钱塘江标准海塘除险加固方案研究

钱塘江标准海塘除险加固方案研究

【摘要】钱塘江是举世闻名的强潮河口，涌潮最大高度可达3m左右，流速一般为6～8m/s，实测最大涌潮压力为70KPa，最大流速12m/s，基动力条件强劲，为保护沿线两岸标准海塘不受涌潮侵害，本文提出丁坝加固方法对海塘基础进行除险加固，避免海塘因基础受潮水冲刷掏空而破坏，形成了经济、有效的防护方案。

【关键词】海塘；除险加固；研究

1 概述

1.1 工程概况

钱塘江尖山围区西顺堤是海宁市尖山围区堤防的重要组成部分，亦是海宁、嘉兴、桐乡、余杭等地区防洪潮的重要屏障，该段堤防与相邻尖山围垦一起组成海宁市防御洪潮侵袭的封闭线，共同抵御台风暴潮，保护区域内人民生命财产安全。

工程位于尖山围区西北侧，北起小尖山南至西顺堤排涝闸，长3.27km，1999年建成，设计标准为五十年一遇，围涂工程等级为III等，堤顶高程8.80m，挡浪墙顶高程为9.60m，堤顶路面宽度7.0m，石渣路面结构，迎水面为二级斜坡式砼护面，堤脚为砼大方脚，外有抛石潜坝护堤。2011年6月实施了西顺堤防洪保堤工程，对西顺堤促淤坝补抛块石3.5万m3，使其断面达到顶宽5.5米，顶高程6.7米。

1.2 流域概况

项目所在河流钱塘江，是浙江省第一大河，发源于安徽省休宁县境内，在杭州湾湾口断面（上海市南汇县芦潮港至宁波镇海）注入东海。干流全长668km，流域面积5.56万km2。工程河段位于尖山河湾北侧，河段水位除受潮汐影响外，还受风暴潮、洪水和江道变化等因素影响，最高水位一般发生在台风暴潮期的高潮位。最低水位的变化比较复杂，主要受江道条件，特别是河床高程变化的影响。每当大洪水作用后，江道刷深，低水位下降；反之，当枯水年份时，河床淤高，低水位抬高。本工程河段不同重现期的高、低水位见下表。

工程地貌单元属钱塘江冲海积平原，其第四系松散沉积物上部主要为钱塘江新近冲淤相，中部为全新世海相沉积，下部为晚更新世海陆相沉积及中更新世陆相沉积。本区地震具有震级小、强度弱、频度低、震源浅等特点，属地震相对稳定区，其区域稳定性质较好，地震基本烈度6度。

2 工程存在问题

由于工程河段处于河湾凹岸，江流汹涌，汛期洪水顶冲强劲，滩槽冲淤多变，堤脚附近滩地刷深较大，管护单位在2005年补抛块石平均每米122.5m3，但由于西南顺堤位于上游洪水顶冲地段，所以仍是防御上游洪水的薄弱地段，在加强日常巡查的前提下，于2009年5月对西顺堤促淤坝抛石4.6万m3进行加固，2011年6月实施了西顺堤防洪保堤工程，对西顺堤促淤坝补抛块石3.5万m3，使其断面达到顶宽5.5米，顶高程6.7米。但从近几年水下地形测图分析可知，该河段北岸深槽一直是紧贴堤脚，冲刷最深点离堤脚最近的距离仅有60m，尤以2011年、2012年汛期滩地冲刷最为严重，据2012年7月该区域堤防巡视检查及水下地形监测检查结果资料，滩地冲刷最深点离岸260m，冲刷高程达到-6.0m，堤防前沿滩地冲刷现象较严重，部分堤段冲刷坑较深，危及堤防运行安全。

3 加固措施

针对目前海塘存在的问题，亟须对该段堤防进行有效除险加固工程，以阻止深槽北侵堤防塘脚，提高标准堤前滩地高程，保障堤防底脚防冲安全，提高堤防综合防洪潮能力，保护围区内防洪安全。

3.1 总体方案

丁坝是河道整治和航道整治中常见的建筑物，是一种间断性的有重点的护岸型式，具有调整水流作用，在特定的条件下为一些河堤除险加固时所采用，现钱塘江两岸有三百余座型式各异的丁坝，在堤防中发挥着工程作用，从已建的丁坝来看，两侧坝田的淤积效果还是很明显的，对海塘稳定起控制作用，因此，本工程采用新建丁坝措施来除险加固，抬高围堤外侧滩涂高程。工程选址在围区西北侧，工程范围北起小尖山南至西顺堤排涝闸，堤防轴线长3.20km，沿线共布置8座（1#～8#）丁坝，其中K0+000（1#丁坝），K2+800（8#丁坝）处坝长分别为150m、50m，其余坝长均为100m，丁坝间距400m。

3.2 具体措施

针对采用150m、100m、50m三种不等长度的丁坝加固，提出了具体坝体设计方案，具体分别如下：

长150m丁坝：丁坝顶高程2.0m，坝宽7.5m，坝头部分长30.80m，双排采用14mU型板桩密排布置，桩净间距0.05m，顶端为矩形布置，坝头共布置67根。坝身长99.20m，宽7.5m，采用40×35cm双排板桩平行布置，桩长9.0m，排中心间距6.50m，坝身上游桩密排布置，净间距0.05m，下游桩净间距3.0m，共布置桩250根。坝头和坝身板桩桩顶由帽梁连接，板桩顶部伸入帽梁30cm，帽梁高60cm。丁坝内部先抛填块石混合料，再铺设装石钢筋笼，可以作为施工临时便道。坝根处堆石整平，上铺筑钢筋砼护坦，厚40cm，平台顶与坝顶齐平，顶高程2.0m，外围防冲结构采用400×120×120cm小沉井布置，与坝身连接处采用40×35cm单板桩布置，桩长6.0m，排中心间距0.05m。

长100m丁坝：丁坝顶高程1.5m，坝宽7.5m，坝头部分长20.80m，双排采

用14mU型板桩密排布置，桩净间距0.05m，顶端为矩形布置，坝头共布置47根。坝身长59.20m，宽7.5m，采用40×35cm双排板桩平行布置，桩长9.0m，排中心间距6.50m，坝身上游桩密排布置，净间距0.05m，下游桩净间距3.0m，共布置桩149根。坝头和坝身板桩桩顶由帽梁连接，板桩顶部伸入帽梁30cm，帽梁高60cm。丁坝内部处理方案同150米丁坝。

长50m丁坝：丁坝顶高程1.5m，坝宽7.5m，坝头部分长15.80m，双排采用14mU型板桩密排布置，桩净间距不小于0.05m，顶端为矩形布置，坝头共布置37根。坝身长19.20m，宽5.0m，采用40×35cm双排板桩平行布置，桩长9.0m，排中心间距6.50m，坝身上游桩密排布置，净间距0.05m，下游桩净间距3.0m，共布置桩48根。坝头和坝身板桩桩顶由帽梁连接，板桩顶部伸入帽梁30cm，帽梁高60cm。丁坝内部处理方案同150米丁坝。

4 结语

本文以尖山西顺堤标准海塘为例，在分析钱塘江涌潮特性、泥沙冲淤积、以往经验等方面因素的基础上，结合工程所处位置的实际情况，采用丁坝的除险加固方案，经济、有效地消除了工程目前所存在的安全隐患，形成了安全可靠的安全保障体系，也可为其他海塘的除险加固方案及措施设计提供借鉴。