第四章 聲名卓著的海洋工程 護岸
1.護岸
護岸是在原有的海岸岸坡上采取人工加固的工程措施,用來防禦波浪、水流的侵襲和淘刷及地下水作用,維持岸線穩定。護岸建築形式與海堤相似,按其外坡形式可分斜坡式護岸、陡牆式護岸(包括直立式)和由兩者混合的護岸。斜坡式護岸的護麵結構及護麵範圍與斜坡堤相同,坡頂為陸地麵。地麵高程不能滿足防浪要求時,在坡頂增設防浪牆。陡牆式護麵常采用塊石砌築的重力牆、鋼筋混凝土扶壁式結構、板樁岸壁等。外側受有波浪、水流作用,內側還要承受土壓力和地下水壓力作用。牆上設排水孔。護岸的坡腳加固與海堤相同。沿海城鎮護岸以陡牆式或直牆式結構為多。護岸工程要確保岸線穩定,綜合考慮城市交通、環境綠化、防汛搶險、旅遊療養等需要,對於有船舶係泊要求的規劃專用線要從碼頭結構形式考慮。
2.保灘工程
保灘工程是保持海岸、河口地區灘塗的穩定,防止灘塗泥沙被波浪、水流淘刷的工程。海岸岸灘泥沙受風浪掀動並隨水流輸移,使灘麵發生剝蝕。保灘工程還能促使泥沙在灘塗落淤,有利於保護海堤、護岸。保灘工程包括丁壩、順壩、護坡等工程設施和種植植物及鋪拋人工沙灘措施等。
(1)丁壩。丁壩與岸線成丁字形相交,由壩根、壩頭、壩身三部分組成。壩根與海岸或灘肩連接。壩身向外延伸,將水流挑離岸邊,攔截沿岸漂沙,使之落淤。丁壩對波浪也有一定的掩護作用。丁壩平麵布置有與水流正交、上挑和下挑三種。下挑丁壩與水流流向交角小,壩頭衝刷較輕。上挑丁壩挑流作用較明顯,但壩頭衝刷也嚴重。從減少壩頭衝刷,丁壩以迎向潮流速較小的方向為宜。從加速壩田淤積的角度出發,則丁壩迎向含沙量的潮流方向為宜。具體布置應根據當地潮流和含沙量等情況決定。丁壩多布置成壩群。丁壩的間距一般為1~3倍壩長,平順岸段還可稍加大。丁壩常用的結構形式有砌石壩或堆石壩、鋼筋混凝土沉箱壩、攔柵壩、網壩等,工程中應用較多的是砌石壩。在灘麵高於汛期低水位時,為了節省石方量,丁壩壩身可用土填築,外層幹砌塊石也可降低造價。
(2)順壩。順壩是在波浪作用為主的地區,特別是主波向垂直於岸線時,丁壩保灘護岸不起作用時采用,這時離岸一定距離與岸線大致平行的順壩(亦稱離岸堤)效果較好。順壩能消減波浪並促使浪沙在壩後淤積。順壩沿岸灘有連續布置和間斷布置兩種形式。順壩較長時,內側可設格堤,間距為順壩至岸距離的2~5倍,以免沿順壩產生水流衝刷已淤積的泥沙。
不設格堤的順壩最好采用兩端封閉的形式。在斜向波作用下,產生沿岸輸沙時常采用丁壩、順壩結合T形布置,以阻攔沿岸輸沙。采用連續布置順壩,工程量大,沿順壩留有口門,形成間斷布置。為防止泥沙流入,口門寬度不宜過大。根據順壩頂高程不同,將順壩分有出水順壩和潛順壩兩種。出水順壩壩頂高程一般在平均高潮位以上。潛順壩壩頂高程略低於平均潮位。出水順壩消浪效果好,能防止波浪侵蝕堤岸,但壩身也承受較強的波浪作用,對結構穩定要求高。潛順堤在高潮時淹沒,防浪效果差。
(3)護坦與護坎。保灘工程中有時需采用一些應急的局部工程設施,直接防止灘塗繼續剝蝕和演變惡化。侵蝕性海岸常形成階梯狀灘地並分層剝蝕演變,向岸推進與接近時將危及岸坡安全。浙江慈溪海灘局部出現高灘與低灘兩級分層,且高灘不斷剝蝕,後退迅速,兩灘間高差達1~3米或更多。采用護坎防止高灘前沿坡麵淘刷,幹砌塊石,1∶3坡,厚0.5米,下鋪石磚墊層0.4米厚,坡腳在低灘延伸2米,坡頂在高灘延伸6.5米。為了防止高灘灘麵剝蝕,在護坎後方常繼續延伸采用護坦或坦水,需1.5~2倍波長範圍,視灘麵淘刷情況而定。