北洋涂圍墾工程堵口施工

曾熙敏,鮑海濤

(浙江頭門港投資開發(fā)有限公司,浙江 臺(tái)州 317015)

1 問(wèn)題的提出

堵口施工是圍海工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是工程能否按期完工的控制性節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。因此,抓工程堵口合龍既是施工單位抓施工進(jìn)度的重點(diǎn),也是指揮部工程進(jìn)度管理的重要內(nèi)容。北洋涂圍墾工程開工以來(lái),盡管遇到了政策處理、臺(tái)風(fēng)、連續(xù)雨雪等不利因素的影響,但在工程指揮部的統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)下,從抓基礎(chǔ)處理入手,采取 “百日會(huì)戰(zhàn)”等方式,充分發(fā)揮全體參建單位的主觀能動(dòng)性,依靠設(shè)計(jì)、監(jiān)理和原位觀測(cè)單位的技術(shù)支持,在保證主堤安全穩(wěn)定的前提下,通過(guò)調(diào)整施工計(jì)劃、優(yōu)化加載層厚、縮短加載間隔、增加土方設(shè)備投入等有效手段,最大限度地減少了客觀因素對(duì)工程施工進(jìn)度的影響,并在廣泛征求業(yè)內(nèi)專家意見的基礎(chǔ)上,在2009年主汛期前順利實(shí)現(xiàn)主堤合龍。目前,工程已進(jìn)入護(hù)面結(jié)構(gòu)施工階段,安全度汛目標(biāo)全面實(shí)現(xiàn)。就北洋涂圍墾工程堵口施工的實(shí)際,對(duì)堵口時(shí)機(jī)的選擇、堵口的施工管理、施工組織、施工程序和方法以及堵口安全保障等方面進(jìn)行了分析和探討,以期給類似工程實(shí)施堵口提供借鑒。

2 北洋涂圍墾工程概況及堵口背景

北洋涂圍墾工程位于臨海市北洋涂面,地處椒江河口外側(cè),工程圍墾面積0.218萬(wàn)hm2(3.27萬(wàn)畝),工程等別為Ⅲ等。工程主要建筑物為北洋堤 (長(zhǎng)6 740m)、白沙堤(長(zhǎng)330m)、短株閘 (5孔×4m)和麂晴閘 (7孔×4m)為3級(jí)建筑物。龍口度汛標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇設(shè)計(jì)高潮位,龍口堵口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5 a一遇非汛期高潮位。

工程于2007年8月18日正式開工,2008年5月30日完成基礎(chǔ)碎石墊層鋪設(shè)及排水插板插設(shè),同年8月龍口基本形成,龍口樁號(hào)北3+800～4+350m,寬度550m,底檻高程1.0m(原始涂面高程-1.2m左右)。

初設(shè)批復(fù)的合龍條件為:①水閘已建成,并具有正常啟閉排水擋潮能力;②非龍口段海堤石方頂高程達(dá)5.5 m以上,土方閉氣斷面達(dá)4.5 m高程以上;③堵口段的石方備料已滿足要求,施工機(jī)械、勞動(dòng)力組織準(zhǔn)備就緒,堵口程序和方法已作研究與技術(shù)交底;④堵口的各種應(yīng)急措施已落實(shí);⑤堵口后的海堤加高加固工作能滿足下次大潮汛的需要;⑥堵口報(bào)告已經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)。堵口時(shí)先將龍口段從550m縮窄至300m,然后在小潮期采用臨時(shí)截流戧堤將堵口合龍。

由于土方滯后的原因,北洋涂圍墾工程堵口合龍時(shí)間被迫再三推遲,從原計(jì)劃的2009年1月15日,到2009年3月18日,再到2009年4月28日,最終經(jīng)專家論證確定于2009年4月28日開始堵口截流,2009年5月1日成功合龍。

3 堵口前的主要施工情況

第1個(gè)階段(2007年8月18日至2009年1月15日):軟土地基處理已完成;短株水閘能正常啟閉通水,閘后交通橋已完成,實(shí)現(xiàn)通車,麂晴閘正在進(jìn)行閘室開挖;非龍口段海堤石方頂高程約4.0m,土方閉氣斷面高程約1.0～2.5m。因土方和石方高程與設(shè)計(jì)要求的合龍高程相差太大,堵口被迫推遲,初步選定為3月18日(農(nóng)歷二月二十)。

第2個(gè)階段 (2009年1月16日至3月 18日):北洋堤外鎮(zhèn)壓層平臺(tái)非堵口段第1層拋石已完成施工,正在進(jìn)行護(hù)面大塊石理拋工作;堤身非龍口段拋石頂高程4.5～5.9 m,龍口段北3+800～4+000m拋石達(dá)到1.5 m高程,北4+000～4+155 m拋石達(dá)到0.7 m高程,北4+155～4+350m已立堵進(jìn)占拋石達(dá)到4.1m高程;非龍口段閉氣土方北0+000～2+800m基本達(dá)到4.0m高程,北2+800～3+800m段閉氣土方僅達(dá)到1.0m高程,北4+350～4+900m段閉氣土方僅達(dá)到0.8 m高程,北4+900～6+740 m基本達(dá)到3.2m高程。

此階段主堤拋石全線達(dá)到4.5 m高程以上,但閉氣土方由于前期施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)滯后,樁號(hào)北2+800～4+900 m段與設(shè)計(jì)合龍形象要求存在較大差距,為了確定是否可以進(jìn)行堵口合龍,指揮部于2009年2月27日上午邀請(qǐng)省內(nèi)知名圍墾專家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察并召開臨海市北洋涂圍墾工程合龍論證會(huì)。經(jīng)分析論證,閉氣土方對(duì)合龍段主堤及非龍口段內(nèi)側(cè)土方加載薄弱區(qū)域的堤壩穩(wěn)定安全造成直接影響,因此,堵口合龍時(shí)間繼續(xù)后推,待土方基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求再進(jìn)行堵口。

第3個(gè)階段 (2009年3月19日至4月 25日):非龍口段北洋堤、白沙堤拋石頂高程全線達(dá)到5.2 m以上;龍口段3+800～4+150m高程基本達(dá)到1.5m;非龍口段閉氣土方基本達(dá)到4.0m高程。

此階段I、II標(biāo)的2個(gè)施工單位不僅面臨堵口合龍的壓力,還有7月份臺(tái)汛期度汛的壓力,為了搶土方施工進(jìn)度,2個(gè)標(biāo)段先后投入了2臺(tái)泵船、2套桁架、1艘甩吊船、3套車拋等8臺(tái)套土方施工設(shè)備。在0.5m高程以下土方船拋的基礎(chǔ)上,充分利用圍堤內(nèi)側(cè)子堤的阻擋作用,采取泵送、桁架、甩吊方式將土方拉平至子堤頂1.5m高程,同時(shí)利用車載拋泥貼坡閉氣,阻止?jié)B流頂托,減少閉氣土方后續(xù)加載流失量。在原位監(jiān)測(cè)的指導(dǎo)下,1.5m高程以上閉氣土方通過(guò)薄層輪加、翻曬翻挖的方式加載效率大幅提高,在1個(gè)多月時(shí)間內(nèi)完成土方填筑約17萬(wàn)m3,徹底改變工程面貌。

為了確定北洋涂圍墾工程4月底是否可以進(jìn)行堵口合龍,指揮部于4月26日再次組織召開堵口合龍專家論證會(huì)討論和分析了工程4月份合龍的可行性。根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工力量和進(jìn)度安排,經(jīng)認(rèn)真分析討論,專家認(rèn)為4月底實(shí)施堵口合龍的條件基本具備,堵口合龍時(shí)間選擇在4月28日(農(nóng)歷四月初四)上午8∶00開始,并同意堵口截流設(shè)計(jì)斷面,即堵口截流時(shí)堤頂高程3.5m,堤頂寬度12.5m,內(nèi)外邊坡1∶1.5,同時(shí)在月內(nèi)大潮前截流堤頂高程達(dá)到4.0m。

4 堵口合龍方案

堵口合龍時(shí)間短,工程量大,施工強(qiáng)度很大,需要一天24 h施工且還需要投入大量的人力和機(jī)械設(shè)備,容易造成車輛擁堵和其他安全隱患,為保證堵口截流施工安全,合理選擇堵口程序,并處理好地基,使地基滿足截流高速率施工的要求,2個(gè)標(biāo)段的施工單位均制定了周密而快速有序的施工方案,確保人車絕對(duì)安全和堵口合龍順利進(jìn)行。

4.1 堵口的前期準(zhǔn)備工作

4.1.1 料場(chǎng)備料情況

龍口封堵前在I、II標(biāo)料場(chǎng)備足堵口用石料,石料中包括一定數(shù)量的大塊石,在截流施工過(guò)程中,做好每一道施工程序的防護(hù),多使用組合大塊體施工,防止高速水流沖刷,以保證堵口成功。根據(jù)堵口截流堤斷面設(shè)計(jì),按照實(shí)測(cè)地形圖測(cè)算堵口合龍及加高加寬斷面需石方30 200m3,考慮沉降及沖損工程量為36 240 m3,按至少1.5倍以上備料,其中I標(biāo)備料14 640×1.5=21 960 m3,大塊石不少于3 000m3;II標(biāo)備料21 600×1.5=32 400m3,大塊石不少于5 000m3。

4.1.2 設(shè)備投入計(jì)劃

根據(jù)龍口合龍施工強(qiáng)度,I、II標(biāo)共投入自卸車54輛、裝載機(jī)4臺(tái)、挖機(jī)8臺(tái),一天2班倒,機(jī)械設(shè)備及勞動(dòng)力滿足施工強(qiáng)度要求。合龍前,對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng),確保機(jī)械設(shè)備處于良好狀態(tài),隨時(shí)能投入使用。

4.1.3 堵口時(shí)間選擇

堵口時(shí)間初步選定為4月28日(農(nóng)歷四月初四),5月1日(農(nóng)歷四月初七)完成截流堤施工,至5月8日(農(nóng)歷四月十四)完成堤身加寬加高。

4.1.4 堵口合龍組織機(jī)構(gòu)

指揮部根據(jù)專家及設(shè)計(jì)的要求,會(huì)同設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和原位觀測(cè)單位科學(xué)制定合龍方案。項(xiàng)目部成立合龍施工領(lǐng)導(dǎo)小組,包括施工調(diào)度員、技術(shù)員、安全員、后勤保障人員等相關(guān)管理人員,堵口技術(shù)方案全面交底,各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作就緒。龍口合龍期間,項(xiàng)目部所有管理人員和施工人員保持到位,隨時(shí)聽從指揮部和監(jiān)理下達(dá)的指令,確保龍口合龍順利完成。

4.1.5 堵口合龍施工程序

(1)堵口時(shí)首先使用自卸車從I標(biāo)、II標(biāo)2邊相向拋石束窄龍口口門,填筑高程為4.0m,邊拋石邊對(duì)龍口處水流流速、沖刷情況以及地基沉降及時(shí)觀察,當(dāng)發(fā)現(xiàn)龍口水流流速較大,沖刷比較明顯,已不適宜繼續(xù)束窄龍口時(shí)停止拋石;

(2)利用小潮期退潮時(shí)進(jìn)行截流堤施工,完成龍口合龍;

(3)堵口合龍后,即刻進(jìn)行堤身混合料加寬加高施工,加寬至主堤標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度,加高至4.5m高程。

4.2 堵口施工具體安排及強(qiáng)度

4.2.1 第1階段:龍口進(jìn)占及堵口合龍

4月28日開始堵口施工。塊石從龍口兩端的備料場(chǎng)由自卸車運(yùn)至龍口,按先外海側(cè)后內(nèi)海側(cè)順序施工,采用進(jìn)占法從龍口兩端相向填筑,裝載機(jī)推平,雙向進(jìn)占。5月1日完成截流,暫定合龍部位在北4+000 m左右。此階段工期4 d,工程量為13 940m3,I標(biāo)平均強(qiáng)度1860m3/d,II標(biāo)平均強(qiáng)度2 625m3/d,合計(jì)平均強(qiáng)度3 485m3/d。

4.2.2 第2階段:截流堤加寬加高

5月1日截流后繼續(xù)對(duì)截流堤加寬至主堤標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度,然后加高至4.5m高程。此階段工期7 d,工程量16 200m3,I標(biāo)平均強(qiáng)度1 029m3/d,II標(biāo)平均強(qiáng)度1 286m3/d,合計(jì)平均強(qiáng)度2 315m3/d。

4.3 安全保證措施

堅(jiān)持“安全生產(chǎn),預(yù)防為主”的方針,在龍口合龍期間必須高度重視安全工作,特別是下雨天對(duì)堵口施工的影響,充分考慮到龍口合龍全過(guò)程可能存在的安全隱患,制定應(yīng)急預(yù)案,及時(shí)做好應(yīng)急措施,把危害減少到最低程度。

5 堵口合龍施工的主要特點(diǎn)、難點(diǎn)

(1)堵口合龍時(shí)間短,工程量大,施工強(qiáng)度很大,需要投入大量的人力和機(jī)械設(shè)備,容易造成車輛擁堵和其他安全隱患。

(2)在堵口過(guò)程中,應(yīng)密切注意內(nèi)外水位差、單寬流量、流速等變化情況,加強(qiáng)觀測(cè),同時(shí),堵口前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密的施工組織安排,備足料源,保證施工機(jī)械滿足強(qiáng)度要求。

(3)堵口合龍后,對(duì)堵口段及非堵口段土方薄弱區(qū)域要抓緊跟上,提高施工強(qiáng)度,同時(shí)加強(qiáng)堵口段及閉氣土方欠缺區(qū)段的堤身監(jiān)測(cè)工作,密切注意沉降,位移變化等情況,確保工程安全。

(4)堵口合龍圍區(qū)形成后,海堤、水閘工程須抓緊按設(shè)計(jì)要求完成,特別是臺(tái)汛期前,應(yīng)保證海堤全線石壩頂高程達(dá)到6.0m,閉氣土方頂高程達(dá)到4.5m,同時(shí)做好外海側(cè)迎潮面護(hù)面保護(hù)工作。

(5)堵口合龍后,臺(tái)汛期前夕閉氣土方高程須達(dá)到設(shè)計(jì)要求,保證閉氣土方有足夠的時(shí)間固結(jié),滿足 “薄層輪加、均衡上升”的要求,保障土方的穩(wěn)定,在保證閉氣效果的同時(shí),加快土方加載的速率。

(6)堵口合龍期、臺(tái)汛期應(yīng)落實(shí)搶險(xiǎn)組織和物資準(zhǔn)備,特別是針對(duì)臺(tái)汛期由于高潮位、臺(tái)風(fēng)襲擊可能造成的堤壩潰口情況做好應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急響應(yīng),制定切實(shí)可行的應(yīng)急搶險(xiǎn)措施,避免損失擴(kuò)大和產(chǎn)生次生險(xiǎn)情。

北洋涂圍墾工程成功堵口合龍后,原位觀測(cè)成果分析表明,北洋堤和白沙堤沉降和孔隙水壓力沒有出現(xiàn)突變的情況,地基沉降和水平位移正常,到目前為止沒有出現(xiàn)地基滑動(dòng)破壞的安全事故,說(shuō)明地基是穩(wěn)定的。

6 結(jié) 論

6.1 定目標(biāo),抓節(jié)點(diǎn),共籌措,保進(jìn)度

對(duì)指揮部或業(yè)主來(lái)說(shuō),工程順利按期實(shí)施堵口是工程進(jìn)度正常的標(biāo)志,也是工程如期完成的必要條件,因此,在政策處理完成的情況下,抓圍墾工程施工的關(guān)鍵就是緊緊圍繞堵口合龍這個(gè)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)開展工作。首先,充分認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)處理滯后對(duì)總進(jìn)度目標(biāo)的直接影響,高度重視主堤基礎(chǔ)處理的計(jì)劃安排和措施落實(shí),配合監(jiān)理認(rèn)真抓好基礎(chǔ)處理的進(jìn)度控制。在基礎(chǔ)施工階段除了保證足夠的設(shè)備能力外,適時(shí)開展“百日會(huì)戰(zhàn)”等勞動(dòng)競(jìng)賽活動(dòng),對(duì)加快施工進(jìn)度、調(diào)動(dòng)生產(chǎn)積極性非常有效;其次,對(duì)多個(gè)標(biāo)段同時(shí)施工的項(xiàng)目,業(yè)主必須把握全局,特別是在各個(gè)標(biāo)段進(jìn)度不一的情況下,更要重視協(xié)調(diào),充分發(fā)揮監(jiān)理的協(xié)調(diào)作用,把常見的多標(biāo)互爭(zhēng)變?yōu)槎鄻?biāo)合作,資源共享,讓各標(biāo)段形成合力,才能確保形象進(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

6.2 工程的安全穩(wěn)定是重中之重

堵口合龍固然重要,但工程的安全穩(wěn)定是重中之重,因此,加快主堤拋填進(jìn)度不能盲目蠻干,調(diào)整或改變加載程序必須有原位觀測(cè)成果支持并經(jīng)設(shè)計(jì)部門的同意,施工計(jì)劃必須周密,原位觀測(cè)單位在堵口期間加密觀測(cè)并及時(shí)通報(bào)觀測(cè)結(jié)果,施工單位必須對(duì)加載過(guò)程的沉降進(jìn)行自行觀測(cè),以便及時(shí)處理過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。北洋涂圍墾工程之所以做到既快又安全的推進(jìn),最主要的就是尊重設(shè)計(jì)、尊重科學(xué),實(shí)事求是。打破傳統(tǒng)的土方施工慢、難的觀念,在有子堤和堤線較長(zhǎng)的項(xiàng)目施工中,做到土方施工與主堤拋石同步,施工單位應(yīng)根據(jù)不同的土方施工階段,選擇不同的土方施工設(shè)備,水下施工要快,使土方盡早露出水面;水上施工要做到薄層均勻,促進(jìn)土方固結(jié)?？傊?土方施工必須根據(jù)工程的土方工程量和施工周期,做到施工設(shè)備在能力上保證,性能上互補(bǔ),強(qiáng)度上滿足。

6.3 尊重科學(xué)、尊重實(shí)際、決心要大、工作要細(xì)

堵口合龍的時(shí)間選擇要尊重科學(xué)、尊重實(shí)際、決心要大、工作要細(xì)。尊重科學(xué)就是按設(shè)計(jì)確定的堵口形象要求來(lái)安排合龍前的施工計(jì)劃,根據(jù)施工實(shí)際不斷對(duì)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,確保在枯水期實(shí)施合龍;決心要大,就是在思想統(tǒng)一的前提下,做到確定的目標(biāo)不動(dòng)搖,豎立沒有條件創(chuàng)造條件也要上的雄心。工作要細(xì),就是堵口的組織到位,落實(shí)堵口的措施,建立堵口的應(yīng)急預(yù)案,堵口的手續(xù)要早報(bào)批,對(duì)各種可能出現(xiàn)的不利因素進(jìn)行必要分析,預(yù)先擬定詳細(xì)的對(duì)策。同時(shí),制訂好堵口后的施工計(jì)劃,保證后續(xù)施工符合設(shè)計(jì)堵口程序,滿足當(dāng)年的度汛要求。

總之,只要思想重視,尊重科學(xué),準(zhǔn)備充分,并在后續(xù)施工能力保障的情況下,即便在臨近汛前實(shí)施合龍也是可以成功的。這也說(shuō)明,在當(dāng)前圍墾工程設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新,施工技術(shù)不斷提高,施工能力不斷加強(qiáng)的今天,適當(dāng)縮短圍墾項(xiàng)目施工周期,加快圍墾項(xiàng)目效益發(fā)揮的目標(biāo)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

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