淤泥淺灘上“砌筑砂袋”進(jìn)行圍堰合龍的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

1、淤泥淺灘進(jìn)行圍堰合龍的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)一. 工程概況*象嶼保稅區(qū)二期護(hù)岸工程*，護(hù)岸總長(zhǎng)1025m ，采用斜坡式結(jié)構(gòu)，坡腳拋填棱體塊石，護(hù)岸基礎(chǔ)拋填中粗砂，分層堆載施工，施打塑料排水板作為軟基處理，上部漿砌塊石擋墻及干砌塊石護(hù)坡。工程場(chǎng)地地貌為海潮間帶灘涂，坡度較平緩，地勢(shì)總體由東南向西北傾斜，坡度一般小于1°，海床均為淤泥質(zhì)海灘，高潮時(shí)整個(gè)場(chǎng)地為海水淹沒(méi)，低潮時(shí)幾乎全部露出，海相沉積的淤泥層分布于整個(gè)場(chǎng)地表面，厚度變化大， 從2.023.65m。本工程于2002年5月30日開(kāi)工，2003年7月29日完成合龍，竣工日期為2003年8月26日，工程標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（圖1）和平面示意圖（圖2）附后。

2、二. 工程特點(diǎn)1.工程特性表項(xiàng)目單位數(shù)量圍海面積m2205×105歷史最高潮位m4.538歷史最低潮位m-3.302最大潮差m6.92護(hù)岸總長(zhǎng)m1025護(hù)岸頂高程m+4.4（黃海零點(diǎn)為基準(zhǔn)）。龍口寬度m40堤內(nèi)一潮吞吐量m38×105最大流量m3/s7002.龍口水流流速本工程為較大面積圍海截流施工，水力條件較為復(fù)雜。在截流的前期階段，隨著龍口的縮小和堰頂?shù)奶岣?，堤?nèi)外水位差和水流流速不斷加大，根據(jù)水力要素計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)論證，認(rèn)為在大潮退潮時(shí)的水力條件最不利，在標(biāo)高+2.5m的流速最大，可達(dá)到5m/s。3.龍口地形與地質(zhì)據(jù)*地質(zhì)工程勘察院提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告（1993），

3、龍口段地質(zhì)主要為淤泥、砂、砂質(zhì)黏土、砂、殘積土、花崗巖，經(jīng)過(guò)合龍口不斷縮小水流的沖刷，表層35m淤泥層已經(jīng)被沖刷干凈，靠近*避風(fēng)港南堤基槽處已經(jīng)形成了一道“V”型深槽，寬10m、深5m左右。三. 方案選擇1.龍口位置的選擇本工程合龍口選擇在0+000+40m，實(shí)質(zhì)上根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，選擇在此處并不是最理想的地點(diǎn)，首先此處高程是整個(gè)庫(kù)區(qū)最低點(diǎn)，海水漲退潮流速大，給合龍施工增加難度；其次，施工通道不方便，北段避風(fēng)港南堤還未竣工，不具備通車(chē)的條件，南段護(hù)岸終點(diǎn)處有一條排洪箱涵出水口，也無(wú)法與陸地連接，東側(cè)已形成圍堰已吹填淤泥，無(wú)法行車(chē)，因此整個(gè)護(hù)岸實(shí)際上為一個(gè)“孤島”；第三，此處擱置時(shí)間較長(zhǎng)，基礎(chǔ)被

4、沖刷的失去原來(lái)模樣，現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜；但避風(fēng)港南堤建設(shè)時(shí)間拖后，導(dǎo)致本工程施工只能從終點(diǎn)尾部向起點(diǎn)逆向施工，因此本工程合龍口位置的選擇是迫不得已。2.合龍方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，本工程合龍最開(kāi)始進(jìn)行了以下幾種方案的比較優(yōu)化：（1）拋石堤合龍：優(yōu)點(diǎn)是船拋塊石重量大，抗沖能力強(qiáng)，不易被水沖走，可分層作業(yè)，延長(zhǎng)合龍時(shí)間，缺點(diǎn)是合龍口水流湍急，船舶不易定位作業(yè)，只能在高平潮水位平衡的短暫時(shí)間內(nèi)就位拋石，受到船舶吃水深度的限制，無(wú)法組織大量船舶，使龍口潛堤無(wú)法抬高，且塊石間隙大，容易形成管涌，存在危險(xiǎn)；（2）拋砂堤合龍：優(yōu)點(diǎn)是一次性?huà)佁顢?shù)量大，可同時(shí)安排數(shù)條皮帶拋砂船拋砂作業(yè)，施工速度快，合龍施工所用時(shí)間短，缺點(diǎn)

5、是砂子滲透系數(shù)較大，對(duì)水流和風(fēng)浪的抵抗能力差，退潮后易隨潮水流失散開(kāi)沖跨，危險(xiǎn)性高；（3）砌筑砂袋堤合龍：優(yōu)點(diǎn)是砂袋堆疊密實(shí)，堤壩牢固，易作業(yè)，缺點(diǎn)是需使用大量勞動(dòng)力和砂袋，必須在一個(gè)潮水內(nèi)完成，緊張程度高；（4）另破明渠分流：即在護(hù)岸的另外高程較高位置（0+9850+1025）破開(kāi)一個(gè)口子作為水流進(jìn)出的通道，完成040m的合龍后，再封堵后破開(kāi)的口子，優(yōu)點(diǎn)是避開(kāi)了040m的合龍口的復(fù)雜地形，漲退潮水流速較小，減小合龍困難，缺點(diǎn)是本工程結(jié)構(gòu)為砂堤，一旦開(kāi)口，存在水流沖刷口子，兩側(cè)砂不斷流失存在跨塌的危險(xiǎn)，同時(shí)連原有的局部施工通道也截?cái)?，反而加大難度；（5）回填土合龍：即沿著護(hù)岸內(nèi)側(cè)回填一圈土層，

6、然后在合龍口段拋填土頭進(jìn)占，在小潮完成合龍，大潮不斷鞏固，優(yōu)點(diǎn)是施工速度塊，加大滲透半徑，是龍口段閉氣施工的良好辦法，安全系數(shù)高，缺點(diǎn)是本工程護(hù)岸與陸地的通道沒(méi)有形成，無(wú)法施工。 考慮到既要不至于使龍口條件惡化，又要加快封堵合龍的施工進(jìn)度，決定采取平堵為主，平立堵結(jié)合的方案進(jìn)行截流施工棱體護(hù)底、堤心砌筑砂袋、前后拋砂的“單向關(guān)門(mén)法”封堵合龍。四. 合龍施工程序1.截流的基本條件（1） 全部護(hù)岸堤身（除龍口段外）砌筑到+4.4m高程，護(hù)岸內(nèi)側(cè)拋填砂完成，堤身的沉降位移觀測(cè)數(shù)值正常；（2） 龍口段砌筑砂袋護(hù)砂坡完成；（3） 龍口段前側(cè)坡腳棱體護(hù)底完成；（4） 合龍施工的人員動(dòng)員準(zhǔn)備和材料組織及技術(shù)

7、準(zhǔn)備工作完成。2.截流基本程序避開(kāi)臺(tái)風(fēng)、大潮、多雨季節(jié)，選擇較為有利的水利條件，是本次合龍施工的基本出發(fā)點(diǎn)。龍口段砌筑砂袋護(hù)住砂坡，從泥面+4.4m進(jìn)行立堵，不進(jìn)占口門(mén)；截流施工±0m以下拋填棱體護(hù)底進(jìn)行平堵，施工船舶高潮反鏟拋填，小民船人工補(bǔ)拋；±0+1.0m砌筑砂袋，用尼龍網(wǎng)兜包裹，防止水流沖刷流失；+1.0m以上全部立堵，選擇小潮期合龍施工，龍口截流施工的分層施工程序安排見(jiàn)圖3。五. 主要施工方法（一）合龍前主要工作1、 拋填棱體護(hù)底護(hù)底長(zhǎng)度為40m，拋填50100kg塊石，隨著護(hù)底標(biāo)高的提高，過(guò)水?dāng)嗝娌粩鄿p小，水流流速逐漸增大，所以?huà)佁顣r(shí)要保證護(hù)底平衡的抬升，先把深

8、坑及拉溝填平，并及時(shí)補(bǔ)拋，防止形成新的拉溝，惡化水力條件，棱體內(nèi)側(cè)設(shè)置二片碎石倒濾層，防止砂子流失。2、 砂袋保護(hù)堤頭護(hù)底的同時(shí)對(duì)堤頭端部的保護(hù)極為重要，若不保護(hù)，端頭砂堆在水流的沖刷下，慢慢的就會(huì)流失跨塌。砂袋砌筑采用疊放，順坡而砌，底部砌成高度2m半圓弧狀，起導(dǎo)水作用。3、 網(wǎng)兜包裹砂袋鋪底鋪底是為了減緩水流流速，同時(shí)抬高合龍施工底標(biāo)高。本工程使用的尼龍網(wǎng)兜為*地區(qū)漁民捕魚(yú)使用，網(wǎng)格大小50*50mm，網(wǎng)線(xiàn)直徑為5mm，一張網(wǎng)兜大小有20*10m，需要縫接2張，施工時(shí)等待退潮露出泥面后在施工軸線(xiàn)位置平攤開(kāi)，寬度20m，開(kāi)始砌筑砂袋，漲潮時(shí)收起用尼龍繩綁緊收口，待退潮后再解開(kāi)繼續(xù)砌筑砂袋鋪底

9、、長(zhǎng)高，鋪砌時(shí)確保堰頂均衡平抬，直至達(dá)到預(yù)定要求。4、 裝砂袋存料本次合龍施工主要是砌筑砂袋，因此必須提前裝砂袋，材料使用編織袋即可，袋口扎緊，需要提前裝80009000袋存儲(chǔ)在端頭部，以便在合龍當(dāng)天不因裝砂袋占用時(shí)間，準(zhǔn)備工作流程見(jiàn)圖4。（二）合龍施工主要工作1、砌筑砂袋 等待堰內(nèi)潮水退至與鋪底砂袋標(biāo)高基本相同，水流速度較平緩時(shí)開(kāi)始在鋪底砂袋上進(jìn)行合龍施工。砂袋墻的斷面為梯形，頂寬5米，可安排人員分3個(gè)方向向南堤方向推進(jìn)，在砌筑砂袋同時(shí)邊砌邊鋪一塊土工布作為防滲保護(hù)。2、拋砂施工4個(gè)小時(shí)后，海水返潮開(kāi)始上漲，整個(gè)砂袋墻約有3m高，此時(shí)預(yù)先?？吭诒茱L(fēng)塢南堤外的第一撥拋砂船向砂袋墻后拋砂，進(jìn)行底

10、部保護(hù)。拋填完畢，?？吭?+40m棱體處的第二撥拋砂船向砂袋墻后拋，反鏟和裝載機(jī)進(jìn)行作業(yè)推平，第三、四撥拋砂船在稍晚時(shí)分上前來(lái)拋砂堆高，將預(yù)留口堵住。合龍施工圖見(jiàn)圖5。（三）合龍后鞏固工作1、閉氣（防滲）在合龍后的截流體是透水的，而且滲透量很大，截流后滲流方向隨著潮水的張落呈內(nèi)外交替，砂容易隨海水流失，給施工增加難度和危險(xiǎn)。另外與本工程相接的南堤砌筑條石底部在本工程合龍后發(fā)生大面積滲水，造成后方拋填砂沖刷流失，因此在退潮后立即在南堤砌筑條石底部?jī)?nèi)側(cè)坡腳進(jìn)行了拋填碎石、鋪設(shè)土工布用砂袋鎮(zhèn)壓的防護(hù)措施，消除了隱患。2、拋泥反壓合龍施工拋填了大量的砂堆載在龍口處，需要對(duì)護(hù)底棱體前拋填一定數(shù)量的淤泥進(jìn)

11、行反壓，防止棱體發(fā)生深層滑移，造成決口。2、 回填土本工程在合龍完成后的15天后，業(yè)主單位在護(hù)岸終點(diǎn)部分架設(shè)了一道貝雷橋，在內(nèi)側(cè)回填砂坡腳增加了回填土，進(jìn)一步提高了整個(gè)堤壩的防滲性能，鞏固了護(hù)岸的安全。（四）合龍施工人、機(jī)、料組織 在地基承載力允許的條件下和其他截流準(zhǔn)備工作已完成的條件下，截流施工速度越快越好，特別是在護(hù)底和堤頭防護(hù)完成后，提高施工強(qiáng)度將大大減少拋填材料的流失量，因此各工序都要盡可能投入相當(dāng)數(shù)量的人員和船機(jī)設(shè)備。合龍施工人員船機(jī)組織階段需要船機(jī)型號(hào)數(shù)量合龍準(zhǔn)備拋石船100立方6人工10合龍施工拋砂船500立方12人工100裝載機(jī)2立方2反鏟立方2合龍鞏固拋砂船500立方2自卸車(chē)

12、立方10裝載機(jī)2立方1（五）合龍時(shí)間選擇 臺(tái)風(fēng)大潮是合龍施工大忌，根據(jù)*情況以45月最為有利，此時(shí)潮位低、潮差小、風(fēng)浪小、氣候溫暖，但因?yàn)楣こ虒?shí)際情況的制約，合龍時(shí)間不得不定在7月底，合龍當(dāng)天最高潮位是6.12m，最低潮位是 0.82m。合龍完成后第3天，“艾利號(hào)”臺(tái)風(fēng)登陸*，雖為側(cè)面登陸，但依然帶來(lái)了大風(fēng)和暴雨，對(duì)剛完成的龍口處堤壩造成一定的沖刷，通過(guò)鋪土工布、砌筑砂袋、拋砂等搶救措施保護(hù)堤壩安全渡過(guò)臺(tái)風(fēng)期。六. 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)1.時(shí)間與水利條件海灣堵口與江河堵口不同，江河堵口選擇利用枯水期，海灣堵口主要利用平潮時(shí)間，潮汐周期性的變化是影響堵口難易的主要因素，低潮位、小潮差、避開(kāi)臺(tái)風(fēng)是基本原則，當(dāng)落潮露出龍口底檻時(shí)即開(kāi)始全力合龍，趕出水位，下次漲潮時(shí)繼續(xù)加高截流，不讓海水漫過(guò)截流堤而完成合龍任務(wù)。2.龍口尺寸龍口流速與龍口吞吐量有關(guān)，大潮時(shí)流速大，小潮時(shí)流速小，龍口尺寸大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水利條件決定，太大合龍施工難度大，過(guò)小容易造成護(hù)堤材料流失，惡化口門(mén)環(huán)境。施工前期必須注意堤內(nèi)外側(cè)的護(hù)底施工質(zhì)量，且不能過(guò)快進(jìn)占口門(mén)，造成水流集中而形成拉溝流槽等。3.截流材料 截流材料一般使用石料、二片碎石、砂料、山土、海涂淤泥等，材料選擇盡量利用當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的土石料，因地制宜，就地取材；另外還要考慮防滲、反濾、抗沖刷、抗滑動(dòng)等。4.施