龍口合攏施工技術(shù)在吹填工程中的應(yīng)用

張 輝，張 濤，孫 策

(長江水利委員會(huì)長江巖土工程總公司，武漢 430010)

新通海沙南通開發(fā)區(qū)上段岸線綜合整治工程第2標(biāo)段，位于江蘇省南通市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)蘇通大橋上游1.0km至通常汽渡之間。工程區(qū)上接澄通河段通州沙汊道，下連長江北支和南支河段。工程上起南通榮達(dá)印染場，下至蘇通大橋上游約1.0km，長江岸線總長約3.5km。工程新建圍堤總長5510m，形成陸域面積279.3萬m2(合279.13hm2)。主要工程項(xiàng)目包括堤基處理、圍堤填筑、圍堤護(hù)坡、堤頂?shù)缆贰⒌添敺览藟?、圍區(qū)吹填及臨時(shí)工程等。工程等別為Ⅱ等，主要建筑物圍堤等級(jí)為2級(jí)。

1 龍口設(shè)置

1.1 龍口寬度及底高程選定

按照設(shè)計(jì)施工圖紙及本標(biāo)段現(xiàn)場實(shí)際情況，決定在地勢(shì)較高且平坦的縱堤位置樁號(hào)2+225處設(shè)置龍口(原灘地高程-1.2m)，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際測(cè)量最高潮位標(biāo)高為2.3m(85高程)，龍口底高程選定為1.05m，龍口寬度為80m。

1.2 龍口基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工

龍口建成后，每天要經(jīng)過潮水位兩漲兩落四次進(jìn)出水流沖刷，龍口極易受損，為此，龍口基礎(chǔ)要采取可靠措施進(jìn)行施工和防護(hù)。

根據(jù)灘地高程計(jì)算，龍口底部軟體排以上至龍口底部最少設(shè)置4層充泥管袋，其中最上面一層充泥管袋宜采用200g/m2高強(qiáng)防老化聚丙烯紡織布縫制，以便加強(qiáng)龍口保護(hù)，龍口兩側(cè)頂頭袋裝砂用200g/m2高強(qiáng)防老化聚丙烯紡織布充泥管袋疊成1∶3坡式結(jié)構(gòu)。

龍口設(shè)置與砂被施工同步進(jìn)行，不能等全堤身棱體充泥管袋棱體上升后達(dá)到一定高度再施工龍口基礎(chǔ)，這樣會(huì)造成龍口段灘地刷深，加大龍口基礎(chǔ)施工困難。

在縱堤軟體排鋪設(shè)后進(jìn)行砂被及袋裝砂棱體通長鋪設(shè)，施工至標(biāo)高0.55m再鋪設(shè)厚度為50cm的一層砂被，利用砂被找平形成一個(gè)完整的水平出水通道，再在砂被頂部覆蓋一層230g/m2高強(qiáng)防老化聚丙烯紡織布，表面塊石壓載，垂直于主堤軸線，每隔3.0m設(shè)置通長砂肋袋，管袋直徑30cm，為了減少護(hù)底結(jié)構(gòu)兩側(cè)沖刷，護(hù)底施工后圍堤外側(cè)水下拋石固腳一并施工，以控制水流速度，降低保護(hù)期間進(jìn)出龍口的水流速度。護(hù)底底部高程為1.05m，即龍口底部高程為 +1.05m(見圖1)。

圖1 龍口斷面設(shè)置示意圖

1.3 龍口管理與保護(hù)

因?yàn)楦舻虡?gòu)筑時(shí)部分定位船趁潮通過龍口進(jìn)出，為防止進(jìn)出的船只損壞龍口，派專職安全員負(fù)責(zé)管理，如果發(fā)生龍口被船或水流損壞立即采取必要的措施進(jìn)行修復(fù)。

1.4 龍口合攏備砂

龍口合攏的主要材料是砂性土，砂性土在采用泥漿泵灌袋的條件下，泌水固結(jié)塊，在連續(xù)加載的施工條件下，充泥(砂)管袋堤身穩(wěn)定，不會(huì)滑坡。另外，龍口合攏時(shí)施工速度快，袋體進(jìn)漿壓力大，可能會(huì)產(chǎn)生袋體破裂，損失砂土，為此，在龍口合攏前必須在龍口兩側(cè)備足砂源，龍口備砂應(yīng)選擇比一般堤身充泥管袋土質(zhì)滲透性更好的砂性土。在保證砂袋充盈率為80%～85%施工要求的同時(shí)，保證備砂數(shù)量達(dá)到龍口合攏土方數(shù)量的兩倍。

備砂數(shù)量根據(jù)龍口斷面計(jì)算為6984m3，合攏備砂量為14000m3。

砂備于龍口兩側(cè)，便于龍口合攏時(shí)從兩側(cè)取土，減少合攏時(shí)的相互干擾。

1.5 機(jī)械準(zhǔn)備

龍口充泥管袋棱體施工采用水力沖挖機(jī)組即泥漿泵施工，龍口合攏第1次平堵隔水(標(biāo)高至+2.05m)充泥管袋棱體土方為1088m3，泥漿泵的生產(chǎn)效率選定為30m3/h，吹閉氣土40m3/h，合攏時(shí)在5h內(nèi)龍口段第1次棱體封堵必須超過下一低高潮位，在10h內(nèi)(即兩潮水)必須完成二次合攏，在48h內(nèi)必須完成龍口閉氣與加高加寬工作。

經(jīng)計(jì)算，第1次封堵所需泥漿泵數(shù)量為1088/(30×5)=8臺(tái)(安排10臺(tái));第2次封堵所需泥漿泵數(shù)量為1415/(30×10)=5臺(tái)(安排8臺(tái));填芯砂加寬土方泥漿泵所需臺(tái)數(shù)為3626/(40×24)=4臺(tái)(安排6臺(tái))。

2 龍口合攏施工方法

2.1 合攏總體安排

龍口合攏分3步。第1步做好充分的準(zhǔn)備，包括組織準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、機(jī)械準(zhǔn)備和后勤準(zhǔn)備;第2步當(dāng)合攏條件具備時(shí)，首先進(jìn)行一期封堵，清除龍口障礙，拋石阻流采用充泥管袋先切斷水流實(shí)施平堵，將外側(cè)一期棱體突擊到計(jì)劃高程;第3步在實(shí)現(xiàn)一期平堵以后，繼續(xù)實(shí)施龍口加固措施，吹填閉氣土，加高培厚堤身，達(dá)到整體提身寬度、高度要求，消除安全隱患。

2.2 龍口合攏程序

龍口合攏流程見圖2。

圖2 龍口合攏流程

2.3 龍口合攏方法及措施

2.3.1 合攏前清障

當(dāng)潮水位降至龍口底部以下，圍區(qū)內(nèi)的水位也降至距龍口底部20～30cm時(shí)，進(jìn)行合攏前的清障工作，清除龍口底部上的砂肋袋，覆蓋的土工布、塊石等障礙物。

2.3.2 合攏方法

龍口合攏時(shí)采用臨時(shí)拋石棱體合攏與外棱體位置袋裝砂閉氣相結(jié)合的合攏方案，待合攏條件全部具備時(shí)，進(jìn)入龍口合攏階段，合攏時(shí)先進(jìn)行臨時(shí)拋石棱體的拋石合攏，采用拋石船吊運(yùn)拋放方法，使龍口外側(cè)拋石棱體合攏(標(biāo)高+2.0～+2.5m)，再進(jìn)行堤身部分袋裝砂棱體合攏。

袋裝砂棱體合攏主要按以下步驟進(jìn)行:在低潮位進(jìn)行第1次堤身砂袋充灌平堵隔水，標(biāo)高至2.05m;第2次進(jìn)行外棱體水上施工封堵，達(dá)到4.0m標(biāo)高，完成外棱體龍口合攏;最后進(jìn)行龍口范圍內(nèi)堤芯吹填砂以及內(nèi)棱體合攏施工。

2.3.3 龍口合攏具體措施

a.臨時(shí)拋石棱體。臨時(shí)拋石棱體合攏采用吊運(yùn)平臺(tái)直接平拋的辦法，組織運(yùn)輸船靠近吊運(yùn)平臺(tái)，使用吊機(jī)直接拋石，提高拋石棱體高度至+2.5m高程。

b.堤身袋裝砂棱體合攏。在龍口合攏時(shí)，袋裝砂棱體每層厚度按50cm左右控制，鋪設(shè)時(shí)由龍口兩側(cè)向中間推進(jìn)，袋與袋之間必須做到緊密接觸，不留滲漏通道，每層袋表面做到平整無凹凸。上層袋在施工時(shí)必須與下層袋錯(cuò)縫交叉，消除通縫，確保上下層袋之間互相交叉搭接。

砂袋鋪設(shè)應(yīng)確保上下層砂袋錯(cuò)縫搭接，搭接長度一般為5m，底層砂袋施工完畢后再進(jìn)行第2層砂袋施工，同時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行施工，先用通長砂袋鋪設(shè)2層，最后利用低潮位時(shí)候突擊加高袋裝棱體至+4.0m高程進(jìn)行龍口合攏，斷水后再進(jìn)行堤芯吹填砂和加固棱體施工。

c.龍口合攏強(qiáng)度計(jì)算。龍口堤身外棱體袋裝砂合攏分兩個(gè)階段進(jìn)行施工，第1階段龍口位置二級(jí)棱體底2層通長砂袋施工至+2.05m進(jìn)行斷流隔水，第2階段二級(jí)棱體一次性加高至+4.0m。

龍口第1次封堵至標(biāo)高+2.05m，進(jìn)行平堵斷流，采用8套15kW泥漿泵(備用2套)分開進(jìn)行施工，每天完成8套×5h/天×30m3/套·h=1200m3，實(shí)際需完成土方1088m3，一潮水完成。龍口第2次加高至標(biāo)高+4.0m，采用5套15kW泥漿泵(備用3套)分開進(jìn)行施工，每天完成5套×10h/天×30m3/套·h=1500m3，實(shí)際需完成土方1415m3，一潮水完成。

一期平堵以后，繼續(xù)實(shí)施龍口加固措施，吹填填芯砂，加高培厚堤身，達(dá)到整體提身寬度、高度要求。填芯砂土方為(17.8+19.3)×2×97.7=3626m3，泥漿泵所需臺(tái)數(shù)為3626/(40×24)=4臺(tái)(安排6臺(tái))。

充泥管袋平堵必須在安全、保質(zhì)前提下快速進(jìn)行，必須超過下一低高潮位，外棱體在安全封堵到頂后，接著進(jìn)行外棱體內(nèi)的堤身閉氣土吹填，加寬、加高堤身，直至整個(gè)龍口斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 龍口合攏保障措施

3.1 組織機(jī)構(gòu)保障

為了健全龍口封堵施工管理制度，由公司成立施工領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)和管理工作，確保了龍口合攏成功。

3.2 人員保障

項(xiàng)目部統(tǒng)一安排管理人員進(jìn)行現(xiàn)場值班，施工機(jī)械、設(shè)備由各班組安排值班人員進(jìn)行24h值守，確保隨叫隨到，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理、施工協(xié)調(diào)等工作。

3.3 材料保障

封堵龍口期間應(yīng)保證施工材料及時(shí)到場，并準(zhǔn)備一定的儲(chǔ)備量，特別是拋石合攏用的塊石碎石包等，砂袋也要按各種尺寸要求加工一定的備用量。合攏用的儲(chǔ)備砂量是龍口用砂量的2倍以上，砂質(zhì)要良好。此外，還需要備用發(fā)電機(jī)、救生衣、下水褲、雨衣、照明設(shè)施、食品、飲用水、醫(yī)療急救等物資。材料計(jì)劃數(shù)量見下表。

材料計(jì)劃數(shù)量表

3.4 設(shè)備保障

必須保證測(cè)量定位系統(tǒng)、高程控制、潮位報(bào)告的可靠性，提前對(duì)使用設(shè)備進(jìn)行維修檢查，并配備好常用零件，安排專人值班，確保龍口合攏正常進(jìn)行。

3.5 安全措施保障

合攏期間加強(qiáng)現(xiàn)場的安全管理，配備足夠的救生衣、下水褲、雨衣，以保證人員安全。同時(shí)上、下班嚴(yán)格執(zhí)行點(diǎn)名制度，防止發(fā)生意外事故。

合攏期間加強(qiáng)測(cè)量觀測(cè)，對(duì)棱體沉降、位移及庫區(qū)潮位進(jìn)行跟蹤測(cè)量，一旦發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)采取措施，確保龍口合攏安全?！?/p>