第4章 海塘保滩工程损坏的修护

4.1 保滩工程损坏的种类与成因

上海市“千里海塘”分处长江口及杭州湾北岸。海塘设计、达标加固的前提是堤脚前沿滩地保持稳定。但潮流、风浪、长江上游来沙、大洪水造成的河势变迁以及人类活动等众多因素又致使海塘堤前滩地发生变化，进而危及海塘安全。因此密切关注堤前滩地的冲淤变化，采取切实有效的保滩措施，是确保海塘安全的必要环节。

对于长江口大河势较稳定、涨潮优势流的淤积岸段，滩地处于淤涨状态，堤前一般不需采取保滩工程措施，且滩地芦苇又能起到很好的保滩效果。

对于需要进行堤前保滩的岸段，则应分析造成冲刷的主要原因，区分是以对潮流作用为主还是以风浪作用为主，采用不同的保滩措施。长江口内以潮流作用为主的岸段以建丁坝群保滩（包括T形勾坝、勾坝或异形勾坝等，形状如┃、┳、┏、┓、┣），局部岸段同时还受风浪作用（如横沙北沿）还需加建顺坝保滩工程；杭州湾北岸以风浪作用为主岸段则建顺坝保滩工程，局部如南汇嘴、金山岸段因潮流向及潮流速较大，潮差大，也建有丁坝群保滩。保滩工程见图4.1-1。

图4.1-1（一） 保滩工程

图4.1-1（二） 保滩工程

由于隶属关系不同、建设年代不同、设计单位不同等原因，相邻岸段的保滩工程结构可能有较大差异，而有些保滩工程是在发生问题后再进行工程建设的，运行时间不长，有些问题可能未全部暴露，存在隐患。

4.1.1 保滩工程的种类和结构型式

保滩工程种类分丁坝（含勾坝）、顺坝，包括丁顺坝坝田及护坎、抛石护滩、排体护滩及生物护滩等。

1.丁坝结构型式

一般为抛石坝芯，干砌、浆（灌）砌块石护面，部分在干（理）砌块石护面上加扭王块体（或扭工块体）护面。部分丁坝坝根滩地高程较高，采用填土（或吹泥管袋）坝芯；坝头部位根据潮流流速及风浪情况加抛扭王块体（扭工块体、四脚空心块体）；坝体两侧3～5m采用抛石护滩，坝头外侧护滩则根据水深、底流速情况，在土工布砂肋软体排或土工布混凝土铰链排、抛石基础上加抛异形块体、杩槎等。丁坝结构型式见图4.1-2。

2.顺坝结构型式

顺坝结构一般为抛石坝芯，梯形断面，背水面一般为干（理）砌块石护坡，迎水面为干砌或浆（灌）砌块石护坡，灌砌石压顶（混凝土护肩），坝外设抛石护滩约10m，坝内一般设3～5m抛石护滩，坝底为土工布砂肋软体排或土工布混凝土铰链排护底或两者结合。

图4.1-2 丁坝结构型式图

对于遭受风浪较严重地段顺坝外坡至坡脚设扭王块体或扭工块体护面，单重根据风浪要求而定（0.5～2t，也有少数3～4t的）；坝顶如灌砌块石压顶重量不够尚需加四脚空心块体或扭王块体（2～4t）。顺坝结构型式见图4.1-3。

（1）桩式顺坝。这是一种建在风浪剥滩较严重、用于保滩结合促淤的顺坝型式，保滩工程与海塘成为一个不可分割的整体。这种型式顺坝是先根据风浪模型试验成果按一定间距打入管桩，在管桩内侧抛筑一定高度的梯形断面抛石坝，坝底铺设土工布排体。在圈围时抛石坝按顺坝设计，要求进行护坡护顶，断面与前述顺坝断面相同。管桩坝典型断面见图4.1-4。

（2）护坎结构型式。护坎是一种过渡性保滩结构工程，是在某些岸段生物保滩滩面本来淤积良好，近期滩地前沿发生冲刷形成陡坎且发展又较快，为保持滩面不致再冲蚀后退而采取的工程措施，一般有两种结构型式：①把滩面陡坎削坡成1∶2～1∶3，浇筑混凝土或砌石护坡、压顶，坡底设混凝土埂护脚，外侧土工布软体排上抛石护滩（10m左右）；②直接紧临陡坎前铺设土工布软体排、抛石形成梯形断面及抛石护滩。此两种型式一般用于陡坎高0.5～1.0m，且风浪不是很大的状况，如陡坎大于1m，则应考虑建设顺坝保滩工程，需上报列专项进行设计和施工。

图4.1-3 顺坝结构型式图（单位：mm）

图4.1-4 管桩坝典型断面图（单位：mm）

（3）抛石护滩。在滩坡上直接抛石形成防冲保护层。在不易建坝或不宜建坝、又不具备铺软体排的时候，抛石护底仍是一种较为合适的方法，常辅以柴排等。

（4）排体护滩。软体排主要适用于堤前滩地低，对于低滩岸段是较为理想的保滩护底方式。软体排护底是在传统的柴排抛石基础上进化而来，它对堤前滩地的保护机理主要是利用抗冲材料——软体排直接铺敷在堤脚一定范围形成连续的覆盖式护底，从而达到保护堤前滩地免受水流和波浪的冲刷。混凝土联锁块软体排具有较好的整体性和柔性，可随滩地冲刷坑的形成而下沉。

（5）生物护滩。上海地区最常见的生物护滩品种是芦苇，一定宽度的芦苇带可以明显削减波浪，减少波浪对滩面的冲刷，促进滩地淤积。

4.1.2 保滩结构损坏的种类

如前所述，保滩工程由于其防护对象与功能的不同而有丁坝、顺坝之分；而护坡结构又分为抛石理砌、干砌、浆砌、灌砌块石；因所处位置及防护较大风浪又有在临海侧坡面（坝顶）砌石护坡上加抛异形块体（扭王块体、扭工块体、四脚空心块体）。在各种不同因素共同作用下又会产生各种不同类型的破坏。

（1）干砌块石脱落、滚动、坍塌。

（2）浆（灌）砌块石开裂、错位、空洞、沉陷坍塌、滚动。

（3）土芯坝体局部土芯逸出，形成空洞，坝体坍塌。

（4）坝脚滩面冲蚀下降，坝脚抛石、护坡滚落引起坝体崩塌。

（5）法布混凝土开裂、脱空、下沉等。

（6）异形块体蜂窝麻面、跑沙、缺损、断裂等。

（7）异形块体移动、滚动、甚至翻至坝内（顺坝）。

（8）坝顶灌砌块石压顶、压块失稳、翻落或大部、全部翻动。

（9）丁坝坝头前沿形成冲刷坑并加深，坝头坍落或断裂，进而导致大面积崩塌。

4.1.3 保滩结构损坏的原因

保滩丁坝、顺坝护坡及坝顶发生损坏往往是一种或多种因素共同作用的结果，必须通过仔细观测分析，才能找出其破坏的主要原因，这对于确定其修护措施是十分必要的。由于保滩工程所处的特定位置（高滩、中滩、低滩潮位影响区），因此其损坏可能是逐步累积加剧的，也可能是一次台风、风暴潮或一次洪水过程形成的，若及时发现其损坏、并及时采取修复措施可阻止险情进一步扩大，把损失缩至最低限度。

分析丁坝、顺坝护坡（顶）损坏的原因，主要有以下几方面：

（1）人类对自然的认识不足，发生的灾害性天气超出设计标准范围，导致出现大面积损坏情况发生；或潮流发生变化，潮流顶冲导致滩面快速冲蚀后退，丁坝坝头塌落、护坡崩塌等；长江大洪水造成长江口河势变化，进而影响沿岸滩势的冲淤变化，也会对保滩丁坝产生影响。设计对护坡结构类型选择不当，也可能造成护坡（顶）结构在风浪或潮流作用下的损坏。

（2）施工缺陷。

1）干砌块石砌筑不紧密、空隙大塞小片石，砌筑时大面朝上追求美观，互相结合不紧密，有架空现象，受风浪作用块石松动而脱落、滚动破坏，或被涌浪吸出。

2）浆砌或灌砌块石，不座浆或填浆不满，灌浆不密实，或块石表面泥泞洗刷不干净，导致砌筑时砂浆（细石混凝土）与块石黏结不牢固，遭遇风浪冲击后块石松动、开裂、脱落。

3）丁坝采用土芯坝体结构时，坝身填土不实导致坝身沉降，护坡（顶）损坏，或土芯与块石护面之间反滤层未做好（土工布搭接不足或有损坏），块石间隙过大，碎石反滤层被风浪吸出，土工布损坏，从而土芯泄漏、坝体淘空出现空洞，坝体沉陷坍塌。

4）异形块体安放时未按设计排列或间隙过大数量不足，在风浪作用下移动或翻滚。

5）施工时选择材料不符合设计要求，如块石采用风化岩石或易溶解崩裂的沙质页岩等，在风浪作用下磨蚀、溶解，造成护坡损坏。

6）抛石顺坝表面理砌结构选用块石单体重量不足，未达设计要求，遭遇较大风浪时翻滚，而内部块石更小，以致被进一步打落，导致整个坝体坍塌。

7）管桩抛石顺坝，管桩施工时间距不均匀，以致局部管桩间距过大超出设计要求，或受外力撞击（船舶）导致断桩缺口，在风浪作用下管桩以内侧顺坝护坡（顶）损坏，块体移动。

8）顺坝护底、护滩软体排铺设存在质量问题（搭接不足、排体受损、排体质量不符设计要求等），顺坝外抛石厚度或重量不足，在强风浪作用下，护滩抛石滚落，排体下滩面土体被淘刷，进而导致顺坝坝体坍落损坏。

9）顺坝施工时，对现状未仔细踏勘，对局部潮沟淤泥未处理，完工后落潮时坝内外形成水位差，潮水沿未经处理的潮沟自坝体底排以下泄出，带走软体排以下土体逐步淘空坝底土体，导致软体排断裂，坝体沉降或坍塌，护坡（顶）面层滚落。或坝体两侧余排过短，在潮流翻落坝体水流或沿堤流作用下导致排底泥面不断被淘刷，致滩坡变陡、块石滚落。

（3）由于天气原因（如雨、雾、雪天视线差或风暴）致使航运船舶冲撞坝体导致损坏或人为船舶系缆造成。