大型圍海造地隔堤合龍口施工方案設(shè)計施工要點

王志國 蔣志斌 魏巍

摘 要：近年來隨著施工船機快速向超大型發(fā)展，圍海造地的圈圍規(guī)模也越來越大。10 km2左右的圈圍開始出現(xiàn)，而隨著規(guī)模的迅速增大，圈圍合龍的難度大幅提高，流速高，水深大，基床沖刷嚴(yán)重。該文以某工程為例對此方案要點進(jìn)行了深入分析，最終取得了較好的實施效果。

關(guān)鍵詞：圍海造地 大型圈圍 合龍口 充填袋

中圖分類號：F284 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0033-01

近年來隨著我國沿海經(jīng)濟的高速發(fā)展，能夠提供稀缺土地資源的圍海造地工程開始大量涌現(xiàn)，規(guī)模也越來越大。而傳統(tǒng)的水深淺，施工難度小的灘涂逐漸減少；剩余的則是水深大，流速高，施工難度大的灘涂。與此同時，挖泥船的規(guī)模越來越大，為了使施工船機設(shè)備發(fā)揮較高的效率，加快成陸的速度，圈圍的規(guī)模也越來越大。10 km2左右的大型圈圍開始出現(xiàn)，以一個10 km2的圈圍為例，水深增減1 m將有高達(dá)1000萬m3的水體交換。大量的海水隨著漲落潮在龍口涌入和涌出，不僅對龍口地基形成沖刷和破壞，也對圍堰本身形成嚴(yán)重的威脅，稍有不慎將導(dǎo)致嚴(yán)重事故。該文結(jié)合工程實際對此類問題進(jìn)行了深入分析。

上海長江口某圈圍工程，圈圍面積和水深大，流速高。這給合龍施工帶來了巨大的風(fēng)險，文中通過詳細(xì)的水力學(xué)模擬，深化施工方案，巧妙的避開了施工風(fēng)險，解決了技術(shù)難題，取得了較好的效果。

1 工程概況

項目位于橫沙島尾的東端，長江口深水航道北導(dǎo)堤以北，北港以南，是長江口淺灘。2004年開始，選擇條件較好的灘涂已先行促淤面積12.26萬畝。而本次實施難度較大的灘涂，如圖1陰影部分面積，總計2.6萬畝，約合17 km2。

如圖1中所示，本次圈圍分為左右兩個庫區(qū)，中間采用隔堤分開。兩個庫區(qū)分別設(shè)置了兩個龍口。龍口設(shè)計斷面分保護期及合攏期，選擇非汛期10年一遇漲潮最大潮差潮型作為龍口保護期的計算潮型，采用預(yù)計合龍階段的預(yù)報潮型作為龍口合龍期的水力計算潮型。合龍前的保護期寬度采用了600 m，合龍期寬度采用100 m。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報告》，擬建場地長江口三角洲的東前緣地帶，地貌屬河口、沙嘴、沙島類型。崇明島將長江分為南北兩支，橫沙島分布于長江南支水域之中，西鄰長興島，北望崇明島。

工程區(qū)位于橫沙島東側(cè)的北港與北槽之間淺灘水域，西側(cè)為橫沙東灘促於圈圍三期東側(cè)堤，南側(cè)為五期南大堤，北、東側(cè)圍堤為擬建圍堤。灘面地形總體較平坦，南北兩側(cè)地勢稍低。根據(jù)本工程可行性研究報告和實施方案，淺灘現(xiàn)地面高程一般在-1～1 m之間，在北側(cè)促淤堤納潮口門附近有6～7處的沖溝，沖溝底部高程一般-10 m，最低為-13.8 m。

根據(jù)勘探揭露土層的地質(zhì)年代、成因類型、埋藏深度、空間分布規(guī)律及其工程地質(zhì)特征等，結(jié)合前期資料，按照上海地區(qū)地基土標(biāo)準(zhǔn)層，灘面以下30～40 m深度內(nèi)的土體主要包括下列土層：淤泥層、粉砂層、粉砂夾淤泥質(zhì)粘性土層、粉砂夾淤泥質(zhì)粘性土層、淤泥質(zhì)粘土層、粘土層以及粉質(zhì)粘土層，本工程區(qū)影響深度范圍內(nèi)主要以淤泥、粉砂、粉土為主，均為容易被沖刷破壞的土層。

3 合龍施工方案

3.1 合龍步驟

根據(jù)上海地區(qū)類似工程經(jīng)驗，充泥管袋合龍口門流速不超過3.0～3.5 m/s時，合龍較有把握。本圈圍工程與常規(guī)促淤圈圍工程有所區(qū)別的是，順堤外側(cè)沒有促淤壩為龍口合龍?zhí)峁┭谧o條件，又加上本工程龍口位置多為淤泥和砂質(zhì)土，抗沖能力欠佳，認(rèn)為合龍期將龍口最大流速控制在3.0 m/s以內(nèi)較為合適。本工程的合龍順序為：A、平堵龍口至2.10 m。B、從龍口兩側(cè)向中心立堵至底寬為100 m。C、從2.10 m高程，平堵至3.60 m高程。D、從3.60 m高程平堵至5.00 m堰頂高程。

3.2 方案實施控制要點

（1）在對合龍口方案進(jìn)行了詳細(xì)的水力學(xué)計算模擬后，能夠準(zhǔn)確分析出合龍施工各個步驟中水流條件和水深條件。本工程圍堰采用了大型充填袋施工，人工操作要求對袋子進(jìn)行開孔，安放，沖砂等操作。而人工操作的水深以0.5 m以下為宜，因此本工程專門計算了0.5 m以下水深的時間，做為施工安排沖砂施工的可用時間。在現(xiàn)場執(zhí)行中應(yīng)嚴(yán)格控制施工強度，務(wù)必在該時段施工完成預(yù)定步驟。

（2）本工程所推測的0.7 m水深最大流速是為了驗證沖刷條件，因該種水深條件下對充填袋和軟體排沖刷最為嚴(yán)重，控制該水深條件下的最大流速能有效避免沖刷破壞。

（3）因為合龍中使用的砂子量比較大，為了避免運輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)斷檔風(fēng)險，本工程在龍口兩側(cè)設(shè)置了泥庫，容量為合龍需要量的3倍。避免了邊運輸邊充填可能發(fā)生斷料的風(fēng)險。

（4）吹砂船、充填袋、操作人員應(yīng)預(yù)留余量，本工程按常規(guī)配備和人員施工強度，考慮了50%的富余量，同時現(xiàn)場準(zhǔn)備4臺250 kW發(fā)電機備用，實施前嚴(yán)格調(diào)試。

（5）龍口范圍，每個合龍步驟實施結(jié)束后，都應(yīng)對圍堰頂部采用土工布和充填袋進(jìn)行防護，以防止萬一過流情況出現(xiàn)，減少對堰體產(chǎn)生沖刷破壞。

4 結(jié)語

近年來施工船機快速向超大型發(fā)展，圍海造地的圈圍規(guī)模達(dá)到、甚至超過了10 km2。在圍海灘涂區(qū)流速高，水深大，土質(zhì)細(xì)的不利條件下。必須將合龍工作進(jìn)行詳細(xì)分工，分解。并進(jìn)行系統(tǒng)的水力學(xué)計算，確定特征時段長度，之后配備施工人、機、料的強度。實施階段嚴(yán)格按照預(yù)定程序，配備足夠的備用資源，保證合龍工作順利實施。

參考文獻(xiàn)

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[2] SL260-98.堤防工程施工規(guī)范[S].

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