海防堤加固工程可行性研究报告.docx
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海防堤加固工程可行性研究报告
海防堤加固工程可行性研究报告
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编写单位：
****************
核定：
****
审查：
****
项目负责人：
*****
参加人员：
***********
1、综合说明
1.1序言
为保障农业、水产养殖业的发展，减少因发生风暴潮给当地的养殖业、种植业及人民生命财产所带来的自然灾害，积极提高现有的堤防标准，把潜在的自然风险降低到最小，是*******发展的重要任务之一。
*******海防堤加固工程是在已取得*******海防堤建设的成功经验，以及取得显著的经济效益和社会效益的基础上，又一新的建设项目。
*******海岸线分布*******西南部，北起接官厅挡潮闸南至辽滨排水闸全长52.11KM，80年代已完成的接官厅至二界沟20于公里的海堤防护，近期海防堤工程于2000年2月4日正式开工，完成海防堤长7.25公里，交通桥3座，工程于2001年6月29日完工，并在2003年2月20日通过了分部验收。
海防堤续建工程于2001年1月开工，完成海防堤长8.555公里，交通桥3座，现在正处于维护及整形阶段。
工程计划于2003年末完工。
此次*******海防堤加固工程可行性研究中，拟建海防堤3850米，建设2座纳潮用交通桥，工程总投资4925万元。
执行国务院和海洋部门新的文件规定，限制滩涂的开发，如果大面积的改变海域和滩涂的现状，需经省以上部门批准的规定，在不改变和破坏现有环境的基础上，此次工程本着投资少，防护标准高的原则对原有防潮堤进行加固。
准备加固的这段海堤，是原有防潮堤，该段堤是70年代建设的防潮堤。
堤顶宽2～3米，堤顶高程4.5米左右，地面高程1.5～2.0米，边坡1：
1.5。
因为没有防护措施，迎水坡已经被风浪冲成陡坎，每年大风大浪时，都要组织人力、物力进行抢险加固维护，一旦开口决堤就会造成巨大的损失。
所以，必须对这段防潮堤进行加固，使之成为标准的海防堤。
*******海防堤加固工程，位于*******滨海滩涂上，北起荣兴乡海滨村（紧邻已达标准海防堤工程），南至斗沟子村。
该项工程的改造建设，不仅为*******发展水产养殖业创造有利条件，同时也保护着荣兴乡2个村屯，0.2万多人口，0.4万亩耕地，0.7万亩水产养殖业。
为国家年创产值约1000万元。
该工程的建设对保护区的经济发展和社会稳定具有十分重要的作用。
*******人民长期生活在海边，向海要效益，积累了丰富的实践经验，从80年代以来成功地修建了·······防潮堤和·······荣兴海防堤工程总计40于公里。
因而对本次加固工程的修建在技术上是可行的。
1.2水文
本工程所在区域属北温带季风区海洋性气候，根据*******气象站多年观测资料，该地区多年平均降雨量为646.8mm，多年平均蒸发量为1653.6mm，多年平均气温为8.4℃，多年平均风速4.4m/s，多年平均相对湿度为67%；多年平均冻土深度为113cm；多年平均冻冰厚度为25～30cm。
潮汐属于非正规的混合潮型。
平均高潮位1.45m，平均低潮位-2.4m，最高高潮位3.20m，最低低潮位-2.68m。
1.3工程地质
工程场地地质条件，土壤属于盐缄土。
主要以淤泥质粉质粘土、粉质粘土和粉土类粉质粘土组成。
承载力在60～110Kpa之间。
场地土类型为中软性场地土，类别为二类。
根据建筑抗震设计规范（GBJ11-89）规定，判别粉土类粉质粘土层为不液化土。
1.4工程任务与规模
本期拟建工程：
海防堤3850米，交通桥2座。
因为是在原防潮堤的基础上进行加固，不对生态环境构成威胁或破坏。
1.5工程布置及主要建筑物
拟建的*******海防堤加固三期工程，堤线确定在1.5m～2.0m高程线上。
海防堤为梯形断面。
海堤顶宽为4.0m，堤顶高程6.14m，迎水坡1：
2，背水坡1：
2.5，海防堤总长3850m，交通桥布置在0+000和3+850处。
每座桥分两跨，每跨长10m，桥宽为5.0m，桥面高程6.0m，渠底高程-0.5m。
1.6施工
*******海防堤加固三期工程利用滩涂的土壤进行就地筑堤，采用高含水量土壤冬季筑堤施工技术。
拟建工期为12月中旬至第二年3月间。
先利用地表冻结土在堤线迎潮侧100米处修筑施工围堰，围堰顶高程为3.32m。
然后机械运土修筑海堤，海堤填筑完成后立即进行砌石护坡施工，待海防堤完成后，并将潮沟纳潮口封堵后再进行交通桥施工。
1.7投资
*******海防堤加固三期工程主要包括：
原防潮堤加固、交通桥等工程。
主要工程量、材料量及投资估算：
主要工程量：
土方21.56万立方米，砌石1.82万m3，砼0.1272万m3，土工布5.35万m2。
山皮土0.39万m3，路缘石0.035万m3。
主要材料量：
块石21100m3，碎石7500m3，沙子700m3，水泥382吨，钢筋23吨。
工程总投资1218.44万元。
该项工程竣工后，对保护区防潮能力的提高，促进水产养殖业的发展，提高本地区的经济效益等都将起到十分重要的作用。
环境评价分析，工程在正常运行情况下不会出现危害性影响。
综合分析，可以认为该工程是可行的。
2、水文
2.1.自然概况
*******海堤加固三期工程位于*******辽河三角洲冲积平原西南滨海滩涂上，地势较为平坦，东高西低，地面比降在1/1000左右，地面高程为0.0～2.50m。
2.2气象
距离该工程最近的气象台是*******气象站。
根据*******气象站多年观测资料，经统计分析，该站的降雨、蒸发、气温、地温、相对湿度、日照、风速、风向、冻土深度、冰冻厚度等的多年月平均值列入表2-1、表2-2、表2-3。
表2-1·······气象站多年月平均气象特征值表
月
份
项目
降雨量（mm）
蒸发量
（mm）
气温
（。
C）
最高气温（。
C）
10cm深地温
（。
C）
相对湿度（%）
日照
（h）
风速
（m/s）
最大风速（m/s）
最多风向
1
5.1
31.5
-10.2
-3.9
61.0
209.6
4.0
18.0
NNE
2
6.0
47.2
7.5
-1.0
58.0
209.1
4.4
16.3
SSW
3
8.6
103.3
0.3
5.9
-1.0
56.0
246.3
5.0
19.0
SSW
4
35.8
193.8
8.9
14.6
8.9
58.0
252.3
5.8
20.0
SSW
5
48.9
207.9
16.3
21.6
6.9
62.0
275.1
5.6
20.0
SSW
6
60.6
236.4
213.0
25.8
22.6
72.0
249.3
4.4
17.0
SSW
7
176.4
201.4
24.6
28.3
25.9
81.0
218.6
3.9
13.7
SSW
8
169.0
186.3
23.9
28.1
26
80.0
233.0
3.4
16.7
SSW
9
77.1
162.5
18.4
23.6
20.0
73.0
246.7
3.7
16.0
SSW
10
36.3
122.7
10.5
16.0
11.9
69.0
230.1
4.3
16.0
SSW
11
17.0
63.6
1.4
6.7
4.2
67.0
196.4
4.3
16.0
NNE
12
6.0
34.0
6.6
-1.0
64.0
197.3
3.9
16.0
NNE
多年平均值
646.8
1653.6
8.4
13.7
67.0
2762.8
4.4
20.0
SSW
表2-2 最大极端冻土深度单位：
cm
月份
10
11
12
1
2
3
4
多年平均冻深
冻深
5
29
71
112
113
136
131
113
表2-3 多年各月平均冻冰厚度单位：
cm
月份
12
1
2
3
多年平均
冻厚
14～20
30
30～45
30～40
24～30
由上述三个表中可以看出，该地区多年平均降雨为646.8mm，雨量多集中于汛期7、8两月，占多年平均雨量的53.4%，并常为暴雨形成洪涝灾害；多年平均蒸发量为1653.6mm，5、6、7三个月最大，均在200mm以上；多年平均气温为8.4℃，7、8月温度最高；多年平均初霜期为10月5日，终霜期4月19日，无霜期177天；多年平均日照为2762.8小时；多年平均风速4.4m/s，1986年4月8日曾发生过瞬时最大风速27m/s；多年平均相对湿度为67%；多年平均冻土深度为113cm；多年平均冻冰厚度为25～30cm。
2.3潮汐
2.3.1潮位资料
·······海堤加固三期工程位于双台子河入海口与大辽河入海口之间，该海域直接受渤海海潮浸没影响，因此该海防堤设计必须以渤海潮位测验资料为依据。
通过调查得知，·······地区附近国家潮观测站收集的潮位资料，只有！
！
！
！
站和四道沟站的资料可采用。
！
！
！
！
站位于大辽河感潮河段下游，径流对潮位影响较小，具有多年长期观测资料。
四道沟站是个完全受潮汐控制的观测站。
本工程潮位资料采用以！
！
！
！
站资料为主，以四道沟站资料为辅。
观测资料如表2-4
表2-4潮位观测资料
！
！
！
！
站
四道沟站
1951-1994年
年最高潮位
1960-1985年
年最高潮位
1966-1987年
日潮位
1963年7、8月
日高潮位
1963年7、8月
日高潮位
2.3.2潮位计算
！
！
！
！
站多年最高潮位资料按皮尔逊Ⅲ型频率分析，计算结果见表2-5。
表2-5！
！
！
！
站潮位频率分析计算结果
序号
年份
最高潮位
Ki2
频率
序号
年份
最高潮位
Ki2
频率
1
56
3.20
0.014
2.44
21
87
2.84
0.000
51.22
2
94
3.11
0.008
4.88
22
58
2.83
0.000
53.66
3
73
3.10
0.007
7.32
23
57
2.81
0.000
56.10
4
85
3.08
0.006
9.76
24
77
2.80
0.000
58.54
5
63
3.03
0.004
12.20
25
74
2.80
0.000
60.98
6
83
3.01
0.003
14.63
26
66
2.80
0.000
63.41
7
70
3.00
0.002
17.07
27
78
2.79
0.001
65.85
8
84
2.96
0.001
19.51
28
76
2.78
0.001
68.29
9
71
2.96
0.001
21.95
29
68
2.78
0.001
70.73
10
75
2.94
0.001
24.39
30
86
2.77
0.001
73.17
11
81
2.93
0.001
26.83
31
72
2.77
0.001
75.61
12
64
2.93
0.001
29.27
32
82
2.76
0.001
78.05
13
61
2.92
0.000
31.71
33
67
2.76
0.001
80.49
14
69
2.91
0.000
34.15
34
65
2.75
0.001
82.93
15
62
2.91
0.000
36.59
35
91
2.74
0.002
85.37
16
59
2.91
0.000
39.02
36
79
2.73
0.002
87.80
17
88
2.89
0.000
41.46
37
89
2.71
0.003
90.24
18
60
2.87
0.000
43.90
38
93
2.68
0.004
92.68
19
55
2.86
0.000
46.34
39
80
2.57
0.010
95.12
20
90
2.85
0.000
48.78
40
92
2.54
0.012
97.56
注：
表中:
ki为系数
图2-1！
！
！
！
站潮位频率曲线
由图2-1可以看出经验频率点与Cv=0.05、Cs/Cv=3时的理论频率曲线匹配良好。
查得各频率对应的设计高潮位见表2-6。
表2-6！
！
！
！
站各重现期设计高潮位
重现期（年）
30年一遇
20年一遇
10年一遇
设计潮位（m）
3.13m
3.10m
3.03m
四道沟站多年最高潮位资料按皮尔逊Ⅲ型频率分析，计算结果见表2-7。
表2-7四道沟站潮位频率分析计算结果
序号
年份
最高潮位
Ki2
频率
序号
年份
最高潮位
Ki2
频率
1
85
3.19
0.015
3.704
14
78
2.81
0.000
51.852
2
72
3.06
0.006
7.407
15
69
2.8
0.000
55.556
3
81
3.05
0.005
11.111
16
62
2.79
0.000
59.259
4
73
3.04
0.005
14.815
17
60
2.78
0.000
62.963
5
83
3.04
0.005
18.519
18
68
2.77
0.001
66.667
6
70
2.99
0.003
22.222
19
74
2.75
0.001
70.370
7
71
2.94
0.001
25.926
20
65
2.74
0.001
74.074
8
63
2.89
0.000
29.630
21
77
2.72
0.002
77.778
9
64
2.87
0.000
33.333
22
82
2.71
0.002
81.481
10
75
2.85
0.000
37.037
23
66
2.70
0.002
85.185
11
84
2.84
0.000
40.741
24
67
2.65
0.005
88.889
12
79
2.83
0.000
44.444
25
76
2.65
0.005
92.593
13
61
2.82
0.000
48.148
26
80
2.60
0.007
96.296
潮 位（m）
图2-2四道沟站潮位频率曲线
由图2-2可以看出经验频率点与Cv=0.05、Cs/Cv=3时的理论频率曲线匹配良好。
查得各频率相应的设计高潮位如表2-8。
表2-8四道沟站各重现期设计高潮位
重现期
30年一遇
20年一遇
10年一遇
设计潮位
3.11m
3.08m
3.03m
由以上两站潮位计算分析可知两站的潮位计算结果基本一致，且相关性好，1963年7、8月同步观测潮位资料进行高潮相关分析，相关系数为0.982，可见！
！
！
！
站与四道沟站所观测的高潮位是相关的、同步的。
故·······海堤加固三期工程设计潮位以！
！
！
！
站的潮位分析结果为准。
*******海防堤加固三期工程所处海域直接受渤海海潮侵没影响。
渤海潮汐属于非正规半日混合潮型，即每天出现低低潮、高高潮、高低潮和低高潮。
根据四道沟、盘山、！
！
！
！
等国家潮位观测资料经统计分析，以！
！
！
！
站为准。
其潮位特征值列于表2-9。
表2-9 ！
！
！
！
站潮位特征值表
站名
资料年限
（年）
平均高潮位（m）
平均低潮位（m）
潮差（m）
最高高潮位（m）
最低低潮位（m）
平均
最大
！
！
！
！
22
1.45
-1.24
2.69
4.17
3.20
-2.68
2.4冰情
该工程地区位于冰情较为严重的辽东湾东部，一般每年12月上旬见初冰，终冰在下年的3月下旬，1～2月冰情最为严重。
近海海域以流冰为主，分布在0.5m高程以下。
近岸的浅水海岸地带则为固定冰。
固定冰分布在浅滩上，受地形影响宽度不等。
厚度一般为20～30cm，冰线在1.5m高程上。
固定冰对工程没有影响。
如果堤线选在0.5m高程以下要考虑动冰推压力的影响。
3、工程地质
3.1地质勘察
盘锦市水利工程地质勘探处于2002年3月4日至2002年5月10日进行了该工程的可行性研究阶段的地质勘察，揭示了堤基地层结构，对地质的液化可能性、地基承载力进行评价。
完成钻孔5个，标贯29次，原状样5件，扰动样5件，水样1件。
3.2地层特征
拟建工程场地地层由第四纪全新世海相沉积物所组成。
现根据地勘资料，地层状况自上而下大致分3个工程地质层，分述如下：
⑴淤泥泥质粉质粘土
灰褐色，局部为黄色，高压缩性，含水饱和，呈流塑状态，分布于整个场地，局部夹粉土。
该层地基承载力标准值fk＝60kPa，为软弱地基土。
含水量稍大于液限，孔隙比1.197，压缩系数0.66。
层底埋深0.20～0.80m，层厚0.20～0.80m。
⑵粉质粘土
呈灰和灰黑色，属中高压缩性，含水饱和，呈流塑～软塑状态，分布于整个场地，局部夹粉土，该层地基承载力标准值fk＝100kPa，为一般天然地基土。
含水量稍大于液限，孔隙比0.933，压缩系数0.486。
层底埋深1.60～2.50m，层厚1.20～2.10m。
⑶粉土夹粉质粘土
深灰色，粉土稍密～中密，粉质粘土软塑～流塑状态，属中压缩性，分布普遍。
该层地基承载力标准值fk＝110kPa，为一般天然地基土。
含水量接近液限，孔隙比0.807，压缩系数0.331。
层底埋深1.60～2.50m，最大揭露厚度12.5m。
以上各土层详见附图;工程地质剖面图和附图典型钻孔柱状图。
3.3水文地质
场区地下水为第四纪孔隙潜水，主要是海水，大气降水入渗补给，水位受潮汐影响，并随季节变化。
水质为CL-Ka.Na型，PH=7.90，矿化度很高，属咸水。
土层渗透系数K=1.58*10-4～4.75*10-4。
3.4地质构造稳定性
（1）抗震烈度
据国家地震局1990年发行的《中国地震烈度区划图》表明：
本区地震基本烈度为Ⅶ度。
据《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）和1975年海城地震实测资料，本区可只考虑近震影响。
（2）场地内应判定液化的地层为饱和的粉土夹粉质粘土③层，其粘粒含量大于10%，根据《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）判定为不液化土。
（3）依据地区经验及《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）的规定，综合判定场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。
3.5地质评价及结论
（1）土壤力学性能评价
①层淤泥质粉质粘土：
流塑，高压缩性，高含水量,分布于表层，承载力fk=60kPa，为软弱地基土，拟建堤时应清除或采取相应措施。
②层粉质粘土：
流塑～软塑，中高压缩性，分布普遍，承载力fk=100kPa，为一般天然地基。
③层粉土夹粉质粘土：
粉土稍密～中密，粉质粘土软塑～流塑，中压缩性，分布普遍，承载力fk=110kPa，为一般天然地基。
（2）海防堤稳定性评价
海防堤是采用就地取土修筑的均质土坝。
影响其稳定因素有海浪对海防堤冲刷、堤坝的渗透变形及地震作用等，因而应进行护坡防护，并应注意堤坝的不均匀沉降影响。
（3）交通桥基础方案建议
根据该场地岩土工程条件，结合建筑物规模和类型，建议拟建交通桥采用钢筋砼浅基础，以②层（粉质粘土）或③层（粉土夹粉质粘土）为基础持力层。
（4）取土场条件评价
根据土的分析成果：
取土场3.5米深度范围内主要为粘性土、粉土：
最优含水量18.1%，最大干密度1.75g/cm3（取土深度为1.0～1.5米）其指标符合筑堤土料的指标要求。
有用层厚度按1.5米考虑，取土场开采储量满足规划总取土量的要求，且开采比较容易，可机械开采，运输距离较近。
对大冻土块、冰块、腐植土、杂草等应进行处理。
地基土物理力学指标统计详见《盘锦市*******海防堤加固三期工程地质勘察报告（可行性研究阶段）》。
（5）该场地地势较平坦，属中软场地土，为Ⅱ类建筑场地。
（6）本区基本烈度为Ⅶ度。
根据《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）综合判定为不液化场地。
（7）依据海水水质分析资料，水化学类型为CL-Ka.Na型，PH=7.90，矿化度很高，氯离子含量达22520.7毫克/升，属咸水，对砼具有弱腐蚀性。
对混凝土中的钢筋亦具弱腐蚀性。
（8）本区标准冻土深度0.80米。
4、工程任务与规模
4.1工程建设的必要性与可行性
*******海防堤加固工程是在已经取得·······三角洲农业综合开发建设和*******海防堤工程的成功经验的基础上又一新的工程项目。
完建的海防堤工程已在促进海产养殖、拉动地方经济方面发挥了重要的作用，取得了可观的经济效益和良好的社会效益。
实践已经证明，对于一个农业大县来说，为了保障经济增长，为了推动农业种植结构调整和进一步改善农业生产条件，老化改造工程建设，是一条完全可行之路，因此工程项目的实施，是完全必要的是合理可行的。
4.1.1必要性
1、建设海防堤是提高*******防潮标准的迫切需要。
我县在低潮位的情况下，原有防潮堤顶宽2米，堤顶高程4.0米，内外边坡1：
1.5。
但是，迎水坡因为没有防护，已经被风浪冲刷成陡坎，并且堤线曲折，防潮标准非常低。
不可能通过老防潮堤充分发挥作用。
防潮标准低下,一遇大潮必然造成极大的浪费和损失。
近年潮水变化大,由于滨海养殖业的发展，在给我们带来损失的同时也给了我们极好的经验和教训。
从近年潮水的趋势来分析，理论上依靠频率曲线大潮出现的机率不大，而在实际运行中，在潮水突袭时刻，人们的生产生活受到严重威胁，只有提高防潮标准这样才能提高*******防潮减灾能力。
2、建设海防堤加固工程是增强全县防潮的能力，减轻海潮威胁的迫切需要。
目前，已建成的海防堤已达40于公里，目前，*******目前已成为我省重要的水稻、芦苇、水产品生产基地和石油化工基地。
*******海防堤加固工程建成后可减少自然灾害的威胁，保护辽滨苇场及荣兴乡2个村屯、0.2万多人口、0.4万多亩耕地、0.7万亩水产养殖区。
对当地的经济发展起到积极的促进作用，拉动地区经济腾飞，提高城乡人民的物质生活水平，加快综合农业开发的步伐，保持国民经济持续、稳定、协调的发展进一步推动我县经济的发展。
因此兴建海防堤工程对发展经济保障人民生命的安全十分必要，而且越早建成就越早产生效益。
因此此次建设*******海防堤的目的，是和现有的防潮堤连成一线，成为我县又一个重点防洪骨干工程。
3、建设****
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