防波堤工程设计说明书范本(doc 45页)

防波堤工程设计说明书范本(doc 45页)
烟台蓬莱港防波堤工程设计
摘要
蓬莱港区海岸线具备良好的建造深水泊位的条件，但受波浪的影响较大，在没有良好的掩护和依托条件下，规划通用泊位区和客滚泊位很难实施和进一步发展，所以港区发展的当务之急就是按照规划建设防波堤，构筑环抱式港池，为港区发展提供条件。

根据港口的使用要求、规模、船型和当地的自然经济条件，经技术经济论证，并结合当地自然资料选择双突堤口门的总布置方案，又根据水深和控制波向选择一个最不利截面进行断面设计，初步确定了斜坡式和直立式防波堤两种方案进行比选，由波浪情况、建筑材料及地基土性质，进行了胸墙，沉箱的抗倾、抗滑稳定性验算，地基整体稳定性以及地基土沉降量的计算。

关键词:防波堤，泊位，双突堤口门
目录
摘要 (1)
目录 (3)
第一章概述
1.1气象条件 (5)
1.2海港水文 (6)
1.3 地形、地貌 (10)
1.4地质 (10)
1.5地震 (12)
第二章总平面布置方案及比选
2.1 防波堤的布置原则 (13)
2.2防波堤轴线的布置原则 (13)
2.3口门的布置原则 (13)
2.4 布置方案方及案比选 (14)
2.5 港内绕射波高及掩护面积 (16)
2.6方案比选 (16)
第三章斜坡式防波堤断面设计
3.1 设计条件 (17)
3.2 断面尺度的计算 (17)
3.3 护面块体稳定重量和护面块体厚度计算 (18)
3.4 垫层块石的重度和厚度计算 (19)
3.5 堤前护底块石稳定重量和厚度计算 (20)
3.6 胸墙设计 (20)
3.7 胸墙的抗滑、抗倾稳定性计算 (27)
3.7.1断面1胸墙的抗滑、抗倾稳定性计算 (27)
3.7.2断面2胸墙的抗滑、抗倾稳定性计算 (29)
3.8 地基稳定性计算 (35)
3.9 地基沉降计算 (45)
第四章直立式防波堤断面设计
4.1 设计条件 (50)
4.2 断面尺度的计算 (50)
4.3 基床设计 (50)
4.4 堤前护底块石稳定重量和厚度计算 (50)
4.5 直立堤作用标准值和相应组合计算 (50)
4.6 抗滑、抗倾稳定性计算 (59)
4.7 地基稳定性计算 (62)
4.8 地基沉降计算 (67)
4.9 沉箱吃水、干舷高度和浮游稳定性计算 (67)
第五章防波堤工程量估算
5.1 斜坡堤工程量计算 (69)
5.2 直立堤工程量计算 (70)
第六章结构方案比选 (71)
第七章防波堤工程施工
7.1 施工说明 (73)
7.2 建筑材料要求 (73)
7.3 地基处理及基础施工 (73)
7.4 护面块体施工 (73)
7.5 防浪墙施工 (73)
参考文献 (79)
致谢 (80)
1概述
烟台港蓬莱港区起步于上世纪90年代初期，目前从港口规模和发展情况上看，已落后于港口发展要求。

蓬莱港区发展较为缓慢的一个重要原因就是港区至今未形成规划的环抱式封闭港区，造成了各期泊位建设期投资较大，而泊位建成后受波浪海流影响，泊位作业天数减少，港口经营效益收到很大影响。

目前出于振兴港口、发展经济的考虑，蓬莱市和蓬莱港有限公司开始着手恢复蓬大及蓬旅航线，考虑到客运及货运共用同一港池的不安全性及蓬莱港区规划的符合性，拟建滚装泊位选址于巨涛重工的西侧，由于滚装泊位对泊稳条件要求较高，需要有良好的掩护条件。

本工程就是在这样的背景下提出的。

图1-1
蓬莱港区地理位置图
1.1气象条件
资料来源为蓬莱气象站1999~2008年的实测资料，蓬莱气象站位于蓬莱市城南诸谷大李家村西南，观测场海拔高度60.7m。

(1)风况
风向统计资料见表。

表1-1蓬莱各向风特征值统计表（1999~2008年）
N
NN
E NE ENE E ESE SE SSE S
SS
W
SW
WS
W
W
WN
W
NW NNW C
频率
（%）
5 8
6 5 4 4 4 4 5 13 12 5
7 6 5 3 6 平均风
速
（m/s）
4.0 4.5 4.0 3.6 3.2 2.8 2.3 2.5 3.2
5.3 4.8 3.8 3.8 4.4 4.0 3.7
最大风
速
（m/s）
12.7 13 11 10.6 10 9.2 8.2 10 13 16 16 13 11 15 11 15.1
图1-1 风向玫瑰图(m/s)
(2)气温
年平均气温13.0℃；
年平均最高气温17.2℃；
年平均最低气温9.3℃；
历年极端最高气温37.7℃（出现于2005年6月24日）；
历年极端最低气温-13.5℃（出现于2006年2月4日）。

(3)降水
本区年平均降水量为586.7mm。

主要降水月为6~8月，其中6、7月的降水量约占全年降水量的45.7%。

≥10mm降水日数年平均16.5天，≥25mm降水日数年平均6.6天。

(4)雾况
本区年平均雾日数21.7天，一般6~8月份雾日较多，约占全年的47.7%。

1.2海港水文
资料来源自蓬莱港验潮站9年（1984~1992年）验潮资料和烟台港验潮站40年（1953年~1992年）潮位资料。

(1)潮汐
蓬莱港一带海域潮汐类型指标值为0.33，小于0.5，属正规半日潮。

平均涨潮历时6h05min，平均落潮历时6h20min，潮周期为12h25min。

(2)海流
根据工程设计的要求，收集了工程区5个海流测站的观测结果。

据分析，各站的潮型系数均在0.5～2.0之间，故工程区海域各测站其潮流性质基本为不规则半日潮流。

潮流的基本运动形式为往复流，流向主要为E～W向，W向为涨潮流，E向为落潮流。

潮流的旋转方向基本为左旋，即按顺时针方向旋转。

本区潮流流速不大，实测最大涨、落潮潮流流速一般为50～60cm/s。

本区余流较小，A站余流最小，流速一般为1.9～6.7cm/s，B、C站稍大，余流流速一般为10cm/s 左右，最大为11.5cm/s，最小仅为4.0cm/s。

潮流的最大可能流速为148.4cm/s，发生在C站表层，方向为偏N向（18°）。

(3)潮位特征值
最高高潮位： 3.18m
最低低潮位：-1.06m
平均高潮位： 1.54m
平均低潮位：0.50m
平均海平面：0.95m
平均潮差： 1.04m
最大潮差： 2.00m
(4)设计水位
设计高水位： 1.91m
设计低水位：0.15m
极端高水位： 2.88m
极端低水位：-1.33m
基面关系：当地理论深度基准面在76榆林基准面以下0.9m，85国家高程基准在76榆林基准面以下0.483m，基准面采用当地理论最低潮面，即1956年黄海平均海平面下0.885m。

(5)波浪
本海区属于以风浪为主、涌浪为辅的混合浪海区。

纯涌浪很少，出现频率仅为
15.4％，而风浪及风涌混合浪的频率达99.9％。

①常浪向和强浪向
对累年各向波要素进行统计可以看出，该海区常浪向为NNE向，频率为9.3％，次常浪向为NE和ENE向，频率分别为5.5％和4.0％。

强浪向为NE向，最大波高4.1m；次强浪向为NNE和N向，最大波高分别为3.9m和3.8m。

②波高的年变化
累年平均波高为0.8m，最大波高（）4.1m，各月的平均波高依季节而变化，最大值出现在1～3月和10～12月（冬半年），均为0.9～1.0m。

4～9月份（夏半年）平均波高较小，一般为0.5～0.6m左右。

累年各向平均波高随方向的不同差别较大，最大值出现在NNE方向，次之为N向和NE向，分别为1.0m和0.9m。

③各向波浪频率的分布
工程海域发生的主要波浪均来自偏北方向，这是由于本区的地理位置所决定的。

从季节变化来看，冬季出现的波浪频率较大，夏季则很小；冬半年出现的波浪远大于夏半年出现的波浪。

这主要是由寒潮大风所致。

另外本区无浪频率很大，累年平均无浪频率可达66.5％。

（6）冰况
据冰况统计资料，本港冰情较轻，固定冰出现机会较少。

每年初冰日最早出现于12月上旬，1月份前多为初生冰，至2月中旬冰层加厚，冰终日最晚在3月中旬。

多年平均冰期为62.8天，最多97天。

本港正常年份无冰冻影响，参阅有关资料，一百多年于1895、1936、1969出现过3次大冰冻，整个海面被冰覆盖，通航中断。

1.3地形、地貌
蓬莱市境内岗丘绵延起伏，属低山丘陵地貌类型。

地势南高北低，由南向北逐渐倾斜。

勘区位于蓬莱市北烟台港蓬莱新港，海底面起伏不大，航道附近水深相对较深，属稳定的港湾浅海地貌单元。

1．4 地质
(1) 区域构造特征
勘区位于蓬莱—龙口东西构造带内，该构造带中心位置位于北纬37°50′左右，主要由北秦家断裂、柳海－草泊断裂和龙口（黄县）凹陷组成，在北起蓬莱市，南至平山北坡（南北宽8km，东西长9km）的范围内，发育8条近东西向断裂，间距从200－3200m不等，它们主要发育在上第三系－第四系玄武岩分布区，走向略呈微波状弯曲。

北秦家断裂是其中最长的一条，长约10km，断面平直，断层泥发育，该断裂明显地把新生代玄武岩错断，并使蓬莱市置于一个新的地堑构造之上。

(2) 地层分布与土层工程性质
据勘探揭露，场区地层为第四系全新统新近海积泻湖相淤泥质粉质粘土；第四系全新统海积细砂、卵石；第四系上更新统冲洪积粉质粘土、碎石。

场区基底岩性沙河口区域为第四系史家沟组第2段玄武岩，泊儿沟区域为下元古界粉子山群岗嵛组云母片岩，现分述如下：
m+h）
①淤泥质粉质粘土（Q
4
分布场区大部地段，1#、4#、7#、12#、14#号孔缺失该层，为海底表部冲淤沉积物，深灰～灰黑色，含大量有机质和少量海生贝壳残骸，局部混砂粒。

染手，有腥臭味。

切面光滑，高韧性和干强度，具触变、流变性，层顶部呈流土状，局部常相变为淤泥质粘土或淤泥，呈软塑～流塑状态，具高压缩性。

该层厚度:0.50～6.40m,平均厚度4.22m;层底标高:-26.49～-8.89m,平均-16.71m。

该层物理力学性质指标统计如下：
①层淤泥质粉质粘土物理力学性质指标统计表 表1-4
②细砂（Q 4m ）
该层分布场区大部分地段，5#、8#、10#、11#、12#、14#号孔缺失，绿黄色，石英质，分选性一般，磨圆度一般，含云母及海生贝壳碎屑。

该层局部粒度变粗，常相变为中砂。

呈稍密～中密状态。

该层厚度:1.00～9.50m,平均 5.89m;层底标高:-31.69～-1.79m,平均-18.81m 。

细砂天然休止角统计如下：
②层细砂天然休止角统计表表1-5
③卵石（Q 4m ）
仅分布于3、6号孔处。

颜色较杂，饱和，成份以石英为主，分选性较差，磨圆度好，多呈亚圆形，含少量粘性土，中密。

厚度 4.40～8.40m,平均 6.40m;层底标高:-23.29～-20.19m,平均-21.74m。

al+pl）
④粉质粘土（Q
3
仅分布场区1#、2#、4#、5#孔地段，土黄色，含铁锰质氧化物及偶见钙质结核，见灰白色高岭土条带。

切面较光滑，高韧性，高干强度。

饱和，可塑偏硬塑状态，中等压缩性。

该层厚度:0.70～3.00m,平均2.13m;层底标高:-19.69～-9.49m,平均-13.72m。

该层物理力学性质指标统计如下：
表1-6 ④层粉质粘土物理力学性质指标统计表
al+pl）
④-T碎石（Q
3
本次勘察仅5号孔揭露，揭露厚度2.30m，层底埋深5.70m,土黄色，主要成分为花岗岩质、石英质碎块，由硬塑粘性土充填孔隙。

分选一般，粒径20～60mm。

磨圆较差，多呈棱角～次棱角状。

饱和，呈中密状态。

j2）
⑤中风化玄武岩（Q
s
本次勘察仅1#、2#、3#、4#、5#、6#号孔揭露到该层，分布于沙河口与龙山河口之间区域，暗紫色, 气孔构造, 隐晶质, 岩芯呈小块状。

本次钻探未穿透该层，揭露厚度3.20～4.00米，层底标高-31.59～-4.14米。

属较软岩，较破碎，岩体基本质量等级Ⅳ级。

⑤-1中风化云母片岩（Pt1fg）
本次勘察仅7#、8#、9#、4#、10#、12#、14# 号孔揭露到该层，分布龙山河口以东区域。

浅黄绿色，主要矿物成份为云母、石英、绿泥石等，具鳞片变晶结构，片状构造，片理发育。

岩块难以用手折断。

裂隙较发育，裂隙面常为铁锰质氧化物所渲染。

本次钻探未穿透该层，揭露厚度3.00～4.00米，层底标高-4.19～-22.59米。

属软岩，较破碎，岩体基本质量等级Ⅴ级。

1.5 地震
经山东省地震局确定，本区地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。

2总平面布置
选择防波堤布置形式时，需要考虑波浪、流、风、泥沙、地形地质等自然条件；船舶航行、泊稳和码头装卸等营运要求以及建设施工、投资等因素。

防波堤布置的合理与否，直接影响港口营运、固定资产投资及维护费用大小和长远发展，是某些海港总平面布置的关键性工作。

2.1防波堤的布置原则：
（1）布置防波堤轴线时，要与码头线布置相配合，码头前水域应满足允许作业波高值。

（2）防波堤所围成的水域应有足够的面积和水深，供船舶在港内航行、调头、停泊以及布置码头岸线。

（3）防波堤所包围的水域要适当留有发展余地，应尽可能顾及到港口发展的“极限”和港口极限尺度的船型。

（4）防波堤所包围的水域也不全是越大越好，水域面积形状要注意大风方向港内自生波浪对泊稳条件的影响。

（5）要充分利用有利的地形地质条件，将防波堤布置在可利用的暗礁、浅滩、沙洲及其他不大的水深中，以减少防波堤投资。

（6）从口门进港的波浪，遇堤身反射，反复干扰亦是恶化港内泊稳条件的因素。

2.2防波堤轴线的布置原则
（1）防波堤轴线布置应该是扩散式的，使进入口门的波能能很快扩散在较长的波
峰线上，波高迅速减少，这样布置轴线也有利于在口门附近布置方便航行的调头圆。

（2）防波堤轴线转弯时折角宜在120°～180°之间，折角处根据结构功能，尽量圆滑或多折线型连接。

（3）尽量缩短防波堤轴线与当地最大波向正交的长度，因为堤轴线与波向斜交时，作用于堤上的波力可减少。

（4）布置防波堤轴线要注意小范围内地质条件的变化，有时轴线稍加移动，可减少大量的地基处理费用。

2.3口门的布置原则
口门的布置可分为侧向式、正向式。

若船舶进出港方便，海岸泥沙不活跃，采用侧向式可避免强浪直射码头，为码头布置有更多灵活性创造条件。

口门的布置对港口使用及将来的发展影响较大。

因此：
（1）口门位置应尽可能位于防波堤突出海中最远、水深最大的地方，方便船舶进入。

（2）船舶进口门时通常航速为4～6kn，故从口门至码头泊位，一般宜有大于4倍船长的直线航行水域和调头圆，以便于船舶进入口门后控制航向、减低航速、与拖船配合或完成紧急转头等操作。

（3）船舶进出口门，航行安全是重要的。

口门方向力求避免大于7级横风和大于0.8kn的横流。

（4）口门轴线适应船舶航行安全是首要的，使从口门进入的波能尽可能少，以维持水域泊稳要求也是重要的。

（5）口门宽度，船舶通过口门时不宜错船或超越。

口门宽度在任何情况下不宜小于设计船长，并应很好研究预测本港极限尺度船型的船长。

（6）口门数量，与航行密度、港口性质、环境条件等因素有关，在满足泊稳要求的条件下，两个口门一般比一个好。

两个口门可以大小船分开进出等，增加运行的灵活性。

两个口门也常有利于环保，增强港内水域的自净能力，在泥沙活跃的海岸要具体分析。

在船舶周转量大的港口，要核算一下口门的通过能力。

2.4 防波堤布置方案及比选
波浪在行进过程中遇到建筑物，除发生波浪反射现象外，部分继续传播，在被掩护水域中的水面亦产生波动，这种现象称为波浪的绕射，这是波能从能量高地区域向能量低的区域进行重新分布的过程，因此绕射后同一波峰线上的波高是不等的，但波长、周期不变。

拟定两种方案
方案一：
双突堤，东段防波堤顺原有防波堤向西延伸续建新的防波堤，长约330m。

西段防波堤折成南北两段，北段走向北偏东43°，长约790m；南段走向北偏西24°，长约1020m。

防波堤总长2140m，口门有效宽度400m，具体布置见下图。

图2-1 方案一总体布置
图2-1 方案一
方案二：
双突堤，将东段防波堤顺时针转15°并外延至390m，防波堤总长2200m，口门有效宽度400m，具体布置见图2-2。

图2-2 方案二
2.5 港内绕射波高及掩护面积
根据港内船舶泊稳条件，H≤1.0m，要求形成港内掩护水域面积约4km2。

设计波要素采用设计高水位重现期标准为2年，波高累计频率为4%。

取-11m处水深数据得到NNE向K
D ≤0.296，NE向K
D
≤0.301，绕射曲线见方案图中的蓝线和绿线。

波浪绕射影响以绕射系数K
d 表示，即防波堤后某点的绕射波高H
d。

2.6 各方案比选
方案比选见表2-1：
方案
1 2
口门有效宽度（m）
400 400
防波堤轴线长度（m）
2140 2200 掩护水域面积（万m2）NNE向147.36 187.52
NE向230.42 270.76
方案分析比选：
两个方案相比，口门有效宽度一样，比较方案一和方案二，方案二的防波堤长度比方案一长了80米，但方案二的NNE向有效掩护面积和NE向有效掩护面积均比方案一多很多，两方案的防波堤布置形式基本相同，防波堤造价也一样，但是方案二防波堤布置比方案一合理，更能充分发挥防波堤的作用，同时方案二对于规划的泊位区已有很好的掩护作用，由此可见方案二性价比优于方案一。

综上所述，烟台蓬莱港防波堤总平面布置宜选用方案二。

3斜坡式防波堤结构设计
断面设计（-11.5m水深处）
3.1设计条件
设计水位、设计波浪要素和地质分别依自然条件为设计依据；结构安全等级为二级。

3.2断面尺寸的确定
（1）胸墙顶高程
根据《防波堤设计与施工规范》（JTJ298-98），对于设胸墙的斜坡堤，胸墙的顶高程宜定在设计高水位以上 1.0～1.25倍波高值处，从而，胸墙顶高程=设计高水位+
（1.0～1.25）H
13%。

胸墙顶高程=设计高水位+1.25H
13%
=1.91+1.25×4.72=7.8m。

另一方面，胸墙顶高程要满足波浪爬高的要求。

斜坡上波浪爬高示意图如图3-1所示。

图3-1
根据港口工程《海港水文规范》有关规定，按波浪爬高确定胸墙顶高程如下：
R=K
△R
1
H
R1=K
1th(0.423M)+[(R
1
)
m
-K
2
]R(M)
M=
(R
1)
m =
R(M)=1.09exp(-1.25M)
式中：R为波浪爬高(m),从静水面算起，向上为正；K
△
为与斜坡护面形式有关的糙渗系
数，扭工字块体（安放二层）K
△=0.38；R1为K△=1、H=1m时波浪爬高（m）；(R
1
)
m
为与
斜坡的m值有关的函数；R(M)为波浪爬高函数；K
1、K
2
、K
3
为系数，由规范JTJ213-98
中表8.2.3-1确定，即K
1=1.24，K
2
=1.029，K
3
=4.98。

分设计高水位和极端高水位两种
情况考虑。

①设计高水位1.91m时（H、L、D单位为m）：
H=4.72m,L=55.12m,d=设计高水位+堤前水深=1.91+11.5+0.914=14.324(m) M==1.775
(R
1)
m
=th[1+]=2.88
R(M)=1.09×=0.796
R1=1.24th(0.432×1.775)+[2.88-1.029]×0.796=2.273（m）
∴ R=K
△R
1
H
13%
=0.38×2.273×4.72=4.08
胸墙顶高程：1.91+4.08=5.99（m）取6（m）。

②极端高水位2.88m时，R=K
△R
1
H，H=4.64（m），m=2，K△取0.38.
L=54.65（m）,d=0.914+2.88+11.5=15.294(m), M==1.77
(R
1)
m
=th[1+]=2.84
R(M)=1.09×(1.77)3.32exp(-1.25×1.77)=0.794
R1=1.24×th(0.432×1.77)+[2.84-1.029] ×0.794=2.24
∴ R=K
△R
1
H=0.38×2.24×4.64=3.95(m)
胸墙顶高程： 2.88+3.95=6.83(m)
经综合分析比较后，确定该胸墙顶高程为6.5（m）。

③堤顶宽度B。

按构造要求，设计高水位时B=1.25H
13%
=1.25×4.72=5.9(m),极端
高水位时B=1.25H
13%
=1.25×4.64=5.8(m),根据工艺及使用要求，有效宽度B´=11(m)
3.3护面块体、垫层块石及护底块石设计
①护面块体稳定重量。

查规范得：
W=0.1
S b =
式中：W 为单个块体的稳定重量（t ）；b γ为块体材料的重度（kN/m 3），扭工字块体
3/23m kN b =γ；H 为设计波高，取极端高水位下的H 13%，为4.64m ；K D 为稳定系数，查规范表4.2.5得K D =24；γ为海水重度（kN/m 3），取3/25.10m kN =γ；α为斜坡与水平面的夹角（°）cot α=m =2。

则有：
t ctg S K H W b D b 62.22
125.10232472.4231.0)1(1
.03
3
33
=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯⨯⨯
=-=α
γ
实际施工时，取块石的重量为4t 。

②护面层厚度
护面层厚度按下式计算：
3
/1)1.0(
b
W c n h γ'= 式中：h 为护面层厚度（m ）；n '为护面层块体层数，取2='n ；C 为块体形状系数，查规范，块石随机安放，取C=1.2。

则有
m
W c n h b 4.2231.062.22.12)1.0(3
/13/1=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯⨯='=γ
3.4垫层设计
①垫层块石重量
垫层块石重量取护面块体重量的1/10～1/20，即101
(3⨯～=)20
10.15～0.3t 。

②垫层块石厚度
垫层块石厚度不小于下式计算的结果：
3
/1)1.0(
b
W c n h γ'= 式中：式中：h 为垫层块石厚度（m ）；n '为垫层块体层数，取2='n ；C 为块体形状系数，查规范，取C=1.0；b γ为垫层块石重度，取b γ=26.5 kN/m 3。

则有
9248
.0(5.261.00.12)1.0(3
/13/1=⎪
⎭⎫
⎝⎛⨯⨯⨯='=W W c n h b γ～1.58）m
垫层块石厚度取为1.2m 。

3.5堤前护底块石稳定重量和厚度
① 堤前最大波浪底流速
堤前最大波浪底流速按下式计算：
L
d
sh
g L
H V πππ4max ⨯=
经比较，取设计低水位0.15m 下，H 13%=4.27m ，L =50.48m ，d =12.564m 。

则有：
s m sh
L
d sh
g L
H V /989.048
.50564
.12481
.948.5027
.44max =⨯⨯⨯⨯=
⨯=
ππππππ
②护底块石稳定重量
根据堤前最大波浪底流速查表，宜选用60～100kg 的块石。

护底块石厚度为1m 。

3.6关于断面胸墙设计及稳定性验算
胸墙的作用值包括自重力、波压力、土压力等，需考虑持久组合设计高水位下、持久组合极端高水位下，以及短暂组合（施工期）设计高水位下三种起主导作用的设计状况。

(1)持久组合，设计高水位时：
作用分类及标准值计算,胸墙断面受力如图3-2所示。

单位长度的自重力标准值， 块体重度取23kN/m 。

m kN G /4.18238.011=⨯⨯=； m kN G /5.1123112
1
2=⨯⨯⨯=；
m kN G /4.64238.213=⨯⨯=；
m kN G G G G /3.94321=++=。

波浪力标准值：
根据《海港水文规范》（JTJ250-98）的有关规定，无因次参数ξ、ξb 分别按下式计算：
L
H H d d d πξ21⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫
⎝⎛=
⎪⎭
⎫
⎝⎛+=043.029.3L H b ξ 式中：d 1为胸墙前水深（m ），当静水面在胸墙底面以下时，d 1为负值，
m d 59.2)5.491.11-=-= ；d 为堤前水深，m d 324.14914.05.1191.1=++=；H 为设计波高，取设计高水位下对应的H 1%，为4.47m ；L 为对应的波长，取L=52.31m 。

代入上式，则
338.047.4324.14324.1458.231
.52/47.4221-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯ππξL
H H d d d
4226.0043.031.5247.429.3043.029.3=⎪⎭
⎫
⎝⎛+=⎪⎭⎫
⎝⎛+=L H b ξ 满足b ξξ<，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度按下式计算：
p HK p γ24.0=
式中K p 为与ξ和波坦
H
L
有关的系数，查图可取78.1=p K ，代入上式 kPa HK p p 6.1978.147.425.1024.024.0=⨯⨯⨯==γ
胸墙上的波压力分布高度按下式计算：
式中：K z 为为与ξ和波坦
H
L
有关的系数，查图可取33.0=z K ，代入上式 z K L d Hth Z d ⎪⎭
⎫
⎝⎛=+π21
m th K L d Hth Z d z 38.133.031.52324.14247.421=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=+ππ
单位胸墙上的总波浪力：
()m kN Z d p P /23.1638.16.196.06.01=⨯⨯=+=
式中系数0.6是考虑胸墙前有块体掩护，并满足两排两层时，波浪力的折减系数，下面的浮托力应同样乘以0.6的折减系数。

单位长度胸墙上浮托力标准值：
m kN p b P u /5248.112
6
.198.27.06.026.0=⨯⨯⨯==μ
， 式中μ取0.7是考虑波浪力分布图的折减系数。

内侧土压力标准值：
墙后填石3/18,45m kN =︒=γϕ，则
827.52454524522=⎪⎭
⎫ ⎝⎛
︒+︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛+︒=tg tg K p ϕ
KPa hK e p p 886.104827.5118=⨯⨯==γ
m kN h e E p b /73291.151886.1042
1
3.0213.0=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
式中0.3是按规范要求，当胸墙底面埋深不小于1.0m 时，内侧填石的被动土压力按有关公式计算时考虑的折减系数。

作用标准值产生的稳定或倾覆力矩 ① 自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩:
m m kN M G /)(49.1538.22.3267.15.114.24.18⋅=⨯+⨯+⨯=
② 水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN Z d p M p /)(2.112
38
.123.1621⋅=⨯=+⨯
= ③
浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN b P M u u /)(51.218.23
2
5248.1132⋅=⨯⨯=⨯=
④
土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩
m
m kN h E M b E /)(24.531
73.153⋅=⨯=⋅=
图3-2 设计高水位时胸墙受力情况
(2)持久组合，考虑极端高水位 单位长度的自重力标准值:
胸墙断面受力如图所示。

与持久组合，考虑设计高水位时相同，为94.3kN/m 。

波浪力标准值:
m d 62.15.488.21-=-= ；m d 294.15914.05.1188.2=++=；H 取极端高水位下对应的H 1%，为4.64m ；L 为对应的波长，取L=54.65m 。

代入上式，则
203.064.4294.15294.1562.165
.54/64.4221-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯ππξL
H H d d d
42.0043.065.5464.429.3043.029.3=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫
⎝⎛+=L H b ξ 满足b ξξ<，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度
kPa HK p p 4.274.264.425.1024.024.0=⨯⨯⨯==γ
胸墙上的波压力分布高度:
m th K L d Hth Z d z 66.138.065.54294.15264.421=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=+ππ
单位胸墙上的总波浪力:
()m kN Z d p P /3.2766.14.276.06.01=⨯⨯=+=
单位长度胸墙上浮托力标准值：
m kN p b P u /1112.162
4.278.27.06.026.0=⨯⨯⨯==μ
内侧土压力标准值:
与持久组合，考虑设计高水位时相同，为15.73kN/m 。

作用标准值产生的稳定或倾覆力矩 ① 自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩
m m kN M G /)(49.153⋅=
② 水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN Z d p M p /)(66.222
66
.13.2721⋅=⨯=+⨯
= ③
浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN b P M u u /)(1.308.23
2
1112.1632⋅=⨯⨯=⨯=
④
土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩
m m kN h
E M b E /)(24.53
⋅=⋅=
图3-3 极端高水位时胸墙受力情况
(3)短暂组合（施工期），考虑设计高水位
根据规范要求，对未成型的斜坡堤进行施工复核时，波高的重现期采用2～5 年。

单位长度的自重力标准值
与持久组合，考虑设计高水位时相同，为94.3kN/m 。

波浪力标准值
m d 59.25.491.11-=-= ；m d 583.13914.05.1191.1=++=；H 取2～5 年重现期设计高水位下对应的H 1%，为3.94m （约为50 年重现期时对应值的0.75倍）；L 为对应的波长，取L=38m 。

代入上式，则
42.094.3324.14324.1459.238
/94.3221-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯ππξL
H H d d d
483.0043.03894.329.3043.029.3=⎪⎭
⎫
⎝⎛+=⎪⎭⎫
⎝⎛+=L H b ξ 满足b ξξ<，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度：
kPa HK p p 146.1194.315.125.1024.024.0=⨯⨯⨯==γ
胸墙上的波压力分布高度：
m th K L d Hth Z d z 387.01.038324.14294.321=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=+ππ
单位胸墙上的水平波浪力标准值：
()m kN Z d p P /588.2387.0146.116.06.01=⨯⨯=+=
单位长度胸墙上浮托力标准值：
m kN p b P u /55.62
146
.118.27.06.026.0=⨯⨯⨯==μ
作用标准值产生的稳定或倾覆力矩 ① 自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩
m m kN M G /)(49.153⋅=
② 水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN Z d p M p /)(5.0.02387
.0588.221⋅=⨯=+⨯
=
③
浮托力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩
m m kN b P M u u /)(23.1255.63
2
8.232⋅=⨯⨯=⨯=
图3-4设计低水位胸墙受力情况
断面胸墙各种作用及标准值计算如表3-1
3.7 断面胸墙抗滑、抗倾稳定性验算
3.7.1 断面1胸墙抗滑、抗倾稳定性验算
（1）沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态的设计表达式如下：
b E u u G p E f P G P γγγγγ+-≤)(0
各种组合情况的计算结果如下： ①持久组合设计高水位：
m kN /1.2123.163.11=⨯⨯=左式
()m kN /71.647329.150.16.05284.111.13.940.1=⨯+⨯⨯-⨯=右式 左式<右式，该情况下满足。

②持久组合极端高水位：
m kN /76.323.272.11=⨯⨯=左式
()m kN /65.627329.150.16.01112.160.13.940.1=⨯+⨯⨯-⨯=右式 左式<右式，该情况下满足。

③短暂组合设计高水位：
m kN /1056.3588.22.11=⨯⨯=左式
()m kN /65.526.055.60.13.940.1=⨯⨯-⨯=右式 左式<右式，该情况下满足。

综上，断面胸墙抗滑稳定性满足要求。

（2）断面胸墙抗倾稳定性验算
沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式如下：
()E E G G d
u u p p M M M M γγγγγγ+≤
+1
)(0
各种组合情况的计算结果如下： ①持久组合设计高水位：
m m kN /)(221.38)51.211.13.12.11(0.1⋅=⨯+⨯⨯=左式 m m kN /)(984.12625.1/)24.549.153(⋅=+=右式 左式<右式，该情况下满足。

②持久组合极端高水位：
m m kN /)(29.57)1.300.166.222.1(0.1⋅=⨯+⨯⨯=左式 m m kN /)(984.12625.1/)24.549.153(⋅=+=右式
左式<右式，该情况下满足。

③短暂组合设计高水位：
m m kN /)(83.12)23.125.02.1(0.1⋅=+⨯⨯=左式 m m kN /)(8.12225.1/)049.153(⋅=+=右式 左式<右式，该情况下满足。

综上，水深11m 处断面胸墙抗倾稳定性满足要求。

3.7.2断面2胸墙设计及稳定性验算 作用分类及标准值计算 (1)持久组合，考虑设计高水位
胸墙的作用值与考虑的荷载组合同上，胸墙断面图和上一个断面一样。

单位长度的自重力标准值
m kN G /3.94=。

波浪力标准值
胸墙前深m d 59.2)91.15.4(1-=--= ；堤前水深m d 824.97914.091.1=++=；H 取设计高水位下对应的H 1%，为3.15m ；L 为对应的波长，取L=30.574m 。

代入上式，则
55.015.3824.9824.959.2574
.30/15.3221-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯ππξL
H H d d d
48.0043.0574.3015.329.3043.029.3=⎪⎭
⎫
⎝⎛+=⎪⎭⎫
⎝⎛+=L H b ξ 满足b ξξ<，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度
kPa HK p p 1.315.340.025.1024.024.0=⨯⨯⨯==γ
胸墙上的波压力分布高度
m th K L d Hth Z d z 304.01.0574.30824.9215.321=⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=+ππ
单位胸墙上的总波浪力
()m kN Z d p P /565.0304.01.36.06.01=⨯⨯=+=
单位长度胸墙上浮托力标准值
m kN p b P u /8228.12
8
.21.37.06.026.0=⨯⨯⨯==μ
内侧土压力标准值
墙后填石3/18,45m kN =︒=γϕ，则
827.52454524522=⎪⎭⎫ ⎝
⎛
︒+︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛+︒=tg tg K p ϕ
KPa hK e p p 89.104827.5118=⨯⨯==γ
m kN h e E p b /73.15189.1042
1
3.0213.0=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
作用标准值产生的稳定或倾覆力矩 ① 自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩：
m m kN M G /)(49.153⋅=
② 水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩：
m m kN Z d p M p /)(08588.02304
.0565.021⋅=⨯=+⨯
=
③
浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩：
m m kN b P M u u /)(4.38.23
2
8228.132⋅=⨯⨯=⨯=
④
土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩：
m m kN h E M b E /)(24.53
1
73.153⋅=⨯=⋅=
(2)持久组合，考虑极端高水位 胸墙的作用值与考虑的荷载组合同上。