桩西海堤防护能力分析与加固措施

陆新华（中石化桩西采油厂基建管理中心，山东 东营 257500）

桩西海堤防护能力分析与加固措施

陆新华
（中石化桩西采油厂基建管理中心，山东 东营 257500）

摘要：本文通过对桩西海堤基本自然条件以及工程设计、施工中存在的问题研究，综合分析现阶段桩西海堤的防护能力，并提出相应的除险加固技术。

主题词：桩西海堤；海域地形特征；加固防护

1　前言

桩西海堤位于山东省东营市，渤海湾西南部的黄河三角洲滩海海域，黄河入海口西北。20世纪80年代初，为了保护桩西油田，修建了桩西海堤。桩西海堤虽然近30年的建设与不断加固，但其具体的防护能力尚需分析，而且堤前海况条件有日益恶化的趋势，为此需要对防御能力进行分析研究，为以后的维护和其它各段海堤防护加固工程的实施提供提依据和参考，同时也为防风暴潮预案的制定提供科学依据。

2　自然环境与冲淤变化对桩西海堤防护能力影响

2.1气象与水文影响。桩西海堤堤前海域的气候类型为温带海洋性季风气候。在冬季，来自于西伯利亚的冷空气对该海区的影响较大，气候干冷，多偏北大风；在夏季，该海区主要受到太平洋高压边缘影响，多偏南风。一年四季都可受到风暴潮增（减）水的威胁和危害。一般年份在1.0m~1.6m之间，极值增水平均为1.4m~2.3m之间。从20世纪60年代至今，风暴潮曾多次侵袭过该海域沿岸，引起大幅度的水位暴涨，使得海水浸溢内陆，酿成灾害。

2.2冲淤变化对海堤影响。桩西海堤堤前海域的冲淤变化与黄河改道和黄河来水来沙密切相关。近年来由于黄河水沙减少，桩西海岸开始蚀退，随着蚀退状况的日益加重，桩西海域海洋水文条件与地形也随之发生了较大的变化。对自2000年以来连续8年的水深地形测量资料进行分析，可以得出桩西海堤前海域内平行于海堤的冲刷沟逐渐形成，并有不断加深迹象。通过有关机构的实测资料、数值模型实验结果的分析，表明桩西海堤根部的侵蚀极限将达到7m~8m。

3　工程设计与施工对桩西海堤防护能力的影响

3.1海堤设计、施工存在的问题

3.1.1设计标准偏低。由于桩西海堤建设始于上世纪八十年代，大多数设计参照标准偏低，使得海堤的相关参数与现行标准有着许多差距，如：现行标准中的设计高潮位采用的是设计频率潮位，而原来是采用历史最高潮位；现行标准中的设计标准应该包括堤顶高程和结构两方面，而原来的海堤只是突出了对堤顶高程的要求，并没有考虑结构方面的要求。

3.1.2护坡抗冲能力偏低。桩西海堤迎水坡大多是采用了干砌块石护坡，但由于部分护坡选用的块石厚度不足，重量偏小，并且存在砌筑不紧密、施工质量差等问题，并不能很好地抗御风浪的袭击，除此之外，还有的护坡垫层级配差，甚至有的护坡不设垫层，根本起不到反滤层的作用，使得海水淘空了垫层、堤身，造成了垮堤或缺口等问题。还有些海堤仅仅使用草皮护坡，并没有护砌，根本就是不堪一击。在福建省，海堤未“三面包”造成的垮堤事故也是屡见不鲜。

3.1.3海堤基础存在失稳和漏水现象。桩西海堤的大部分是建在淤泥软基之上的，并且淤泥层较厚，如果基础处理不当，竣工后，沉陷量会很大，很有可能引发护坡破坏和滑坡等现象，还有一部分的软基采用的是抛石压载处理，由于闭气工程控制不严，引起堤基不同程度的漏水。

3.2针对性除险加固措施

3.2.1提高设计标准。要想对海堤进行彻底的除险加固，就需要以最新的规范为基础确定海堤的设计标准。设计标准主要包括两个方面：“三面包”护砌与海堤消浪防冲。其中消浪防冲通常采用的都是三级消浪。“三面包”护砌是防止越浪破坏十分有效的措施，它是将海堤内、外坡和堤顶都进行护砌，内坡多种草皮、干砌条和块石，外坡护坡采用消浪防冲，堤顶使用砌石或素砼。在该结构设计中，需要多注重护坡下反滤层的设计，使用土工布代替传统的砂砾料做反滤层是近年来应用较为广泛的反滤层设计。

3.2.2防渗补强。海堤堤身防渗补强主要有以下三种防渗措施：（1）堤身灌浆。高压喷射灌浆与充填灌浆是堤身灌浆常采用的两种形式。高压喷射灌浆先要使用工程钻机钻孔至设计处理的深度，然后通过安装在钻杆杆端置于孔底的特殊喷嘴，使用高压泥浆泵将高压浆液喷射到周围墙体；与此同时钻杆以一定的速度，一边旋转一边提升，致使一定范围内的土体结构被高压射流所破坏，并且土体被强制与浆液所混合，混合物凝固之后会在土体中形成具有一定形状与性能的固结体，能够起到防渗抗渗的作用。充填灌浆利用的是浆液自重，通过钻探孔向堤身隐患处注浆，充填灌浆是防止堤身局部渗漏十分有效的措施，充填灌浆的浆液较多采用粘土浆，并且可以在浆液中可掺入适量的水泥来满足不同的需要。（2）水力开槽土工膜垂直防渗。该项技术先是采用射水法造孔机机具在海堤的外港侧开出一定深度与宽度的沟槽，然后再利用垂直铺膜机在沟槽的内部铺设土工膜，最后回填沟槽，从而形成一个隔水体是土工膜的连续防渗帷幕，用来垂直防渗。施工中要注重连续造孔开槽，挡土保护、槽内挡水、接头处理、土工膜铺设和槽沟回填等方面的工艺。该技术速度快、投资少、适应性强、施工简单，推广应用前景十分广阔。（3）外坡土工膜防渗。外坡铺设土工膜防渗具有施工简便、经济、可靠等优点，是堤防防渗十分有效的一种措施，该技术是先在海堤处坡铺设一层下垫层，然后要铺上一层土工膜在该垫层地上，最后在土工膜上铺设保护层与上垫层。下垫层通常采用沙载土，并且土工膜厚度至少是0.3mm，上垫层采用厚0.15m~0.3m的碎石垫层，砌石或砼预制块通常被用于防护层上。土工膜防渗建成后要对其进行膜后排渗能力校核和稳定性验算。

3.2.3地基加固。由于桩西海堤大多数是于淤泥层软基上建立的，为了确保海堤工程安全，所以必须先解决地基加固的问题，传统的海堤地基加固方法有强夯法与振冲法，除此之外的加固方法还有排水固结法与挤密砂桩法等。（1）排水固结法。排水固结法有加压系统与排水系统两个部分，它是解决软粘土地基沉降与稳定等问题的有效措施。（2）挤密砂桩法。挤密砂桩法是先在软基中打孔成桩，用的是冲击法或振动法打孔，然后往桩中灌入大量的砂子，最后捣实，从而提高地基的承载力，进行地基加固。

结语

（1）影响桩西海堤防护能力的包括自然环境、地质条件、水文气象、冲淤造地等多方面因素，在此只是针对部分影响因素作了初步分析；（2）相关除险加固处理的措施有很多，选用前必须进行综合分析比较，选用适宜、有效的措施，特殊情况下甚至需要多种措施并用，才可以排除隐患，取得较好的效果。

参考文献

[1]赵金生，等.海岸河口动力学[M].北京：海洋出版社，1993.

中图分类号：TV66

文献标识码：A