圍堰技術的應用研究

呂永興 張榮慶

【摘要】圍堰技術包含有拋石圍堰、砂袋圍堰、竹、鉛絲籠圍堰，間隔有樁圍堰，鋼板樁圍堰，鋼筋混凝土板樁圍堰等。其中拋石圍堰由于具有施工速度快、穩定性強、工程壽命長等優點，廣泛應用于港口工程及水利工程中；砂袋圍堰具有省時、安全、綜合效益顯著而廣泛應用于黃河險工、挖河降淤、修筑圍堰等方面。本文就拋石圍堰與砂袋圍堰這兩方面分析了其施工要點。

【關鍵詞】圍堰技術；拋石圍堰；砂袋圍堰

引 言

隨著經濟總量的快速發展，沿海城市建設用地需求迅速增長。合理利用灘涂資源，加快圍海造地是緩解建設用地壓力，保障社會經濟健康發展，實現土地資源總量動態平衡的重要途徑在圍海造地工程中，圍堰的形成至關重要。近年來圍堰技術不斷發展，新型圍堰結構型式不斷出現，拋石圍堰、砂袋圍堰、竹、鉛絲籠圍堰，間隔有樁圍堰，鋼板樁圍堰，鋼筋混凝土板樁圍堰等等，圍堰技術日趨成熟。

1、拋石圍堰

1.1拋石圍堰形式特點

拋石圍堰是指向海中拋填一定量的石料，使其在自重或外力的作用下堆積密實，并露出水面，形成人工的分隔帶，將圍海造陸區與外海區分隔，以便于后續吹填施工。拋石圍堰是一種傳統的圍堰施工技術，具有施工速度快、穩定性強、工程壽命長等優點，廣泛應用于港口工程及水利工程中。按作業方式的不同拋石可分為水拋和陸拋兩種。無論采用水拋或陸拋法，為增加堤身密實、保證穩定、減少工后沉降，都應根據現場地質條件合理選取合適的擠淤法，具體原則如下：（1）當水下淤泥層厚度小于4m時，可采用直接拋石擠淤法。該法常用于處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基，即直接將塊石拋至需進行填筑的淤泥或淤泥質土地基上，利用塊石自重和推土機、碾壓機等設備施工，將原地基處的淤泥擠走，實現置換。（2）當水下淤泥層厚度在4-12m范圍時，可以爆破擠淤法。利用外力作用確保塊石置換到指定位置。爆破擠淤法是為迫使拋石落底，在拋石圍堰前端或側面的淤泥層內埋設藥包，爆破后，堆石體向下、向前推移，完成對原狀淤泥的置換。（3）當淤泥層厚度大于12m時，一般可部分清淤或排水固結后拋石。

1.2拋石圍堰技術案例分析

以某工程為例介紹拋石圍堰的施工技術。工程海域屬強潮海區，屬于正規半日潮，平均高潮位為+5.72m，平均低潮位為+1.45m。此工程的主要內容有兩項。一是新建圍堤，二是在新建圍堤內側填海造地。新建圍堤為斜坡式，長4588m，堤頂路面寬8.3m，堤底寬（60-75）m，防浪墻頂高程+9.50m（秀嶼理論最低高程，以下同）堤頂高程+8.80m，平均堤身凈高（5-6）m，基礎均落建在近海淺灘的淤泥層（平均標高+3.5m）上，淤泥及流朔性淤泥質土較厚，平均達8m左右，最大達15m。堤基工程地質條件非常差，圍堤施工主要工序為：

（1）基礎處理。先進行水下地形進行掃測，按設計要求進行堤身基礎范圍的基槽開挖。采用抓斗船開挖基槽，開挖厚度為1米，開挖范圍為54m-70m。挖槽范圍換填中粗砂（砂墊層），砂層厚度為2m。待低潮時用裝載機整平并采用履帶式插板機搭設塑料排水板，排水板搭設深度超過最危險滑動面2m，搭設深度范圍10-17m。

（2）堤身形成。基礎處理完并預壓15天后采用陸上分層回填堤心石的方式進行堤身施工。第一層堤心石厚度約為1.5m，縱向一次推進，橫向從堤身中心向兩側推進，加荷間歇時間為30天。第二層堤心石厚度約為2m，加荷間歇時間為20天，。第三層堤心石至設計標高并預留20cm沉降。

（3）外坡護坡。外坡護坡主要有塊石棱體、塊石墊層和塊石護面。在第二層堤心石施工時對外坡護坡進行備料，采用陸上運輸方式。根據斷面方量和預留沉降量10%進行備料，為加快施工進度可邊備料邊進行外坡的塊石棱體施工。

2、砂袋圍堰

2.1砂墊圍堰形式特點

砂袋筑堤圍堰安全較有保證，其止水性能也能滿足施工的要求。汛期如果水位超出警戒線，砂堤圍堰加高較易，在砂堤加高的同時，也增加了砂堤的自重，增加砂堤穩定性，安全性也隨著提高，汛期安全較有保障。砂袋筑堤施工不受漲退潮的影響，砂袋筑堤圍堰每天能夠完成60-70米，進度較快。

2.2砂墊圍堰技術案例分析

某海工基地位于長江口北支北岸靠近連興港出口上游，為在基地外江側修建船塢，需在塢口設置臨時圍堰擋水。該圍堰工程位于軟土地基上，且灘地高程低，一般在-4.0m（85國家高程，下同）至-13.0m，最深處-18.0m。從圍堰所處的地理位置、保護的對象、地形地質條件、筑堤材料、潮汐、風浪特性、施工條件及工程造價等因素，經技術經濟比較，綜合選定砂袋結構型式。

（一）施工程序

施工準備→清理整坡→砂袋鋪設→張拉定位→錨固壓頂→防滲鋪蓋施工→子堰施工。

（二）質量保證措施

1、原材料檢驗控制

（1）所用土工織物按每10000m2抽檢1次，每批次不足10000m2的抽檢1次；取樣觀察檢查，并檢查出廠質量證明文件和檢驗報告。

（2）所用砂料按每30000m3進行1組抽樣檢驗；取樣觀察檢查，并檢查檢驗報告。

2、砂袋定位控制

（1）施工前嚴格按設計圖紙施放圍堰軸線和內、外側邊線導標，其中內、外側邊線導標須根據已施工的砂袋標高結合圍堰坡比經常調整位置。

（2）定位樁采用竹竿，定位樁根據導標粗定位后，由全站儀指揮精細定位。

（3）定位樁應穩固，如水流流速影響較大，需用錨固在上游的鐵錨以纜繩拉接，防止傾斜倒塌。

（4）砂袋施工采用平鋪方式，從河床最低處往上逐層鋪設，層與層之間應錯縫。

（5）每層新鋪的砂袋與已完工的砂袋需搭接0.2-0.3米，防止砂料收縮后砂袋間留下較大孔隙。

3、砂袋充填度控制

砂袋充灌的飽滿度控制在75%-85%之間。砂袋充填過于飽滿，土工布受到較大張力，容易使砂袋在不均勻沉降時折斷。施工過程注意均勻充灌砂料，施工員需手持硬套管按照由遠到近、從四周到中間、先上游后下游的順序進行均勻充灌，避免砂袋移位或起堆。

4、圍堰合龍

與其他圍堰形式不同的是：一般情況下其他類型的圍堰都是龍口合龍的問題，而砂袋圍堰施工時，則應避免出現龍口，盡可能均衡上升。特別是圍堰施工高度達到水位變化區時，在每漲退潮時，不能留下個別缺口，同一層砂袋應在一次漲退潮期間完成，避免集中水流對堰體的沖刷。

5、圍堰防滲

圍堰的滲漏主要有三個部位：堰體與原河床接觸面；堰體與岸坡接觸面；砂袋與砂袋之間。特別是前兩個部位，是破壞力最大，也最危險的地方。防滲的主要措施有：利用牛皮砂含泥量大、自身致密性好、透水能力差的特點，自身防滲。砂袋之間容易形成滲水通道，一方面不要將牛皮砂充填得太滿，讓砂袋自身調整擠密；另一方面，也可在砂袋之間塞填粘性土后，再覆蓋編織土包。在堰體迎水側從堰頂鋪設兩層土工編織布至堰腳，并深入河床3m，編織布用砂包梅花狀壓面固定；在塑料編織布搭接處，則要用砂包密鋪壓實。

結 語

不同圍堰結構形式有不同的特點，圍堰結構的選擇和施工工藝有一定的難度和技術含量，需要根據水文、地質、石料來源等多方面因素做出正確選擇。拋石圍堰、砂袋圍堰是目前圍海造地工程中使用最廣泛，技術最為成熟的兩種圍堰技術。新的圍堰技術不斷出現，需要通過具體的圍海造地工程去驗證他們的可行性，只有在圍海造地中不斷的去大膽嘗試新的圍堰形式，圍堰的技術才能夠有更快的發展。

參考文獻

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