沿海堤壩工程的合龍施工研究

【摘要】沿海堤壩工程施工與江河堤壩施工條件及環(huán)境不同，在進(jìn)行合龍作業(yè)時(shí)，需要貼合沿海特性，結(jié)合實(shí)際，確定合龍施工具體原則，編制科學(xué)合理的合龍施工方案。結(jié)合某沿海堤壩工程合龍施工案例，探究合龍施工龍口位置的選擇、空口寬度的確定與合龍施工要點(diǎn)。實(shí)踐證明，依據(jù)沿海堤壩工程施工特征，采取合理的合龍施工方案，能夠有效保障施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】沿海；堤壩工程；合龍；施工

一、工程概況

某河道治理工程位于長江口深水區(qū)，其南導(dǎo)堤以S9+000為界，共分為Se標(biāo)段與Sw標(biāo)段，其中Se標(biāo)段在S15+210～S17+046之間橫穿天然汊道。在該工程招標(biāo)階段提出Se標(biāo)段自S9+000向下游推進(jìn)方案，在正式開工后，為提高整體進(jìn)度，于S18+650位置增設(shè)施工作業(yè)面，同時(shí)推進(jìn)區(qū)段施工。依據(jù)南導(dǎo)堤二維潮流數(shù)模研究，依據(jù)以上施工方案在后期會(huì)受漲落潮流影響，可能會(huì)導(dǎo)致堤南側(cè)嚴(yán)重沖刷從而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性構(gòu)成威脅。為此，提出在S15+600～S16+400設(shè)置為Se標(biāo)段龍口段，上游側(cè)堤身向東推進(jìn)，下游側(cè)堤身以S18+664點(diǎn)進(jìn)行上下推進(jìn)，在九月完成合龍作業(yè)。為確保工程合龍施工質(zhì)量及效益，探究沿海堤壩工程合龍施工特征、原則及相關(guān)要點(diǎn)。

二、沿海堤壩工程合龍施工特征表現(xiàn)與合龍施工方案設(shè)計(jì)原則

（一）沿海堤壩工程合龍施工特征表現(xiàn)

合龍指的是通過工程措施，阻斷堤壩內(nèi)外水體交換通道的組織性施工行為。與一般江河截留不同，沿海堤壩工程合龍施工存在著以下特征：江河截留在實(shí)施之前需要進(jìn)行導(dǎo)流工程，截留后形成堤壩作為臨時(shí)性施工圍堰，而沿海堤壩工程多設(shè)置為永久性建筑；江河合龍施工多是為主體工程施工提供條件，沿海堤壩工程合龍則為確保堤壩連續(xù)性或于堤壩一側(cè)構(gòu)成封閉水域；江河截留操作重點(diǎn)考慮水動(dòng)力條件滲流與徑流作用，而沿海堤壩則將海的波浪及潮汐作為考慮重點(diǎn)。

（二）沿海堤壩工程合龍施工方案設(shè)計(jì)原則

合龍施工，屬于一段或一座完成堤壩完成施工的最后環(huán)節(jié)。在進(jìn)行合龍作業(yè)時(shí)，龍口位置會(huì)產(chǎn)生十分強(qiáng)大的水流，其施工條件與正常堤壩段條件不同，為確保合龍施工安全性與順利性，需要針對(duì)合龍施工編制針對(duì)性方案。為確保其施工方案編制科學(xué)性，在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)需要遵循以下原則：確定龍口段位置的合理性，確保龍口寬度，合理設(shè)定施工程序。在正式合龍作業(yè)之前，要求在較好的流場條件下實(shí)現(xiàn)更多的工程量；龍口段流速增加，可以通過潮流變化周期性與工藝措施保障合龍操作的安全性與順利性。

三、沿海堤壩工程龍口位置與寬度確定

在該沿海堤壩工程施工中，其合龍施工之前需要明確認(rèn)識(shí)正常施工與合龍施工界限，即確定工程龍口位置與賀龍寬度值。其龍口位置與寬度確定應(yīng)從以下方面入手：

因堤壩工程合龍施工特殊性，多要求其在短時(shí)間內(nèi)快速完成合龍施工。在整個(gè)沿海堤壩工程施工中應(yīng)為堤壩工程合龍施工創(chuàng)造最佳的實(shí)施條件。在合龍施工作業(yè)時(shí)，流場條件對(duì)其整個(gè)施工存在著關(guān)鍵性影響。在某航道治理工程中，為確保合龍施工作業(yè)安全性，將流場的流速、流向、高流速時(shí)間持續(xù)值等參數(shù)作為合龍施工參考關(guān)鍵性因素，充分對(duì)流場變化情況進(jìn)行分析與掌握。

此外，因沿海堤壩其水域存在著一定漲落潮差，在堤壩建設(shè)的影響下，其周邊流場出現(xiàn)較多變化，如出現(xiàn)沿堤流，沿堤流隨著堤身推進(jìn)逐漸增加，堤身長度增加過程中，沿堤流其在堤身不同位置所表現(xiàn)出的強(qiáng)度不同。在漲落潮過程中，會(huì)出現(xiàn)繞堤流。如沿海區(qū)域?yàn)楹^(qū)床面位置為易起動(dòng)、運(yùn)移粉砂性質(zhì)，則在運(yùn)動(dòng)中增大的沿堤流與繞堤流會(huì)對(duì)龍口區(qū)域的床面及堤側(cè)進(jìn)行沖刷，如其堤流沖擊力足夠大，則會(huì)對(duì)堤壩穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅，在合龍方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合進(jìn)行考慮。實(shí)際上，沿海堤壩工程施工作業(yè)過程中，可以采取數(shù)模試驗(yàn)對(duì)其變化規(guī)模進(jìn)行描述與掌握。采取二維潮流數(shù)學(xué)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)沿海堤壩工程龍口位置、龍口寬度與龍口速度等進(jìn)行模擬展現(xiàn)，其計(jì)算結(jié)果應(yīng)用效果較好。采取潮流數(shù)學(xué)模型，在該工程中的應(yīng)用操作方式為：

依據(jù)該工程施工方案編制編制中的堤壩工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、施工進(jìn)度安排及施工工藝等，結(jié)合擬定合龍施工時(shí)間段，提出適合操作的合龍位置，其位置可以選擇在一個(gè)或多個(gè)，按照堤壩工程堤身推進(jìn)速度與未來進(jìn)度，推算出合龍操作日期，其操作日期方案可以有一個(gè)或多個(gè)，操作日期應(yīng)作出一定精度，將以上數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)并作為數(shù)學(xué)模型計(jì)算的基礎(chǔ)性參數(shù)；通過潮流數(shù)模軟件，輸入工程區(qū)域?qū)嶋H測量地形資料與相關(guān)水文資料，與實(shí)際流場進(jìn)行對(duì)比，構(gòu)建出相應(yīng)海區(qū)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證；通過驗(yàn)證教學(xué)模型，計(jì)算堤壩在每個(gè)階段中其流場變化狀況，找出其內(nèi)在規(guī)律性；對(duì)合龍期進(jìn)行潮型預(yù)測，計(jì)算出不同龍口位置與龍口寬度所對(duì)應(yīng)的流場。

本項(xiàng)目工程在實(shí)際施工中，依據(jù)潮流數(shù)模研究結(jié)果，決定將S15+600～S16+400設(shè)置為Se標(biāo)段龍口段，綜合考慮流場變化規(guī)律，提出在9月底前完成合龍施工。

四、沿海堤壩工程合龍施工程序要點(diǎn)分析

在沿海堤壩工程合龍施工之前，需要龍口兩端堤壩向龍口位置進(jìn)行推進(jìn)，要求其臨時(shí)堤壩頭間距在沒有達(dá)到設(shè)計(jì)龍口寬度之前，需要對(duì)空口區(qū)域內(nèi)的水下工程進(jìn)行提前施工；水下工程指的是依據(jù)數(shù)模計(jì)算結(jié)果，建造一定高度工程不會(huì)引起龍口流速增加、保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)工程，如針對(duì)容易沖刷的床面設(shè)置鋪設(shè)工程，設(shè)置斜坡式結(jié)構(gòu)、跛腳拋石工程等，為合龍施工提供良好的流場條件，降低合龍施工的難度與強(qiáng)度。

合龍施工應(yīng)盡量選擇在潮差較小的時(shí)間段，盡可能選擇在同一小潮期內(nèi)完成合龍施工；在正式合龍之前需要對(duì)其船機(jī)、預(yù)制構(gòu)件、材料與勞動(dòng)組織等進(jìn)行明確規(guī)定，做好技術(shù)交底工作；應(yīng)采取龍口兩端向合龍斷面向前推進(jìn)的合龍方式，考慮到堤頭側(cè)方其水流十分紊亂且沖刷力度較強(qiáng)，在合龍作業(yè)中，需要采取連續(xù)推進(jìn)方式，避免其斷面出現(xiàn)較長時(shí)間停留，避免堤頭附近出現(xiàn)嚴(yán)重沖刷；在堤壩主體合龍之后，需要立即進(jìn)行堤身加高結(jié)構(gòu)施工與護(hù)坦結(jié)構(gòu)施工，提高壩體穩(wěn)定性與安全性。

在該工程合龍施工中，龍口在合龍操作過程中，為提高合龍速度，投入五艘半圓體運(yùn)輸駁船，對(duì)半圓體構(gòu)件進(jìn)行快速運(yùn)輸，合理利用9月上旬小潮期，合龍施工效果突出。在完成合龍施工后，對(duì)合龍主體進(jìn)行加固處理，切實(shí)保障了堤壩工程整體合龍質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了其施工目標(biāo)。

五、結(jié)語

與江河截留不同，沿海堤壩工程在合龍施工中具備特殊性。本文結(jié)合某航道治理工程，在探究沿海堤壩工程合龍施工特征表現(xiàn)與合龍施工方案設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，探究沿海堤壩工程龍口位置與寬度確定操作，提出應(yīng)用潮流數(shù)模軟件，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H參數(shù)，合理計(jì)算并確定相關(guān)參數(shù)值，對(duì)沿海堤壩工程合龍施工程序要點(diǎn)進(jìn)行分析。實(shí)踐證明，該工程合理確定龍口位置，編制科學(xué)的施工方案，有效保障了施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了其整體效益。

參考文獻(xiàn)

[1]趙潔.堤壩拋石施工技術(shù)工技術(shù)及質(zhì)量保證措施研究分析[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2011，（23）：107-107.

[2]龔玉華，梁森，陶路等.壩陵河大橋鋼桁加勁梁合龍關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2012，42（1）：96-101.