水利筑堤堵口方法

堵口工程是圍墾工程的關鍵，歷來受到各方的廣泛關注，堵口的成敗，往往在于堵口設計的好壞。

一、工程實例

某圍涂工程段灘面平均含沙量為1.2~3.2kg/m3，中值粒徑0.02~0.06mm，泥沙來源主要來自江口。圍區涂面高程在2.7m，中間設三條隔堤，總長6.44km，圍涂總面積44.7km2（6.7萬畝）。本工程自2000年5月試驗堤破土動工興建以來，已完成三條隔堤全長6.4km，為防止對工程產生不利影響，工程西段采用拋石順壩作為抗沖刷的主要手段，其余堤段均采用泥心順壩。

二、工程的地基特性

本工程建于粉砂土地基上，其地層主要由砂質粉土組成，該土層干容重為15kN/m3，含水率w＝28.4%，孔隙比e＝0.790，壓縮模量Es＝12.00MPa，c快＝5.9kPa，Φ快＝29.9°，c固快＝6.2kPa，Φ固快＝31.6°。其水平向滲透系數為2.07×10-4cm/s，經顆粒分析泥沙粒徑以0.01-0.075mm為多數，不均勻系數d60/d10≈6。粉沙土地基，一般地基的承載力標準值為120-170kPa，具有強度高，壓縮性較低，最大的弱點就是抗沖刷能力極弱，極易被潮水沖刷形成潮流溝。

三、堵口方法

1、工程形成三塊萬畝以上的圍區，為保證每一塊圍區橫堤的渡汛安全，分別設置龍口。本次堵口采用兩種截流壩型式，即泥心順壩型式。渡汛大龍口寬度根據水量平衡原理進行龍口水利計算，根據《中國圍海工程》中推薦的采用沖泥管袋施工情況下，要求控制流速不大于3m/s控制，考慮本圍區圍粉砂土地基，極易沖刷，因此在渡汛時我們控制最大流速不大于2.0m/s，以防涂面沖刷，堵口時仍按不大于3m/s控制。龍口渡汛標準為汛期10年一遇高潮位設計潮型，堵口為非汛期5年一遇高潮位設計潮型，對不同龍口寬度、相同底檻高程進行多方案試算，經分析最后選定施工渡汛龍口要求如下：東片當龍口底檻高程3.0m、口門寬各為1000m時，最大落潮流速1.83m/s，最大漲潮流速1.49m/s；中片當龍口底檻高程3.0m、口門寬各為1000m時，最大落潮流速1.78m/s，最大漲潮流速1.52m/s；西區龍口龍口底檻高程3.00m、口門寬1200m時，最大落潮流速1.59m/s，最大漲潮流速1.59m/s；

2、堵口時間選擇。龍口渡汛屬臨時性工程，根據《圍海工程技術規范》規定，龍口水力計算設計標準的設計潮位重現值采用10年一遇，堵口合攏時小龍口一般選擇在非汛期的小潮汛設計潮位重現值為5年一遇。根據海洋水文分析，本地區12～4月份潮位較低，潮差小，對堵口最為有利。但從堵口其他條件如風浪、下階段施工安排等考慮，排在10～11月份最為有利，雖然潮位略高，但可免受西北風對波浪增水和涂面沖刷的影響，并可使堵口合攏后，能在下一年的汛期到來之前，有足夠的時間進行大塘土方加寬和加高，從而確保海堤安全渡汛，因此本次設計堵口時間確定在農歷9月初5開始進行堵口、東隔堤以東放在農歷9月21開始堵口，要求在7天小潮汛期間堵口全部完成。

3、截流堤設計。截流堤是在堵口段用來最終截斷潮流的海堤，根據不同的海堤順壩型式，分別采用不同的截流壩型式，西橫堤順壩采用拋石結構，堤頂高程為7.1m，斷面型式與順壩相同，要求最后200~300m合龍時可降低至5.5m進行截流，截流后加寬加高至設計斷面。東橫堤截流堤結構與橫堤泥芯順壩型式相同，具體為順壩內外兩側采用寬2m的沖泥管袋，中間為沖填土，順壩頂采用山渣墊層，外海側采用拋石保護。堵口段海堤全斷面設計成果與非堵口段相同。其底高程與非堵口段相同，基礎采用復合土工布做護底防沖刷處理，迎水坡采用大塊石保護。

4、龍口護底和堤頭保護。粉砂土地基龍口護底應與粉沙地基抗沖刷結合考慮，渡汛時要求龍口底檻采用一層復合土工布加鋼釬固定進行護底，減少潮水進出對龍口基礎沖刷，兩側堤頭用沖泥管袋加表層拋石保護，護底保護寬度為50m。口門壓縮時，護底保護應加強，強調先護底后壓縮。由于涂面淤漲，如西橫堤從原設計2.5高程淤至3.5～4.2m，因此，堵口前要求對小龍口加強護底，加鋪一層寬度為100m400g/m2的復合土工布護底，龍口不作抬高；東橫堤涂面高程比原設計抬高0.5m，不增加龍口護底保護，要求堵口前，對流溝采用20×20或20×40等大規格沖泥管袋進行填平，確保龍口一次平行抬高。

5、堵口程序和方法。確定具體時間后，對兩種截流堤型式分別確定堵口方法：1）西橫堤拋石截流堤堵口，首先進行涂面護底保護，粉砂土地基最怕沖刷，因此選擇護底型式成為堵口成敗的關鍵，目前，對粉砂土地基抗沖護底尚無人進行專題研究試驗，大家各憑經驗，大多數地方采用編織布進行護底，在本次拋填順壩過程中，比較了普通編織布和復合土工布護底效果后，認為復合土工布更適合于護底，主要因為復合土工布無紡布可以有效阻止地基粉砂土析出，編織布有利提高粉砂土表面抗沖能力。2）橫堤東段泥芯順壩堵口，橫堤東段以東隔堤為界分為I標段和II標段，首先由I標段進行堵口，堵口方案采用沖泥管袋進行平堵，采用沖泥管袋堵口在我市尚屬首次，因此我們設計人員對此都比較重視，對堵口方案進行了反復計算，確保堵口成功，第一步，要求對流溝進行填平，為確保填堵流溝成功，我們要求采用20×20或20×40等大規格沖泥管袋進行填平，防止進出潮水對涂面再度刷深。第二步，用沖泥管袋將龍口從1100m壓縮至800m。第三步，將800m堤段均衡上升，并要求在最小高潮位時將潮水擋出。施工時基本按照上述步驟進行施工，施工單位考慮到800m同時抬高，施工機械無法滿足，因此，采用預留兩個100左右的小龍口推后一潮施工，整個壩段采用非同步均衡上升方法，實踐證明，非同時均衡上升的辦法具有一定的風險，而原設計考慮600m同時均衡上升是合理的。其次II標段進行堵口，II標段堵口方式與I標相似，但有其特殊的地方，有一道寬120m深6m的堤頭沖溝，如何對沖溝進行處理，成為本段堵口的關鍵，對堤頭溝處理主要有兩種辦法，一是采用拋石立堵方案，這種方案的缺陷是很容易再次沖深或堤頭溝轉移，并且基礎拋石與泥芯壩結合很容易留下滲流隱患。二是采用沖泥管袋水下平堵，這種方法的實施前提必須減緩堤頭溝的流速，因此要求在堤頭溝內側臨塘河布設多道截流堰。

四、小結

從工程渡汛情況看，采用大龍口形式，編織布護底，控制流速2m/s是比較合理的。從堵口情況看，控制最大流速不大于3m/s，采用沖泥管袋在粉砂土地基上岸平堵方式進行堵口設計是成功的，對西橫堤采用先護底，后拋石立堵方案也是可行的。土工沖泥管袋具有就地取材、節省造價、加快施工進度等優點，在粉砂土地基上筑堤和堵口中的成功應用，標志著圍海堵口工程的又一個突破。建議在以后的堵口設計中應注意以下幾點：龍口寬度應根據實際施工強度和施工機械配備情況而定，一般以600m為宜；堵口時間選擇在中秋大潮后也比較合適；堵口方法盡量采用沖泥管袋平堵，但護底必須加強，一般宜采用300~400g/m2的復合土工布護底；應加強對土工沖泥管袋應用研究，根據實際土性、潮流情況，確定更加合適的袋布特性，沖泥管袋外形等，進一步提高工程質量，降低工程造價。