論吹填區(qū)泄水口的設置

劉曉青

摘 要：在吹填造陸工程中，泄水口設置及施工過程是否得當，直接關系到工程的安全、環(huán)保及效益。特別是圍堰外側(cè)臨近海洋開闊水域時，潮汐海浪直接影響泄水口的安全，并對泄水口設置處防滲提出了更高的要求。本文通過臨海圍堰泄水口施工的介紹，對類似工程具有借鑒意義。

關鍵詞：臨海圍堰 泄水口 安全施工

1.工程概述

呂四港區(qū)位于江蘇省南通市啟東市，啟東地處萬里長江入?？?。在大洋港以東至大唐電廠西側(cè)淺灘區(qū)域，通過灘地圍墾、開挖，建設橫向約10公里、南北縱深約3公里、總平面面積約35平方公里的環(huán)抱式港池。根據(jù)施工計劃，在西港池南側(cè)吹填區(qū)新建泄水口一座，泄水口位于圍堰臨海一側(cè)。圍堤結(jié)構形式為吹砂堤結(jié)構靠海側(cè)漿砌塊石護面。

2.泄水口設計概述

2.1泄水口布置原則

2.1.1泄水口的位置應根據(jù)吹填區(qū)地形、幾何形狀、排泥管的布置、容泥量及排泥總流量等因素確定。

2.1.2泄水口應有利于泥漿流程、有利于泥沙沉淀的位置上。一般多布置在吹填區(qū)的死角或遠離排泥管出口的地方。

2.1.3泄水口的位置要考慮排除渾水后淤積沖刷的影響，宜遠離碼頭、航道、港池。

2.1.4泄水口應選擇在有排水條件的地方，排出的渾水對環(huán)境和水質(zhì)將造成不利影響，因此要遠離養(yǎng)殖場，在確實無法避免時要采取必要措施予以防范。

2.2泄水口設計的水利計算

Qx2=K.Q.（1-p）

S=πd2/4

n=Qx2/S.v

Qx2——通過排水口排出的流量（m3/s）；

K——修正系數(shù)，一般根據(jù)經(jīng)驗取1.1～1.5；

Q——挖泥船排入吹填區(qū)的泥漿總流量（m3/s）；

p——吹填時泥漿濃度（%）；

S——單個排水管斷面；

v——允許的泄流速度；

n——需要設置的排水管根數(shù)。

3.工程特點及工藝流程

3.1工程特點

該泄水口施工基本思路為對原圍埝進行開挖成槽，布置泄水口后再進行回填，恢復原堤身結(jié)構并對泄水口附近堤身進行防護。目前該段圍埝標高約+11.0m，計劃開挖至+5.7m，鋪設一層30cm厚毛石混凝土層，泄水口排水管底標高為+6.0m。泄水口集水井頂標高為+9.5m。根據(jù)吹填流量計算，每個泄水口布置集水井Φ800mm排水管口16個，每條排水管長48m（采用8根6m鋼管和若干膠套組成）。

本工程特點：施工時需要注意對原沙袋及外側(cè)護坡的保護；施工受潮水影響，施工前需要做好防護埝。

3.2工藝流程

對原圍埝進行開挖成槽，鋪設排水管后再進行回填。目前該段圍埝標高約+11.0m，開挖至+5.7m，布置泄水口排水管底標高為+6.0m，泄水口集水井頂標高為+8.5m。布置集水井排水管16組，本次施工范圍內(nèi)結(jié)構采用1.4m毛石混凝土（或毛石）——3.4m砂袋回填——50cm模袋混凝土層——路面。毛石應選用堅實、未風化、無裂縫、潔凈的石料，強度等級不低于MU20；底部采用毛石混凝土可以減少水泥用量，減少發(fā)熱量對結(jié)構產(chǎn)生的病害，增強防滲作用。

4.施工方法及措施

4.1施工準備

4.1.1利用RTK對現(xiàn)場原圍埝的情況（主要為坡底）進行探摸測量，確定實際斷面尺寸。

4.1.2完成原材料的采購、進場工作。

4.1.3施工設備進入施工區(qū)域。

4.1.4提前對本工程需使用的集水井進行制作。

4.1.5對現(xiàn)場施工人員進行技術交底，對機械操作人員進行技術考核。

4.2開挖前防護

根據(jù)呂四海洋站1985～2 0 0 8年實測資料統(tǒng)計，當?shù)刈罡吒咚?.74m，平均高潮5.24m，但施工時要挖至5.7m，因此采取在泄水口區(qū)域靠海側(cè)建設吹砂袋圍堰，將擬建設泄水口區(qū)域靠海側(cè)進行防護，使泄水口施工不受潮水影響

4.3土方開挖、拆除漿砌塊石

由于本工程排水口需要在拆除現(xiàn)有圍堤標高+5.7m以上部分以后再進行施工，因此首先需采用挖掘機對現(xiàn)有圍埝進行開挖，同時將此部分漿砌塊石等拆除，圍埝開挖應平整，避免造成上部鋼管鋪設不平。

4.4鋪設土工布倒濾層

土工布倒濾層在施工現(xiàn)場縫合成寬幅后成卷，將土工布運至現(xiàn)場人工鋪設。土工布規(guī)格為600g/m2，土工布沿岸坡橫鋪，從導堤海側(cè)開始人工鋪展，土工布長度方向應垂直于圍埝軸線布置。

土工布沿寬度方向采用縫制連接，水下施工搭接寬度不小于1000mm，陸上施工搭接寬度不小于500mm，雙縫縫合，現(xiàn)場縫制；土工布倒濾層施工完成后、袋裝碎石墊層前，應檢查土工布是否有損壞，同時上部墊層的施工不得對土工布造成破壞，如發(fā)現(xiàn)破損，應及時修補。土工布下部墊層要整平，倒濾層應鋪實，不得懸空設置。

4.5鋪設下毛石層

鋪設土工布完畢后立即進行毛石混凝土層（30cm）的鋪設施工，為避免上道工序鋪設的土工布倒濾層受到風浪的影響發(fā)生移位或褶皺，先在土工布倒濾層頂上將預制好的模板按照定好的坐標擺放整齊；然后在模板內(nèi)進行毛石混凝土的澆筑施工。毛石混凝土鋪設后進行平整處理。堤心內(nèi)采用微膨脹水泥的毛石混凝土；排水管入海側(cè)、距排水管口3米范圍內(nèi)管底采用毛石混凝土。

4.6砌筑、澆筑平臺（閘箱、出口處）

砌筑砂漿在現(xiàn)場進行拌合，對閘箱處首先鋪設毛石混凝土斜坡（坡比為1：3）澆筑標高由+5米至+5.7米，澆筑至+5.7米后，對斜坡進行刮平找坡，同時將閘箱基礎進行定位放線，并安置模板，待混凝土初凝后，開始澆筑閘箱基礎的C25混凝土。待C25混凝土澆筑完畢后，再在其周圍按設計要求澆筑毛石混凝土。出口處采用塊石進行打底找平，出口管口下要鋪設毛石及毛石混凝土進行加固，兩端三米范圍內(nèi)采用毛石混凝土，管口其余位置采用毛石進行加固。

4.7安裝鋼管及閘箱

待所澆筑的混凝土初凝后，進行鋼管和閘箱的安放，鋼管及閘箱安放后，采用5mm貼角焊縫將排水管法蘭與集水井焊接牢固。在出水口安裝防止海水倒灌的擋水板。

4.8鋪設毛石混凝土

鋼管鋪設完畢后對兩鋼管間隙進行毛石混凝土填縫，填縫毛石混凝土采用微膨脹混凝土，填縫應密實。之后進行30cm厚毛石混凝土（堤心）澆筑，澆筑完成后在毛石混凝土之上鋪設600g/m2高強土工布一層。

4.9鋪設充填袋

首先由測量人員對充填袋鋪設位置進行放線定位，定位結(jié)束后，將加工好的充填袋按照放線標示展布完畢，即可進行充砂作業(yè)。

4.10充砂作業(yè)

確認袖口與充填管連接完畢后開啟泵機進行充填，充填砂袋時，首先沿長邊方向進行充填，避免應力集中損壞袋體，并在充填過程中經(jīng)常調(diào)整出砂管口方向，防止袋體在充填過程中受力不均而移位變形，待袋體固定不再發(fā)生位移時，再次充填，直至達到理想的充滿度。在充填過程中如一次達不到理想高度，待砂袋稍有固結(jié)后，再進行二次或多次充填，直到理想的充填高度。

4.11理坡施工

按照設計首先進行袋裝砂理坡，砂袋采用聚丙烯編織布，單位面積質(zhì)量不少于80g/m2，寬為50cm，高為20cm。充填三角縫時自下而上進行，袋裝砂必須充滿整個三角區(qū)，外觀尺寸需滿足坡比要求。完成袋裝砂理坡后，進行復合土工布鋪設，復合土工布鋪設范圍以將充填袋與其層間袋裝砂性土全部遮擋為原則，內(nèi)外均應留2.0m左右的余量。土工布鋪設時應留有余量，土工布長度方向應垂直于圍埝軸線布置，長向搭接長度不小于1000mm。沿寬度方向的接縫，縫接時，搭接長度不小于100mm，現(xiàn)場縫制；搭接時，搭接長度不小于1000mm。

4.12鋪設模袋混凝土

混凝土模袋加工成長方形，其尺寸寬度以護堤坡長斷面為準，同時考慮增3%富裕量以備充灌時收縮量的儲備，長度一般為10m左右，袋體厚度按設計要求加工（40㎝厚）。鋪放作業(yè)是將卷好的模袋按設計位置在坡面上打開，在打開過程中應使模袋始終保持向下拉緊的狀態(tài)，因此，操作者不但要向下滾動模袋卷，而且要隨時向下拉緊模袋，另外還應注意使模袋與已有模袋砼之間的搭接寬度始終控制在15-20cm，這樣不僅保證了拼縫嚴密，而且保證了新鋪模袋位置相對于已有模袋砼不發(fā)生偏斜，使模袋邊線與堤軸線之間的垂直關系能很好的承襲下去。最先施工的一塊模袋邊線需用經(jīng)緯儀控制，以保證上述垂直關系，模袋鋪設前進行人工細理坡，保證二片底層的平整度，確保模袋混凝土澆注的厚度。模袋鋪至坡腳后，用砂袋進行壓載，然后將坡肩端的手動葫蘆打緊，模袋鋪放即完成。充灌施工期間2人扶住泵管，以防其有較大的擺動，同時掌握灌口混凝土壓力，當出現(xiàn)該處混凝土壓力持續(xù)上升時說明混凝土在模袋中流動減慢，此時應適當降低充灌速度，當發(fā)現(xiàn)模袋內(nèi)砼流動受阻時，可采取用腳踩踏的方法進行疏導。在一排灌口充灌完畢后，應將坡肩端的錨固繩具適當放松，以防模袋由于充漲收縮而過分繃緊，造成充灌困難，甚至將模袋拉壞。一個灌口充灌完成后，即將灌布套內(nèi)混凝土清除，將布套塞進灌口并縫合灌口，然后將模袋表面沖洗干凈。對于水下的灌口，可以只簡單地將布套綁扎封閉。充灌混凝土的技術關鍵是使混凝土具有良好的流動性及和易性，并保證充灌作業(yè)的連續(xù)進行。

4.13砌筑混凝土擋墻

利用已形成的路作為施工通道，運輸混凝土至現(xiàn)場進行現(xiàn)澆施工；首先利用預留槽安裝模板，模板安裝后要確認牢固；混凝土澆筑要控制密實度，澆筑完成后表面進行平整。待混凝土形成強度后拆除模板。

5.質(zhì)量控制和驗收標準

5.1土方開挖、拆除漿砌塊石：開挖至設計標高，圍埝開挖應平整。

5.2鋪設土工布倒濾層：清除尖狀石塊，土工布沿長度方向不得搭接，寬度方向采用縫制連接，水下施工搭接寬度不小于1000mm，陸上施工搭接寬度不小于500mm，雙縫縫合

5.3澆筑毛石混凝土層：鋪設均勻。

5.4砌筑塊石底座、毛石混凝土基礎、C25混凝土基礎：砌筑到設計標高。

5.5安裝鋼管及閘箱：鋼管由圍埝內(nèi)向圍埝外成一定坡度，相鄰閘箱間緊密安置。

5.6澆筑毛石混凝土層、鋪設上部高強土工布層：毛石混凝土層要求鋪設均勻，高強土工布倒濾層鋪設要求見要求2。

5.7充砂帶充填：充填均勻、搭接嚴密，袋體達到設計高度。

5.8鋪設模袋混凝土：鋪設均勻。

5.9鋪筑擋浪墻：滿足最終寬度、高度要求，平整度要求。

6.結(jié)語

通過對臨海圍堰泄水口布設的探索研究，深刻的認識到在臨近海洋一側(cè)布設泄水口施工時需要更加注意泄水口的安全、環(huán)保及效益，尤其要提高泄水口的防滲措施。本文通過對臨海圍堰泄水口施工經(jīng)驗的介紹，希望能對有類似施工環(huán)境的工程具有借鑒意義。

參考文獻：

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[4]南通港呂四港區(qū)匡圍工程施工方案.