浦東灘涂促淤圈圍工程研究

摘 要:本文以浦東新區(qū)幾個邊灘促淤圈圍工程為實例，參考上海地區(qū)其它灘涂促淤圈圍工程，闡述了灘涂促淤圈圍工程實施的可行性、重要性，對于浦東灘涂促淤圈圍工程施工技術進行了有益的研究，并對即將實施的浦東新區(qū)東灘促淤圈圍工程進行了可行性分析。

關鍵詞:浦東 灘涂 促淤圈圍 工程研究

中圖分類號:TU7\t\t\t文獻標識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0044-02

浦東新區(qū)原南匯邊灘是長江口與杭州灣兩股水流漲潮分流和落潮合流的緩流區(qū)域，漲潮水流攜帶大量泥沙上灘，在緩流區(qū)逐漸淤積沉淀，造成了浦東新區(qū)原南匯邊灘灘涂的淤漲發(fā)育。據(jù)2007年8月上海市城市規(guī)劃設計研究院資料表明:原南匯地區(qū)-5m以上灘涂面積為405km2，其中位于南匯范圍內(nèi)的前-2m線以內(nèi)灘涂資源面積約138km2，-2m線至-5m線的灘涂資源面積約2205km2。南匯東灘歷來是上海陸緣岸灘淤漲速度最快的灘地。從20世紀90年代中期開始，興建了南匯東灘促淤圈圍工程及人工半島促淤圈圍工程，為南匯地區(qū)提供了大量的后備土地資源，為上海城市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的空間。即將實施的浦東新區(qū)東灘促淤圈圍工程更將優(yōu)化東灘現(xiàn)有海岸線，并為浦東新區(qū)提供廣闊的土地后備資源。

1 灘涂促淤圈圍造地的可行性、重要性

南匯東灘是長江口不斷淤漲的岸段，是長江口高含沙量區(qū)域之一，其獨特的區(qū)位優(yōu)勢和土地開發(fā)利用價值，一直是上海市灘涂資源開發(fā)利用的重點區(qū)域。上海市近年來隨著經(jīng)濟和社會的飛速發(fā)展，土地資源日益緊缺，圍墾造地是目前和今后上海解決人地矛盾的根本出路。自建國以來上海市經(jīng)過多次較大規(guī)模的圈圍造地，高灘資源基本用盡，但中低灘涂資源仍然相當豐富。上海灘涂是我們未來擴展的空間，是上海求生存、圖發(fā)展、進行城市改造和城市開發(fā)的后備基地。在市委、市政府的大力支持下，上海灘涂促淤圈圍造地事業(yè)蓬勃發(fā)展。

為推進本市灘涂造地特別是農(nóng)用地后備資源的開發(fā)，促進本市土地資源的總量平衡和可持續(xù)開發(fā)利用，滿足上海經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展需要，上海市發(fā)改委下發(fā)滬發(fā)改城【2009】120號文件原則同意上海市灘涂造地有限公司實施浦東東灘促淤圈圍工程。本工程位于浦東國際機場外側促淤區(qū)以南的沒冒沙水域，以及大治河延伸段以南的-2m～3m高程以上的南匯東灘灘地。工程按照先促淤后圈圍分期實施。促淤圈圍面積約為21.9萬畝，其中大治河延伸段以北、機場外側促淤區(qū)以東區(qū)域約為9萬畝;大治河延伸段以南、臨港新城大堤與原南匯東灘四期大堤交匯點以北區(qū)域約12.9萬畝。工程內(nèi)容包括大治河南北兩區(qū)促淤壩工程、主順堤、南北側堤、大治河南北導堤等大堤工程，以及南北兩區(qū)吹填工程。

2 中低灘涂上圈圍造地先促淤后圈圍的優(yōu)勢

上海市高灘位(標高大于等于3.5m以上)的灘地經(jīng)多年圈圍已經(jīng)不多了，長江三峽大壩建成后，長江上游來水挾帶泥沙量有所減少，下游區(qū)域灘涂自然淤漲速度有所減慢。但是現(xiàn)場實測資料表明，工程區(qū)域仍為高含沙量水體，為南匯邊灘(尤其是南匯東灘)不斷淤漲提供了物質(zhì)基礎，促淤工程建成后預期能取得良好的淤積效果，可大幅度減少圈圍吹填成本。所以促淤工程的實施不僅非常必要，而且極為緊迫。如果直接進行低灘位圍墾，在低灘位興建大堤施工難度相當高、工程投資相當大，而且施工風險相對較高。如何減少風險、節(jié)約投資、提高收益(想辦法多攔截一點長江水挾帶的泥沙，使泥沙沉積速度快一點)值得我們探討和研究。

在中低灘涂上先建促淤圍堤，讓漲潮挾帶的泥沙在圍堤內(nèi)的緩流區(qū)域逐漸沉積，日積月累抬高灘地高程，可以加快圈圍區(qū)內(nèi)的淤積速度，明顯減少圈圍區(qū)內(nèi)的吹填砂方量。從以前南匯地區(qū)已建三項工程分析，促淤土方量的價值相當可觀。圈圍區(qū)內(nèi)吹填雖然不是圈圍造地工程的主體，但占了整個工程投資的相當比重。

從已建工程情況分析，堤內(nèi)吹填費約占總投資的25.16%～35.54%，以小勒港至半途港促淤圍堤工程為例，自然淤積土方約50萬方，以當時每方13元吹填平均價格計算，總價約650萬元，為本工程總投資4300萬元的15.12%;南匯土地儲備中心促淤圍堤工程自然淤積土方約76萬方，約占總投資的15%;人工半島促淤圍堤工程自然淤積土方約1000萬方，約占總投資的10%。從此不難看出促淤圍堤的明顯作用，它不僅可以減少低灘圈圍造地工程的投資，而且抬高灘地高程以后、為大堤順利合攏創(chuàng)造了有利的條件，也減少了施工風險。

3 中低灘涂上圈圍造地上應用裸吹的優(yōu)勢及成功案例

興建促淤圍堤自然促淤的效果比較明顯，經(jīng)濟價值也比較高，但是自然促淤畢竟是一個長期而緩慢的過程，不能單純依靠這個方法來實施灘涂造地。當前上海土地資源相當緊張，為加快灘涂促淤圈圍造地的速度，在興建促淤圍堤自然促淤有所成效后，我們必須依靠大規(guī)模人工吹填的方法來加快土地成陸。以前上海地區(qū)傳統(tǒng)的圍墾造地方式為:促淤→筑堤→吹填。在南匯南灘新開港至小勒港圈圍工程中首次采用了改革后的工藝，稱為“裸吹”。“裸吹”就是在筑堤前先進行吹填，抬高灘地高程，其工藝為促淤→吹填→筑堤?！奥愦怠痹斓乜梢圆捎猛谀啻瑢⑼夂踊蛲夂Ｄ嗌惩ㄟ^絞吸式挖泥船上的大型泥漿泵取沙后管道運輸至預定的圍區(qū)內(nèi)，然后邊吹填邊筑堤或先大面積吹填后再筑堤?！奥愦怠惫に嚲哂蟹e極的重要的現(xiàn)實意義，其優(yōu)點是:(1)縮小圍區(qū)庫容量，減少進出潮水量，提高龍口合攏成功率;(2)先吹填進優(yōu)質(zhì)泥沙，解決筑堤沙源，可用沙性土置換淤泥層，有利于圍堤基礎處理;(3)可簡化大堤結構，減少工程量、降低圍墾工程風險、減少成本、節(jié)約投資;(4)明顯縮短工期，滿足上級部門及建設單位急需用地的要求。

“裸吹”造地在國外已有成功經(jīng)驗。2001年8月29日至9月4日，上海人工半島建設發(fā)展有限公司工程部兩位同志赴新加坡及香港地區(qū)考察了“裸吹”造地施工現(xiàn)場，并與荷蘭、新加坡及香港地區(qū)的水利專家進行了技術交流。他們考察了成功采用裸吹工藝的新加坡裕廊地區(qū)和香港迪斯尼樂園吹填造地區(qū)，帶回許多有關“裸吹”造地的寶貴經(jīng)驗。通過實地考察表明:該施工工藝在技術上是可行的，在經(jīng)濟上是合理的，可以縮短施工周期，可以降低工程造價，改善圍區(qū)地質(zhì)條件，為興建大堤及人工造地解決優(yōu)質(zhì)土源，同時減少大堤龍口合攏風險。

受到新加坡裕廊地區(qū)和香港迪斯尼樂園“裸吹”造地的啟發(fā)，南匯南灘新開港至小勒港圈圍工程首次采用“裸吹”新工藝。本工程東起新開港、西至小勒港，占用蘆潮港南灘岸線長度約2km，總圈圍面積3023畝，總投資6500多萬元。本工程于2001年9月10日開工，2002年6月30日完工。本工程由上海龍港灣灘涂開發(fā)有限公司投資，中國船舶第九設計院設計，上海南匯水利市政工程有限公司施工。本工程首先施工臨時拋石壩，隨后絞吸式挖泥船于2001年10月13日開始吹填，2002年5月10日結束吹填施工，吹呢工程量為200萬方。本工程圍區(qū)內(nèi)東側略有沙，但沙質(zhì)差，灘地標高+1.8m～+2.0m左右;而西側屬于無沙區(qū)，灘地標高在+1.5m～+1.7m左右，淤泥厚度一般在0.6m～1.0m左右，最厚的地方有1.6m～1.8m。要在此淤泥層上筑堤風險大、難度高、投資大，而且質(zhì)量難以控制。根據(jù)地質(zhì)勘察資料表明:在外海吳淞標高-5m線以北、大堤軸線往外約1km處有較厚的沙層，含沙量很高，沙質(zhì)明顯好于圍區(qū)內(nèi)。為此，采用絞吸式挖泥船，使用裸吹工藝在外海取沙，管道運輸至圍區(qū)內(nèi)，同時采用優(yōu)質(zhì)的外海沙進行吹呢管袋施工技術興建大堤。

南匯南灘小勒港至半途港圈圍工程再次使用裸吹工藝。本工程東起小勒港，西至半途港，占用岸線長度約1.5km，總圈圍面積1200畝，總投資4300多萬。本工程于2002年9月10日開工，2003年7月8日完工。本工程由上海小勒港灘涂開發(fā)有限公司投資，中國船舶第九設計院設計，上海南匯水利市政工程有限公司施工。為節(jié)約投資，于2002年2月先行促淤，促淤效果良好，灘地平均淤高60cm左右。地質(zhì)資料表明:圍區(qū)內(nèi)基本無沙可用作吹泥管袋吹填料。吹填用沙基本上要靠絞吸式挖泥船在外海取沙來保證。具體采用荷蘭產(chǎn)的大型絞吸式挖泥船從堤身往外1km的外海取沙吹入庫區(qū)內(nèi)，一來抬高庫區(qū)內(nèi)灘地高程，二來為新建大堤提供優(yōu)質(zhì)沙源。吸取南匯南灘新開港至小勒港圈圍工程一艘絞吸式挖泥船被迫浪費時間多次反復移位供沙及避免大堤一邊吹泥一邊做結構工程交叉影響的矛盾，本工程采用二艘挖泥船同時供沙，減少移位次數(shù)及確保早日完成供沙，確保結構工程不受交叉影響，確保結構工程施工質(zhì)量及確保大堤吹泥有足夠的固結時間，有利于大堤日后的沉降穩(wěn)定。為減少外海沙吹進圍區(qū)后的流失量，施工單位及時加高加固促淤壩，并將內(nèi)坡塊石理砌后結合混合反濾層鋪設無紡布，進行了有效地攔沙，大大減少了流失量。

臨港新城位于上海的東南端—— 浦東新區(qū)蘆潮港，總規(guī)劃面積311.6km2，其中由圍海造地形成的陸域占45%，是一座崛起在灘涂上的新城。臨港新城主城區(qū)圍墾工程建設圍堤全長13.519km，其中主堤9.839km，南起南中港、北至石皮勒，北側堤3.68km，圈圍面積約為4.95萬畝。本工程圍堤屬于低灘圍墾，大堤堤線位置在吳淞標高零米左右。同時，堤線位置和地質(zhì)條件很差。大堤基礎下面有厚厚的淤泥和多處深坑，屬于不良軟弱地基。而且在本海域施工水深，風大、浪高、流急。如果用傳統(tǒng)的辦法先筑堤再吹填，堤內(nèi)海水會越來越多，而堤外的海水在漲潮時又會對堤壩產(chǎn)生巨大的沖擊，無法完成大堤興建。為此港城建設者們采用了“裸吹”的辦法。圍堤工程與吹填工程同期實施，同時竣工。本工程于2002年10月1日開工，于2004年11月26日完工。為保護灘涂及確保新建大堤安全，不能將近處的泥沙隨意挖掉。經(jīng)過領導與專家的反復論證，最后決定在大堤外1.5km外的海底取沙，這樣投資成本低，進度又快，而且在淺海挖一個較大的沙坑，不用多久就可以自然淤平。為確保進度，特意從荷蘭租借兩艘絞吸式挖泥船為主力，又配置了幾艘國內(nèi)挖泥船，通過輸沙管道向圍區(qū)內(nèi)吹沙，先吹填，再筑堤。待大堤建成后，地面未達到設計標高處，再進行補吹沙土。用這樣“裸吹”辦法，使近5萬畝灘地從0m提高到2m。通過“裸吹”，灘地高程明顯抬高，潮水進入量大大減少，大堤合攏的風險性也明顯降低。同時，采用大容量、快節(jié)奏、連續(xù)吹沙的方法，堅實的沙土將深潭中的淤泥反復擠壓和不斷置換，對軟土地基起到了適當?shù)奶幚碜饔?，提高了新建大堤基底的地基承載力。

4 浦東東灘灘涂促淤圈圍工程可行性研究

4.1 本區(qū)域灘地長期呈淤漲態(tài)勢，工程實施順應河勢和灘勢

南匯東灘長期演變趨勢表明，工程位置邊灘不斷往外東南向延伸、淤漲，本工程建設順應了長江口南岸河勢灘勢的歷史演變規(guī)律。歷史資料表明:本工程-2m線近10年來北區(qū)淤漲明顯、南區(qū)總體上略有淤漲，近期基本穩(wěn)定;-5m線總體上基本穩(wěn)定，略有淤漲。根據(jù)“專項規(guī)劃”確定的岸線位置，即自上游至下游按-2m～-4m線附近布置是科學的。同時圈圍工程建成后雖在短期內(nèi)會造成堤線附近局部灘地的沖刷，但經(jīng)調(diào)整形成新的平衡后會保持穩(wěn)定，總體上南匯東灘的淤積趨勢近期內(nèi)將難于扭轉，因此工程區(qū)域河勢灘勢條件表明實施本工程是安全的、可行的。

4.2 實施本工程總體上有利于南槽航道整治

從長期和近期的綜合變化來看，南匯東灘促淤工程特別是進一步的圈圍工程的實施對南槽河道成形和成形后的河槽穩(wěn)定有利，有利于南槽航道的整治。長江口深水航道整治工程的實施，固定了南北槽的4～8分流口，也基本穩(wěn)定了南北槽分流比，使南槽上段(本工程上游)-2m線轉淤為沖，有利于南槽航道的發(fā)展，江亞北槽和九段沙串溝的切斷使南槽落潮流向北偏轉，造成了南槽上段-5m線的淤積。浦東機場外側促淤工程的實施，一方面固定了南槽南邊界的上段，有利于南槽航道發(fā)展，另一方面，該工程建成后，切斷了沒冒沙內(nèi)側的溝槽，使沒冒沙內(nèi)側溝槽迅速淤積，但沒冒沙砂脊因機場現(xiàn)有促淤堤突出現(xiàn)有岸線，漲潮流受阻后水流向東北方向越過砂脊，是砂脊局部沖刷明顯。因此為了有利于南槽下段航道保持良好的水深條件，進一步固定南槽的南邊界，理順上下游岸線，建設本工程勢在必行。

4.3 促淤工程能取得良好的淤積效果，既必要又緊迫

近年來長江來沙雖持續(xù)減少，南匯東灘的淤漲趨勢也有所減緩，但是由于工程岸段槽灘泥沙儲量豐富，且長期來長江入海泥沙在口外沉積，在潮流和波浪作用下，水體仍能保持高含沙量，為南匯東灘不斷淤漲提供了物質(zhì)基礎，促淤工程建成后預期能取得良好的淤積效果，可大幅減少圈圍吹填成本。此外，南匯東灘是“十二五”期間上海市唯一建設條件相對成熟的促淤工程實施區(qū)域，是確保實現(xiàn)“十二五”灘涂開發(fā)任務的主要目標區(qū)域，所以促淤工程的實施不僅非常必要，而且極為緊迫。

5 結語

灘涂資源的開發(fā)對緩解上海地區(qū)土地資源嚴重緊缺，促進上海經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展及上?！皟蓚€中心”的建設，對于浦東新區(qū)實施國家戰(zhàn)略、推動浦東新區(qū)“二次跨越”和“二次創(chuàng)業(yè)”都具有舉足輕重的意義。如何按照國家及地區(qū)戰(zhàn)略規(guī)劃發(fā)展要求，順應本區(qū)域灘涂灘勢演變的規(guī)律，注重環(huán)境及生態(tài)保護，順勢而為、積極開拓，制定最佳的施工方案、利用有限的建設資金，安全、優(yōu)質(zhì)、及時地完成各類灘涂促淤圈圍工程，是擺在我們環(huán)保市容局每位工程技術人員面前的一個重大課題。我們應該堅持科學發(fā)展觀，注重可持續(xù)發(fā)展及注重環(huán)境保護，理論聯(lián)系實際，虛心學習、努力工作，開拓創(chuàng)新、真抓實干，為解決這個課題交出滿意的答卷，以激情和勇氣為浦東新區(qū)的“二次跨越”和“二次創(chuàng)業(yè)”奉獻我們無悔的青春！