金山城市沙灘工程創新設計

王永慶

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司上海分公司 上海 200439）

金山城市沙灘工程創新設計

王永慶

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司上海分公司 上海 200439）

金山城市沙灘工程在杭州灣-3.0m~-5.0m灘面上，就地取材，采用聚丙稀編織袋充填管袋，首次有效地解決了在深水、動水中堤身成形困難，圍堤穿越現有車客渡碼頭樁群及土壩防滲等難題，新建圍堤形成總面積約1.25km2的水庫。工程引用“高水隱堤”的設計理念，水庫蓄水基本與堤頂齊平，并考慮堤頂越浪設計，由此形成了水天一色的壯美景觀。

金山城市沙灘 水庫圍堤 高水隱堤 圍堤防滲

1 項目概況

上海市地處長江和錢塘江入海匯合處，三面臨水，海岸線長達172公里。上海雖有漫長的海岸線，但由于地處長江三角洲沖積平原，為淤泥質海灘，海岸線均為“黃水黑灘”。與大連、青島、廈門、三亞等地的黃金海岸相比，上海人民非常渴望也能擁有一方金色的沙灘和一泓碧藍的海水。

上海金山城市沙灘工程為上海人民實現了這一夢想。工程在杭州灣-3.0~-5.0m灘面處，就地取材，采用聚丙稀編織袋充填管袋，有效地解決了在深水、動水中圍堤成形，圍堤穿越現有車客渡碼頭樁群及土壩防滲等難題，新建圍堤形成總面積約1.25km2的水庫。工程采用“高水隱堤”的設計理念，水庫蓄水基本與堤頂齊平，并考慮堤頂越浪設計，由此形成了水天一色的壯美景觀。工程在水庫上下游分別設置引水泵站和排水閘，不設前置庫，不僅節省了大量投資，同時通過優化調度和生態修復，庫內水體能見度可達8m，水質優于國家海水浴場1類標準。工程采用外購黃沙置換淤泥灘面，營造熱帶風情海岸，不僅美化了環境，帶動了商貿、旅游業的發展，成功地舉辦了四屆國際沙灘排球賽，同時提升了周邊地塊的品位，產生了明顯的社會經濟和生態環境綜合效益。

本工程于2005年10月份開工，于2007年6月通過上海市水利質量監督站驗收。

2 工程特點及關鍵技術

（1）采用專用船進行充泥管袋施工，有效地解決了在深水、動水中圍堤成形的難題

上海地區屬于長江三角洲沖積平原，砂源豐富，石料貧乏，根據以往圍堤施工經驗，通常采用聚丙稀編織袋充填管袋堤身結構型式。以往施工一般堤線灘面均位于0 m左右或以上高程，在低潮位時鋪設管袋，然后進行吹沙充填。截至本工程施工時，上海地區尚未有在0 m以下灘面上新建圍堤的施工經驗。

金山城市沙灘工程為達到“高水隱堤”的效果，工程平面堤軸線距岸邊約1km，布置在-3.0~-5.0m的低灘上，施工水深達7.0m。因此無法利用以往的施工經驗。杭州灣地區風急浪高，水上施工作業條件惡劣。本工程設計時經過充分調查，以及多次咨詢施工方面專家意見，根據水下鋪設軟體排的經驗，采用改造后的專用充填管

袋施工船，在船上充填管袋，并通過GPS定位系統進行水下鋪袋施工。該施工方法不僅解決了需要趁潮施工的難題，大大提高了工作效率，同時在惡劣的流場條件下也能準確的鋪設管袋。目前，該項施工技術在長江口圍堤施工中得到廣泛運用，施工工藝逐漸完善成熟，進一步推進低灘圍墾在上海地區的快速發展。

（2）水庫圍堤的滲流穩定要求高，設計的水庫大堤堤身防滲處理措施技術先進、可靠，成為后續同類工程的典范

金山城市沙灘工程圍堤內側為水庫，外側為杭州灣海域，兩側臨水，圍堤承受雙向水頭。聚丙稀編織袋充填管袋的堤身結構，作為斜坡式砂土圍堤，其滲透系數較大，無法有效截斷堤身滲流，漏水量大且容易發生滲透破壞。設計采用垂直防滲處理措施，在堤身設置高壓噴射防滲墻，有效截斷堤身及堤基的滲流。垂直防滲技術的成功運用，相對于通常的水平防滲技術，可節省約40%的大堤斷面投資。

同時高壓噴射垂直防滲墻施工方法適用性廣、技術可靠，既能在深厚的聚丙稀編織袋充填管袋結構中起到防滲作用，又能在拋石體中進行施工，起到防滲作用。因此，本工程水庫圍堤與原拋石促淤壩的銜接段和水庫圍堤橫穿車客渡碼頭的引橋段防滲處理，采用同樣的防滲處理措施，均取得了良好的防滲效果。

金山城市沙灘工程成功地運用垂直防滲墻后，在上海及周邊地區相繼開工的許多大型平原水庫大堤紛紛吸取本工程的成功經驗，在防滲處理上均不再使用以往的水平防滲，而改用垂直防滲墻技術。比如位于上海長興島的青草沙水源地工程，大堤承受雙向水頭，堤身防滲也采用了高壓噴射垂直防滲墻措施，同樣取得了成功，水庫已經開始正常運行供水。類似項目還有奉賢碧海金沙圍堤加固處理工程和江蘇省太倉市應急水源地工程等。

（3）水庫外側大堤斜穿現有車客渡碼頭引橋樁群，合理的設計方案，使引橋至今完好無損

水庫外側大堤斜穿現有車客渡碼頭的引橋樁群，引橋下樁基為鋼筋混凝土樁，堤身穿越處引橋下既有直樁也有斜樁。一方面堤身充填管袋的沉降幅度很大，容易對引橋樁基產生不利影響，甚至斷裂，造成引橋的破壞。另一方面，由于堤身與樁基是不同材質構成，引橋處的防滲處理施工難度很大。設計中充分考慮了大堤施工期和運行期對引橋樁基的各種不利因素，對引橋樁基進行復核計算，并提出了一系列施工措施及加固方案。首先，在堤身充填管袋施工前，對泥面以上樁基采取土工布隔離措施，以減小堤身加載引起地基土沉降時對樁基產生的負摩擦；同時在堤身管袋充填時，采用各種型號的小管袋進行人工充填，且應控制堤身土方均勻上升，避免對斜樁集中負荷壓斷樁基；圍堤施工中對引橋樁基進行觀測設計；最后在圍堤土方完全充滿引橋下方空間后，對引橋下方圍堤進行壓密注漿加固處理，并采用坡度溝通引橋及堤頂道路。本工程橫穿引橋的節點設計，在實際施工中得到建設單位、監理單位和施工單位的一致稱贊。正是由于引橋節點合理的設計施工方案，截至目前，引橋仍然完好無損，無任何裂縫及樁基斷裂現象。

（4）金山城市沙灘工程建成后，產生了明顯的社會經濟和生態環境綜合效益金山城市沙灘工程建成后，改善了海岸線水環境，其海岸、碧水、金沙和林帶相映成趣，成為市民流連忘返的旅游勝地，已經成為繼外灘、東方明珠、盧浦大橋之后上海旅游新地標。每年夏季月均百萬的旅游客流，不僅帶動了當地旅游、餐飲、交通和娛樂業等的快速發展，而且也促使海岸線周邊房地產市場迅速升溫，拉動了地區經濟發展，取得了良好的社會經濟效益。金山城市沙灘工程也是目前上海地區首個海水水域潛水點。

同時城市沙灘已連續4年舉辦國際沙灘排球巡回賽（上海站）比賽，并多次舉行海灘篝火演唱會等大型商業活動，進一步提高了上海的地方旅游知名度，塑造了上海國際化大都市形象。

3 工程先進性和創新特點

在金山城市沙灘工程設計之初，上海及周邊地區的圍堤均在0 m左右灘面上進行，大都采用人工搶潮鋪設充填管袋，且圍堤內側均吹填成陸地，只在外側受潮起潮落作用。而金山城市沙灘工程圈水圍堤同樣采用成本低廉的聚丙稀編織袋充填管袋結構，且在-3.0~-5.0m灘面高程上筑堤，堤內蓄水，堤外為杭州灣非正規淺海半日潮，

圍堤承受雙向水頭壓力的作用。本工程的成功實施，改變了以往只能在0 m左右灘面以上筑堤的歷史，促進了圍海造地設計水平的快速提升，加快上海及周邊地區圍墾工程的發展進程，為地方經濟快速發展提供儲備土地資源起著舉足輕重的作用。同時，本工程采取高壓噴射垂直防滲墻的措施，解決了充填管袋土堤在平原水庫的建設中滲流問題，改變了以往采用加寬土堤堤身寬度進行水平防滲，并引起工程造價居高不下的局面，提升了在軟土地基上新建平原水庫的設計水平。

4 主要內容和技術成果

（1）深水充袋技術：在深水、動水中，圍堤施工采用裝有GPS定位系統的專用充填管袋施工船施工新技術，目前上海地區已在多個工程中應用該技術。

（2）土壩防滲墻：水庫圍堤堤身防滲設計采用適用性廣、技術可靠，既能在深厚的聚丙稀編織袋充填管袋結構中起到防滲作用，又能在拋石體中進行施工，起到防滲作用的高壓噴射垂直防滲技術。

（3）圍堤穿群樁：圍堤水下穿群樁施工設計方案，該技術已成為其他類似工程的典范。

5 工程運行及效益

（1）每年夏季月均80萬的旅游客流，旅游收入每年達5億元，還帶動餐飲、交通和娛樂業等的快速發展，同時海岸線周邊房地產也由原來的5000元/m2漲到如今的12000元/m2。

（2）工程建成至今，在金山城市沙灘上已經連續舉辦國際性世界沙灘排球比賽，及年度海灘演唱會等活動，進一步提高了地方旅游知名度，塑造了上海國際化大都市的形象。

（3）金山區負責本工程建設的某領導對本工程總結時，概括了六個“想不到”，“想不到水這么清，想不到水這么藍；想不到效益這么好、想不到人氣這么旺；想不到影響這么好、想不到評價這么高。”

6 結論

金山城市沙灘工程就地取材，采用聚丙稀編織袋充填管袋，首次有效解決了在深水、動水中堤身成形困難，圍堤穿越現有車客渡碼頭樁群及土壩防滲等難題。引用的“高水隱堤”設計理念，考慮堤頂越浪設計，形成水天一色的壯美景觀。

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.030

TV86

B

1672-2469(2014)07-0093-03

王永慶（1981年—），男，工程師。