海岸建筑物防護(hù)

學(xué)科：工程地質(zhì)學(xué)

詞目：海岸建筑物防護(hù)

英文：protection of coastal buildings

釋文：海岸建筑物防護(hù)是指保護(hù)海岸、海港免遭沖刷或淤積和建筑物安全的措施。如防波墻、破浪堤等整流工程等。 2100433B

海堤及其防護(hù)效果

海堤一般建設(shè)在河口海岸地區(qū)， 其主要功能是防止海浪、 海潮對海岸的侵襲， 海堤是海岸堤防的簡稱， 海堤也稱為是海 塘。 海堤在海岸地面上修建， 建筑物的形狀為壟狀， 其建設(shè)位 置一般在平原岸段的高潮線附近， 海堤是一種相對傳統(tǒng)、 古老 的防護(hù)措施， 其不僅有著防止海岸遭受侵蝕后退的作用， 同時(shí) 對于防洪也有著一定的作用。 以長江口崇明島南岸海堤為例， 其修建于上世紀(jì)六十年代， 對于崇明島南海岸的防護(hù)作用十分 重大， 此外， 黃河三角洲勝利油田北側(cè)修建了孤東海堤建筑 物， 其能夠有效防止海潮對油田的侵蝕。 海堤的防護(hù)作用十分明顯， 但其本身也有著一定的缺陷， 首先， 海堤的地基一般是粉沙和軟泥， 因此地基不牢固， 很容 易出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象， 在海浪襲來很容易導(dǎo)致護(hù)坡塌陷， 從而導(dǎo)致 海灘下方受到侵蝕， 而常年的維護(hù)也需要大量的費(fèi)用； 第二， 海堤的建造也會(huì)一定程度阻斷河流泥沙， 對于海岸的外岸灘來 說不僅不會(huì)起到防侵蝕作用， 還會(huì)適得其反加重侵蝕。 由于以上缺陷， 海堤經(jīng)常一般與其他防護(hù)工程建筑物配合使用， 從而加強(qiáng)保護(hù)海岸效果。

丁壩及其防護(hù)效果

丁壩建筑物是一種十分常見且使用廣泛的保灘促淤工程，丁壩有著攔流截沙的作用， 同時(shí)能夠?qū)φ娴臎_擊能量進(jìn)行消耗， 從而降低海岸受到的侵蝕效果。 對于促淤來說， 丁壩的促淤效果與丁壩的高度、 長度、 建設(shè)方向以及丁壩之間的距離等因素息息相關(guān)， 為了保證丁壩保攤促淤的效果， 丁壩的建設(shè)長度一般為地破波帶寬度的 40% －60%， 丁壩軸線與主波向線之間的夾角也有著一定的要求。 海岸線通常長度較長， 這就對丁壩的防護(hù)效果提出了更高的要求，為了保證丁壩能夠?qū)０毒€全線進(jìn)行防護(hù)， 會(huì)成群的建設(shè)丁壩，從而形成丁壩群， 而相鄰兩個(gè)丁壩之間的距離應(yīng)當(dāng)為單個(gè)丁壩長度的1倍到3倍之間 。 丁壩群能夠攔截泥沙， 使泥沙在上游側(cè)以及灘面上沉積， 從而使海岸免受侵蝕。 例如我國長江口的長興島、 橫沙島都建設(shè)有丁壩， 且保攤促淤的效果十分明顯。

離岸堤及其防護(hù)效果

離岸堤與水邊線有著一定距離， 但與岸線平行， 離岸堤有的露出水面， 有的在水下形成潛壩， 離岸堤一般成組出現(xiàn)， 其能夠有效阻攔海浪， 使海浪繞開海岸或發(fā)生反射和折射， 從而消耗海浪能量， 實(shí)現(xiàn)對海岸的保護(hù)。 離岸堤能夠在堤壩后方形成一個(gè)波影區(qū)域， 泥沙會(huì)在此區(qū)域淤積， 這就能夠有效保護(hù)海岸免受侵蝕。 在我國杭州灣北岸、 黃河飛雁灘等地都大量使用了離岸堤來保護(hù)海岸。

填沙護(hù)灘及其防護(hù)效果填沙護(hù)灘指的是從海中或陸地上采集泥沙補(bǔ)充到海岸岸灘上的一種海岸防護(hù)形式， 這種防護(hù)形式是一種自然的防護(hù)形式， 效果良好， 且十分經(jīng)濟(jì)， 相較于其他防護(hù)形式而言， 填沙護(hù)灘不會(huì)對下游的海岸造成過于嚴(yán)重的影響， 需要注意的是，為了保證防護(hù)效果， 填沙護(hù)灘的周期應(yīng)當(dāng)與自然侵蝕造成的泥沙損耗速率相一致 。

生物護(hù)岸及其防護(hù)效果

生物護(hù)岸指的是通過在海岸潮灘或水下栽種植物來防治侵蝕的方式， 生物護(hù)岸能夠有效消耗海浪、 潮汐的能量， 從而對海岸起到了很好的防護(hù)作用， 有效避免了海岸受到侵蝕。 例如江蘇淤泥質(zhì)海岸大多種植了互花米草這種植物， 有效降低了海岸受到的侵蝕效果2100433B

海岸防護(hù)工程包括海堤及對自然岸坡的護(hù)岸、護(hù)腳、護(hù)灘工程。

海岸防護(hù)工程海堤

在河口、海岸地區(qū)，為了防止大潮的高潮和風(fēng)暴潮的泛濫及其伴隨風(fēng)浪的侵襲造成土地淹沒，在沿岸原有地面上修筑的一種專門用來擋水的建筑物稱為海堤(Sea dyke)。中國江蘇長江以南和浙江一帶也稱為海塘。海堤也是圍海工程的重要工程設(shè)施。

海堤一般不容許波浪、水流越頂，堤頂高程在波浪爬升高度以上，并留有一定的安全超高。設(shè)計(jì)水位和設(shè)計(jì)波要素的標(biāo)準(zhǔn)一般根據(jù)海堤的工程規(guī)模、重要性、實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益來確定。海堤的頂寬根據(jù)堤身結(jié)構(gòu)、交通運(yùn)輸、防汛搶險(xiǎn)及施工等需要來確定。海堤的平面布置應(yīng)使堤線平順，盡可能避開強(qiáng)風(fēng)和水流的正面襲擊。

海堤斷面型式及其尺寸的確定與當(dāng)?shù)厮?、?dòng)力因素、地基特性、材料來源和施工條件等有關(guān)，海堤可分為斜坡堤和陡墻堤兩種主要型式，以及斜坡堤和陡墻堤相結(jié)合的混成堤。

1.斜坡式海堤

最簡單的斜坡堤為梯形斷面，采用單一的斜坡。通常臨海一側(cè)的坡面，采用上下不同坡度或中部設(shè)置平臺（戧臺）的復(fù)式斷面。斜坡堤消浪性能較好，對地基沉陷變形適應(yīng)性強(qiáng)，施工簡便。但斷面、施工土方量和占地面積都較大。斜坡堤堤身一般用土料填筑。迎海一側(cè)外坡直接承受波浪、水流的作用，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性關(guān)系到堤身的安全，常采用保護(hù)堤身的防浪抗沖材料，稱為人工護(hù)面。坡度一般為1:1.5～1:5，無護(hù)面的外坡更平緩，具體坡度視土質(zhì)而定。背海一側(cè)的內(nèi)坡常采用植物護(hù)面，坡度一般為1:1.5～1:4。人工護(hù)面有塊石、混凝土塊或人工異形塊體（見防波堤）、混凝土板等結(jié)構(gòu)型式，護(hù)面下設(shè)置碎石濾層或墊層，防止堤身的沙土被吸出。護(hù)面范圍從坡腳至波浪上爬最高處。在水淺、浪小、灘地較高的地段，外坡也可以采用植物護(hù)坡。

2.陡墻式海堤

一種傳統(tǒng)型式的海堤。要求墻體在波浪作用下保持穩(wěn)定。外側(cè)采用塊石砌筑成陡墻或直墻，墻后堆填砂或沙土，陡墻也可用混凝土方塊砌筑，或用沉箱建造。陡墻后填土的內(nèi)坡一般與斜坡堤的內(nèi)坡相同。陡墻堤占地面積較小，工程量小，但地基應(yīng)力比較集中，堤身沉陷量大，因而要求有較堅(jiān)實(shí)的地基。另外，陡墻堤受到的波壓力也較大。

為防止水流、波浪淘刷斜坡堤和陡墻堤的坡腳，常采用加固措施，如在坡腳拋石、拋混凝土塊，或修筑塊石棱體等。在軟基上修建海堤，還需進(jìn)行地基處理（見圍海工程）。

海岸防護(hù)工程護(hù)岸工程

在河口、海岸地區(qū)，對原有岸坡采取砌筑加固的措施，用以防止波浪、水流的侵襲、淘刷和在土壓力、地下水滲透壓力作用下造成的岸坡崩坍。

護(hù)岸工程分為斜坡式護(hù)岸和陡墻式(包括直墻式)岸壁兩種型式。斜坡式護(hù)岸的護(hù)面結(jié)構(gòu)、護(hù)面范圍基本上與斜坡堤相似。在濱海城鎮(zhèn)或兼有系靠船只需要的岸段常建造陡墻式岸壁，采用砌筑石墻、混凝土重力墻、鋼筋混凝土扶壁式擋土墻或板樁墻等結(jié)構(gòu)。護(hù)岸工程除承受波浪、水流作用，陡墻式岸壁還要承受土壓力作用。由于護(hù)岸工程的頂標(biāo)高度與地面平齊，還將受到來自岸內(nèi)側(cè)地下水滲透壓力的作用。為了減小岸壁內(nèi)側(cè)水壓力，可在內(nèi)側(cè)采取排水措施，包括在護(hù)岸壁后填筑排水濾層、護(hù)岸壁上開排水孔。內(nèi)側(cè)回填土盡可能采用排水性能好的沙質(zhì)土。護(hù)岸坡腳的加固措施一般與海堤的護(hù)腳措施相同。

沿海城鎮(zhèn)的護(hù)岸工程結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和布置，除保證岸坡穩(wěn)定外，還應(yīng)考慮城鎮(zhèn)防汛、交通、環(huán)境綠化等要求。

海岸防護(hù)工程護(hù)灘工程

保護(hù)沿海灘涂，防止灘面泥沙被波浪、水流淘刷的工程設(shè)施。淤泥質(zhì)或沙質(zhì)海灘的泥沙被波浪掀起、懸浮并隨水流輸移，致使灘面發(fā)生剝蝕，海堤、護(hù)岸的坡腳逐漸受淘刷，甚至引起海堤或護(hù)岸坍塌。一般的保灘工程除能保護(hù)灘涂外，還間接地有護(hù)堤、護(hù)岸的功能，并有促使泥沙在灘面落淤的作用?？刹捎媒ㄖ铮ㄈ缍?、順壩、護(hù)坦、護(hù)坎等）、植物、人工沙灘等防護(hù)措施。

1.丁壩

壩體與岸線成丁字形布置，壩根與堤、岸銜接，壩身向海延伸。丁壩能將水流挑離岸邊，攔截沿岸漂沙使之落淤。同時(shí)，對斜向波浪還有一定的掩護(hù)作用。為保護(hù)大片灘地并促使其淤漲，常需建筑一至數(shù)道較長的丁壩，攔截較多的泥沙。長丁壩挑流顯著，對上下游、甚至對岸都會(huì)產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮其平面布置與長度。為保灘護(hù)岸、防止主流逼岸，常采用多道短丁壩組成的丁壩群。丁壩群也用于河口地區(qū)，能使水流歸槽，刷深航道。丁壩群伸出岸邊不遠(yuǎn)，挑流較和緩，不會(huì)劇烈改變流場，只要間距適當(dāng)，壩田內(nèi)也會(huì)有一定淤積。丁壩的間距與壩長和灘地的泥沙特性有關(guān)，一般根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或水力模型試驗(yàn)確定。丁壩平面布置有與水流正交、上挑或下挑三種方式。上挑時(shí)挑流效果最好，但壩頭附近沖刷劇烈；下挑時(shí)水流較規(guī)順，挑流效果則較差。雙向水流或波浪方向不定時(shí)，以采用正交布置為宜。丁壩根部的壩頂高程一般取平均高潮位以上，但不高于相連或附近的海堤頂或護(hù)岸坡頂，壩身頂?shù)母叱屉S著向海延伸逐步降低。壩頭附近因水流集中，常形成沖刷坑，需采取防沖加固措施，如用柴排護(hù)底、拋石或拋人工塊體、使用沉箱或沉井結(jié)構(gòu)等。

2.順壩

在離岸一定距離的水中建造的與岸大致平行的壩體。也稱順岸壩。用以消減波浪并促使泥沙在壩后岸側(cè)沉積。順壩的長度根據(jù)所需防護(hù)范圍而定，可布置成連續(xù)的或間斷的兩種。為攔斷沿岸流，也可采取丁壩和順壩相結(jié)合的布置方式。順壩壩頂較高時(shí)，能較好地消減波浪能量，岸灘防護(hù)效果顯著。但此時(shí)波浪荷載也較大，要求壩身結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。壩頂經(jīng)常淹沒于水下的稱為潛順壩，其壩頂高程略低于平均潮位。高潮位時(shí)壩頂不淹沒的稱為出水順壩，其壩頂高程高于平均高潮位。

丁壩和順壩的斷面有直立式和斜坡式兩種。斜坡式用松散塊體堆筑，直立式用板樁、木樁或沉箱構(gòu)筑。壩體可以透水或不透水。挾沙水流可以穿過的木樁編籬壩、攔柵壩和網(wǎng)壩等為輕型透水壩，水流與波浪所受的阻礙較小，同時(shí)壩體承受的荷載也較小，一般壩腳沖刷程度輕微。挾沙水流不能穿過壩體的有沉箱壩、板樁壩、砌石壩等為重型不透水壩。拋石壩和拋方塊壩雖然容許部分水流穿過壩體，但壩周圍水流特性與不透水壩相似。

3.護(hù)坦和護(hù)坎

海堤、護(hù)岸前面的局部保灘工程措施稱為護(hù)坦或坦水。堤前灘地有階梯狀地勢起伏時(shí)，為防止高灘地的前沿崩坍后退，在高、低灘間的陡坎處構(gòu)筑護(hù)坎（圖1）。

人工沙灘 　在沿海受沖刷的岸段，采用人工填沙的方法恢復(fù)原來的沙灘或拋填成新的沙灘，稱人工沙灘。一般在附近有大量廉價(jià)沙源時(shí)采用，或結(jié)合疏浚工程吹填。現(xiàn)在，人工沙灘還用于建造海濱浴場。這種方法始于美國，以后推廣到歐洲及日本。另外，在灘地上種植大米草、紅樹林或其他植物，可以消波緩流，促使泥沙落淤。大米草可在溫帶沿海種植，紅樹林則適于亞熱帶、熱帶的沿海灘涂生長。沙源豐富的海域，泥沙在水流、波浪、風(fēng)力作用下常堆積成沿岸沙丘，成為保護(hù)岸灘的天然屏障。歐洲北海沿岸的天然沙丘較多，為了保灘護(hù)岸，常在沿岸修筑攔沙柵，促使沙丘的形成和發(fā)展。