海洋工程施工圍堰用海方式界定問題分析與探討

張彤輝 岳文 李輝權(quán)

摘要：文章從工程與工作實(shí)踐出發(fā)，對(duì)填海造地工程、跨海橋梁、水利工程等海洋工程施工圍堰用海方式界定問題進(jìn)行了分析與探討。針對(duì)施工圍堰與項(xiàng)目申請(qǐng)用海方式不一致的情況，提出了分階段確權(quán)的解決方法。期望為海域管理和海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)工作提供有益參考。

關(guān)鍵詞：海洋工程;圍堰;用海方式;分階段確權(quán);海域管理

中圖分類號(hào)：P748????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A????文章編號(hào)：1005-9857（2020）03-0075-05

Analysis and Discussion on the Definition of Sea Utilizing Mode for Cofferdam in Offshore Engineering Construction

ZHANG Tonghui，YUE Wen，LI Huiquan

（Institute of land survey and Planning of Guangdong Province，Guangzhou 511453，China）

Abstract：The problems to define the sea utilizing mode of cofferdams in offshore engineering construction，such as land reclamation，sea crossing bridge and water conservancy engineering，were analyzed and discussed based on work practice.A solution to confirm the right by stages was proposed in view of the inconsistency of sea utilizing mode between the construction cofferdam and the design.It is expected to provide useful reference for maritime management and dynamic monitoring and surveillance of sea area use.

Key words：Offshore engineering，Cofferdam，Sea utilizing mode，Right confirmation by stages，Maritime management

0?引言

海洋工程，是指以開發(fā)、利用、保護(hù)、恢復(fù)海洋資源為目的，并且工程主體位于海岸線向海一側(cè)的新建、改建、擴(kuò)建工程，包括圍填海、海上堤壩工程、跨海橋梁、海底工程、海洋礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)及其附屬工程、海洋能源開發(fā)利用工程等[1]。海洋工程的結(jié)構(gòu)形式多樣，按用海方式，可分為5個(gè)一級(jí)類[2]，包括：填海造地，如城鎮(zhèn)建設(shè)填海、人工島等;構(gòu)筑物，如防波堤、跨海橋梁等;圍海，如港池、鹽田、圍海養(yǎng)殖等;開放式，如游樂場(chǎng)、專用航道等;其他方式，如海底電纜管道、污水達(dá)標(biāo)排放等。

海洋工程主體位于海岸線向海一側(cè)，施工時(shí)需考慮海水或潮汐影響。在大多數(shù)情況下，工程局部施工范圍或基坑作業(yè)面應(yīng)處于干燥環(huán)境中，因此前期需對(duì)作業(yè)區(qū)進(jìn)行圍護(hù)并排水。圍堰是為海洋或水利工程施工而建的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)[3]，在基槽開挖、建造構(gòu)筑物時(shí)，圍堰可防止外部海水、泥沙等進(jìn)入施工范圍，確保作業(yè)區(qū)處于干燥環(huán)境，并保護(hù)建筑設(shè)施不受流動(dòng)水體的沖擊和腐蝕。圍堰的設(shè)計(jì)、施工及拆除等技術(shù)方法已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，廣泛用于填海造地、跨海橋梁以及沿海水利設(shè)施等海洋工程施工。

在海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)工作中，對(duì)施工圍堰的用海方式認(rèn)定問題，存在一些爭(zhēng)論。一些觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)界定為填海造地或圍?；蚍峭杆畼?gòu)筑物;另有部分觀點(diǎn)認(rèn)為，應(yīng)從圍堰與整體工程的關(guān)系來考慮，局部服從整體，如跨海橋梁。本研究將從工程以及海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)實(shí)踐的角度出發(fā)，對(duì)海洋工程施工圍堰用海方式界定問題進(jìn)行分析與探討，以期為海域管理工作提供有益參考。

1?海洋工程中圍堰應(yīng)用

1.1?填海造地工程

填海造地是筑堤圍割海域填成土地，并形成有效岸線的用海方式[2]。圍填海過程中，可通過圍堰先形成填海界限，為下一步吹填和基礎(chǔ)處理做準(zhǔn)備。根據(jù)水文、地質(zhì)條件，基礎(chǔ)處理、風(fēng)浪防護(hù)等要求，圍填海施工圍堰結(jié)構(gòu)形式主要包括：拋石圍堰、模袋砂圍堰和鋼結(jié)構(gòu)圍堰等。填海造地工程的施工圍堰在陸域形成后通常不會(huì)進(jìn)行拆除，大多數(shù)工程在圍堰基礎(chǔ)上建設(shè)護(hù)岸，最終與陸域融為一體，成為永久性工程一部分。

1.1.1?拋石圍堰

施工期向海中拋擲一定的石料，石料在自重或外力的作用下堆積密實(shí)，露出水面，形成人工分隔帶，將填海造陸區(qū)與海域分隔，以便后續(xù)吹填施工[4-5]。拋石圍堰是一種傳統(tǒng)的圍堰施工技術(shù)，根據(jù)拋石方式，可分為水拋和陸拋兩種，具有施工進(jìn)度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、工程壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于港口工程及水利工程中[6-7]。

1.1.2?模袋砂圍堰

若圍填海區(qū)軟基較厚，運(yùn)用常規(guī)拋石法，石料可能無法沉底，即使最終形成圍堰，工程造價(jià)也會(huì)急劇升高，此時(shí)可采用模袋砂圍堰形式[8]?；臼┕み^程為，先將防老化編織土工布縫制成袋形，再采用水力充填法將泥砂料溶入袋中，最后層級(jí)疊置，構(gòu)筑成圍堰[5]。砂袋圍堰施工有直接拋填小型砂袋和向鋪設(shè)好的大沙袋內(nèi)水力充填沙土兩種方式，該方法具有節(jié)約成本、整體穩(wěn)定性好以及對(duì)周邊海洋環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于填海造地工程、港口建設(shè)等工程[9-10]。

1.1.3?鋼結(jié)構(gòu)圍堰

在某些特定地質(zhì)條件下，可采用插入式大直徑鋼圓筒進(jìn)行圍堰施工，不需要大規(guī)模開挖或進(jìn)行特殊地基處理[11]。將鋼筒打入軟土層，并振沉至持力層一定深度，各圓筒之間采用弧形鋼片搭接、嵌固，圓筒及弧段內(nèi)部回填砂料，并打設(shè)砂石樁作豎向排水體[5]。鋼筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)自身即可滿足穩(wěn)定的要求，本身可作為圍填區(qū)圍堰，不再修建臨時(shí)圍堰或接岸構(gòu)筑物。插入式鋼結(jié)構(gòu)圍堰的理論和工程實(shí)踐都比較多，其在工程造價(jià)上比其他傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)勢(shì)，是一種廣泛應(yīng)用的圍堰形式。

1.2?跨海橋梁

跨海橋梁本身即為用海方式二級(jí)類，其一級(jí)用海方式為構(gòu)筑物[2]?？绾蛄河煤ｎ愋蜑槁窐蛴煤＃高B路、連島等路橋工程所使用的海域，包括跨海和順岸道路、跨海橋梁等及其附屬設(shè)施所使用的海域，不包括油氣開采用連陸、連島道路和棧橋等所使用的海域。

橋梁深水基礎(chǔ)承臺(tái)施工中，同樣需構(gòu)建臨時(shí)圍堰，橋梁基礎(chǔ)和墩臺(tái)修筑出水面后，再將其拆除[12]。較常見的橋梁施工圍堰結(jié)構(gòu)形式有鋼結(jié)構(gòu)[13]、筑島圍堰[14]等。

1.2.1?鋼結(jié)構(gòu)圍堰

本研究以被廣泛使用的雙壁鋼套箱圍堰為例[13]，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)圍堰施工過程進(jìn)行說明。鋼圍堰的圍堰總體為橢圓形，由多個(gè)略微帶拱的微彎板拼接組成。圍堰內(nèi)抽水時(shí)，由于內(nèi)外水頭差，為保證結(jié)構(gòu)受力要求，圍堰內(nèi)部需設(shè)置內(nèi)撐。橋梁墩基礎(chǔ)施工時(shí)，首先進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，在海域環(huán)境中多采用鋼管樁或PHC高強(qiáng)度管樁。之后工序依次為：鋼圍堰下沉、封底混凝土澆筑、鋼圍堰內(nèi)抽水清淤以及承臺(tái)混凝土澆筑施工等[12]。

工程施工到一定階段后，可對(duì)圍堰進(jìn)行部分拆除回收，并重復(fù)利用。圍堰底部由于已與水下基礎(chǔ)成為一體，不可拆除。圍堰中部若與底部有活動(dòng)連接裝置，可解開連接，回收余下部分;若中部與底部為一體結(jié)構(gòu)，需進(jìn)行水下切割拆除回收。圍堰底部不能切割的部分可對(duì)鉆孔樁基礎(chǔ)起到保護(hù)作用，防止因海床變遷引起的基礎(chǔ)沖刷和對(duì)風(fēng)化巖的破壞。

1.2.2?筑島圍堰

本研究以深圳至中山跨江通道建設(shè)配套工程中伶仃水道橋的錨碇施工平臺(tái)筑島圍堰方案為例[14]，對(duì)筑島圍堰施工過程進(jìn)行說明。圍堰采用鎖扣鋼管樁與工字型板樁組合方案，首先進(jìn)行表層清淤，之后進(jìn)行砂石墊層施工并在施工區(qū)域插打塑料排水板，再進(jìn)行鎖扣鋼管樁和圍箍施工，圍堰形成后，內(nèi)部回填砂，外側(cè)拋砂袋護(hù)坡并用塊石進(jìn)行沖刷防護(hù)。

施工任務(wù)完成后，可拆除筑島圍堰以及圍堰內(nèi)的塔吊、鋼平臺(tái)等設(shè)施?；顒?dòng)結(jié)構(gòu)拆除后，用清淤船從圍堰外到內(nèi)清除圍堰結(jié)構(gòu)至原海床標(biāo)高，并把筑島材料清理至陸地相關(guān)區(qū)域。

1.3?水利工程

沿海地區(qū)為解決城區(qū)排洪、排澇以及灘涂圍墾區(qū)的水體交換，會(huì)在排洪口及通水口處設(shè)置水閘。沿海水閘是海岸帶地區(qū)最常見的水利工程設(shè)施，其用海類型通常界定為其他用海，用海方式界定為透水構(gòu)筑物。水閘工程圍堰常見形式為土石圍堰和木板樁圍堰[3]，主要作用是擋水并形成干式施工區(qū)域，水閘建成后即被拆除，并非永久建筑物[15]。

大多數(shù)沿海水閘屬于中小型水閘，且多建于軟基之上，目前一般多采用土石圍堰和明渠導(dǎo)流的施工方式。土石圍堰由土石填筑而成，主要材料為黏土和砂石，多用于上下游的橫向圍堰[16]。土石圍堰通常會(huì)采用分段設(shè)計(jì)、施工的方法，分期填筑和拆除。目前常采用外側(cè)石方填筑、塊石防護(hù)、 背水面閉氣土方防滲的土石混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。水閘工程完成后，圍堰將被拆除，海域?qū)⒒謴?fù)原狀。

2?討論

2.1?填海造地工程

填海造地工程的施工圍堰在陸域形成后通常不會(huì)進(jìn)行拆除，大多數(shù)工程在圍堰基礎(chǔ)上建設(shè)護(hù)岸，施工圍堰最終與陸域融為一體，成為永久性工程一部分。根據(jù)《海籍調(diào)查規(guī)范》，填海造地用海范圍，岸邊以填海造地前的海岸線為界，水中以圍堰、堤壩基床或回填物傾埋水下的外緣線為界[17]。

本研究認(rèn)為，填海造地工程施工圍堰的用海方式也應(yīng)界定為填海造地。圍堰應(yīng)看做填海造地工程的一部分。在整個(gè)施工過程中，施工圍堰的坡腳線不應(yīng)超越已批復(fù)的用海界址線。填海完成后，圍堰即作為填海區(qū)護(hù)岸工程的一部分進(jìn)行填?？⒐を?yàn)收。

2.2?跨海橋梁

橋梁工程施工圍堰的用海方式問題，應(yīng)該具體問題具體分析。根據(jù)《海籍調(diào)查規(guī)范》，跨海橋梁及其附屬設(shè)施等，以橋面垂直投影外緣線向兩側(cè)外擴(kuò)10 m距離為界[17]。

（1）對(duì)于墩臺(tái)施工的鋼結(jié)構(gòu)圍堰，工程施工到一定階段后，可對(duì)圍堰進(jìn)行拆除。圍堰底部由于已與水下基礎(chǔ)成為一體，無法拆除，其余部分可進(jìn)行拆卸回收?？绾蛄旱呐R時(shí)圍堰一般比橋墩略大，不超出跨海橋梁用海范圍，圍堰拆除后，剩余的底部部分位于水面以下，不影響橋梁整體的透水性，也不改變橋梁整體的用海方式。本研究認(rèn)為，這種圍堰形式的用海方式應(yīng)與項(xiàng)目主體用海方式一致，界定為跨海橋梁。

（2）對(duì)于筑島型圍堰，雖然整個(gè)施工過程沒有形成陸域，不形成有效海岸線，不影響橋梁整體的透水性，但不可否認(rèn)，存在用非透水結(jié)構(gòu)圍割海域并填砂的事實(shí)，且在垂直橋梁的方向，圍堰范圍通常會(huì)大大超出橋梁本身及外擴(kuò)的距離。本研究認(rèn)為，筑島圍堰的用海方式應(yīng)界定為非透水構(gòu)筑物，可通過分階段確權(quán)的方式解決此類問題。將用海期限分為施工期和運(yùn)營(yíng)期。施工期，圍堰范圍界定為非透水構(gòu)筑物，并劃分為單獨(dú)的用海單元，從跨海橋梁整體用海范圍中區(qū)分出來，并明確用海期限。施工期結(jié)束后，圍堰已經(jīng)拆除完畢，非透水構(gòu)筑物用海到期，不再續(xù)期。運(yùn)營(yíng)期，圍堰用海與跨海橋梁重疊部分，用海方式變換為跨海橋梁，不再作為獨(dú)立用海單元，與跨海橋梁整體統(tǒng)一進(jìn)行用海分宗。

2.3?水利工程

水閘建設(shè)工程量大，工程臨時(shí)圍堰通常會(huì)形成較大的隔水區(qū)，以保證有足夠的施工場(chǎng)地。雖然水閘施工會(huì)設(shè)置泄洪水道或管道等配套設(shè)施，替代其隔斷區(qū)的排水功能，保障水體流通，但同樣無法否認(rèn)其筑堤圍割海域的事實(shí)。

本研究認(rèn)為，水閘圍堰用海方式應(yīng)界定為非透水構(gòu)筑物，同樣可采用分階段確權(quán)的方式來解決問題。施工期，圍堰范圍界定為非透水構(gòu)筑物，并劃分為單獨(dú)的用海單元。施工期結(jié)束后，圍堰已經(jīng)拆除完畢，非透水構(gòu)筑物用海到期，不再續(xù)期。運(yùn)營(yíng)期，根據(jù)水閘用海范圍申請(qǐng)用海，用海方式變換為透水構(gòu)筑物。

3?結(jié)論

本研究從工程和海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)工作實(shí)踐出發(fā)，對(duì)海洋工程施工圍堰用海方式界定問題進(jìn)行了分析與探討，形成結(jié)論如下。

（1）在近年的圍填海疑點(diǎn)疑區(qū)監(jiān)測(cè)和圍填海專項(xiàng)督查中，廣東省有多個(gè)問題圖斑涉及橋梁、沿海水閘等工程的施工圍堰?，F(xiàn)場(chǎng)核查過程中，針對(duì)施工圍堰的用海方式認(rèn)定，目前各方的認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一，實(shí)踐中產(chǎn)生很多爭(zhēng)論和問題。

（2）臨時(shí)圍堰作為海洋工程施工的重要設(shè)施，其用海方式問題在海域使用申請(qǐng)和論證過程中長(zhǎng)期沒有得到足夠的重視。建議海域申請(qǐng)過程中應(yīng)明確臨時(shí)圍堰的用海方式和用海期限，這樣做既符合科學(xué)用海和海域精細(xì)化管理原則，也可為后續(xù)監(jiān)管工作提供依據(jù)。

（3）臨時(shí)圍堰用海方式界定應(yīng)具體問題具體分析，若存在圍堰用海方式與項(xiàng)目申請(qǐng)用海方式不一致的情況，提出了分階段確權(quán)的解決方法。在施工期和運(yùn)營(yíng)期，將海域確權(quán)分為不同的用海方式，并可根據(jù)不同的用海方式和期限收取海域使用金。

（4）現(xiàn)階段尚未見到海域分階段確權(quán)的實(shí)例，期望在海域管理政策研究方面進(jìn)行有益探索，并為海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)工作提供技術(shù)支撐。

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