2012(S1)
[5]我国海堤建设与景观生态问题[J]. 刘琦波,陈伟国,胡明华,陈国平. 人民长江. 2006(11)
[6]海平面上升、海岸带灾害与海岸防护问题[J]. 季子修,施雅风. 自然灾害学报. 1996(02)
[7]工程措施与种大米草结合的海堤防护[J]. 张宏谟. 江苏水利. 1987(04)
本文编号：3429361
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