充填砂袋圍堰在吹填工程中的應(yīng)用

王慶山

（山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

1 工程概述

金山灣生態(tài)城位于煙臺(tái)市金山港區(qū)金山灣及周邊地塊，吹填區(qū)造地陸域形成總面積377公頃，計(jì)劃總填方量約2000萬方。吹填區(qū)根據(jù)防潮堤和河流位置共劃分9個(gè)分區(qū)，金山灣西側(cè)分成H1-H7共計(jì)7個(gè)分區(qū)，金山灣東側(cè)分為H8-H9兩個(gè)分區(qū)。修筑1#和2#攔河圍堰是為了在取沙吹填過程中對外海造成砂質(zhì)流失及污染，東西側(cè)圍堰為吹填過程中的擋水及排水通道導(dǎo)向圍堰，均采用編織袋充填砂結(jié)構(gòu)。

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

金山灣1#和2#以及東、西側(cè)圍堰設(shè)計(jì)均采用大型充填袋裝砂方案，工程施工為水上拋填袋裝砂袋作兩側(cè)反壓平臺(tái)，堤心采用下部拋砂上部為充填袋的組合結(jié)構(gòu)，外側(cè)迎浪面采用模袋砂護(hù)面結(jié)構(gòu)，倒濾結(jié)構(gòu)采用土工布倒濾層，軟基處理采用打設(shè)塑料排水板和鋪設(shè)土工格柵、軟體排。

1.2 圍堰施工質(zhì)量的影響因素

1.2.1 潮差。金山灣吹填工程1#和2#圍堰工程位于金山港河口開闊水域地帶，納潮面積大，潮差直接受海洋控制，最高超過4m，故此次圍堰施工作業(yè)分水上拋填和陸上填筑兩項(xiàng)，施工難度增大，并且須候潮作業(yè)，潮水漲落幅度大對圍堰整體結(jié)構(gòu)沖刷嚴(yán)重。

1.2.2 潮流。施工區(qū)域位于河口灣開闊地帶，區(qū)域河道發(fā)育有潮灘、潮流沙脊，并在河道中間形成潮成三角洲，低潮時(shí)出露，故潮流過水多集中在河道兩側(cè)。

2 施工過程質(zhì)量控制

2.1 圍堰基礎(chǔ)施工控制

由于圍堰整體上屬于斜坡式結(jié)構(gòu)，自西向東逐漸由陸上施工轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲜┕ぃy度也逐漸增大。圍堰基礎(chǔ)施工中必須嚴(yán)控質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要為：排水板插打、土工格柵搭接和保證充填砂袋反濾層完整。預(yù)先估計(jì)的重點(diǎn)監(jiān)測地段，施工前期要受到潮流的沖刷及排水口通水，更容易因淤泥滑動(dòng)造成圍堰位移。

2.2 排水口設(shè)置

原設(shè)計(jì)排水口為2組各10根直徑為1.35m的砼管，管底高程分別為+2.0m及+4.0m。管口無閥門，吹填區(qū)的水與海水相通，目的是保持吹填區(qū)與外海的水頭差不大于2.0m，保證圍堰的安全。由于合攏口封堵后，漲退潮時(shí)，潮水全部在排水口處進(jìn)出，每天兩個(gè)潮水的來回沖刷，加上排水口處基礎(chǔ)薄弱，使內(nèi)外排水口處不斷沖深塌陷，排水管不斷被沖垮沖走。

所以在北端重新建立吹填區(qū)閘箱式排水口，排水口用閘箱來調(diào)節(jié)集水標(biāo)高及控制出水，且排水口出水口設(shè)置活動(dòng)擋板，只允許吹填區(qū)的水流出，不允許外海水進(jìn)入吹填區(qū)。管底高程為+4.3m。因此吹填區(qū)內(nèi)的水位始終保持在+4.5m水位左右。此排水口建成后，即刻封堵原排水口，保障圍堰的安全。

3 圍堰建成后出現(xiàn)的問題

本圍堰工程經(jīng)過近6個(gè)月的修筑，于2014年7月25日建成。建成后的圍堰主體外側(cè)直接面對開闊性河口水面，潮流被截?cái)嗪蟾牡?，直接將東北圍堰角暴露在潮流控制之下，形成“岬角”，導(dǎo)致圍堰被沖刷、掏蝕加劇。

4 對建成后圍堰出現(xiàn)問題的質(zhì)量控制措施

4.1 吹填護(hù)堤方案

本臨時(shí)圍堰工程功能之一為吹填造地?？紤]圍堰外邊坡受潮流、波浪沖擊破壞性大，穩(wěn)定堰內(nèi)側(cè)地基將會(huì)增加圍堰的安全系數(shù)。因此次疏浚區(qū)淤泥含量大，閘箱式排水口的集淤功能顯著，致使在吹填過程中，吹填區(qū)西側(cè)堆積有大量淤泥，特別是東側(cè)及西側(cè)區(qū)域，淤泥的易流動(dòng)性及圍堰外側(cè)的潮流、波浪沖擊會(huì)使該處圍堰出現(xiàn)塌坡、位移及圓弧滑動(dòng)等險(xiǎn)情。故此，我們制定了沿圍堰內(nèi)側(cè)吹填條狀砂堰（即在圍堰內(nèi)再形成一道條狀砂堰）及吹填區(qū)“分塊截淤”吹填的護(hù)堤方案。事實(shí)證明，堰內(nèi)側(cè)地基穩(wěn)定可有效減小圍堰圓弧滑動(dòng)和位移的機(jī)率，西、南圍堰在經(jīng)歷數(shù)次臺(tái)風(fēng)影響及長時(shí)間大潮波浪沖擊、掏蝕，其外邊坡坡比甚至達(dá)到1∶1以上，甚至出現(xiàn)圍堰主體上層未被掏蝕的大砂袋發(fā)生向外偏移，但經(jīng)觀測，西、南圍堰整體位移仍處于穩(wěn)定范圍之內(nèi)。

吹填區(qū)“分塊截淤”吹填的護(hù)堤思路，是吹填形成條狀砂帶通過調(diào)整吹填管線布設(shè)將吹填區(qū)及吹填形成的淤泥分成若干小區(qū)塊，將吹填區(qū)及吹填形成的淤泥分區(qū)集合，降低了易流動(dòng)的淤泥對圍堰的威脅。

4.2 圍堰護(hù)面結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方案

面對開闊海面的圍堰設(shè)計(jì)應(yīng)為砼結(jié)構(gòu)或塊石結(jié)構(gòu)方案，永久性或半永久性圍堰應(yīng)為干砌石護(hù)面或拋理塊石護(hù)面，或在其上加拋大型砼塊體。土工材料圍堰是臨時(shí)的，其壽命有嚴(yán)格時(shí)間限制，并非常容易被海浪掏蝕造成砂料流失、坡度變陡。所以我們提出在嚴(yán)格按照原圍堰設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮因潮流改道對東北圍堰形成“岬角”效應(yīng)、雜物割破圍堰主體砂袋造成砂料流失及風(fēng)暴潮等不可抗力對圍堰造成的破壞現(xiàn)狀等因素，要求對圍堰進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的方案設(shè)計(jì)。經(jīng)協(xié)商，已初步制定出圍堰護(hù)面結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方案，即東、西圍堰將作為護(hù)岸使用，護(hù)面結(jié)構(gòu)按永久性結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，初步制定的方案是人工塊體柵欄板或干砌石護(hù)面方案。

5 小結(jié)

（1）施工前充分考慮潮流、波浪等自然因素，確立應(yīng)對方案，對圍堰施工質(zhì)量控制有前饋性準(zhǔn)備，加強(qiáng)對施工難點(diǎn)的質(zhì)量監(jiān)控。

（2）施工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量控制，特別的在圍堰施工中對潮流、波浪沖刷嚴(yán)重部位嚴(yán)抓質(zhì)量控制。

（3）充分考慮設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，總結(jié)正對潮流通道的排水口潰堤的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)現(xiàn)場潮汐條件，大膽改變原設(shè)計(jì)方案，設(shè)置閘箱式排水口，保護(hù)圍堰安全。實(shí)例證明，臨海圍堰不適宜設(shè)置開放式排水通道。

（4）根據(jù)圍堰遭受的破壞程度及影響因素，盡早建立合理的圍堰維護(hù)方案。對因客觀條件造成的圍堰破壞，現(xiàn)場應(yīng)多取證并積極對圍堰進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控，防止因微小質(zhì)量問題造成圍堰的潰決。

6 結(jié)語

在金山灣生態(tài)城項(xiàng)目吹填工程中，沙袋圍堰建成起到了至關(guān)重要的作用，不僅解決了吹填區(qū)擋水與延長排水路徑的效果，還避免了鐵路與公路橋基礎(chǔ)的土質(zhì)穩(wěn)定以及對外海造成的水質(zhì)污染，為整個(gè)項(xiàng)目的順利建設(shè)提供了有力的保障。