圍堰技術(shù)的應(yīng)用研究

呂永興 張榮慶

【摘要】圍堰技術(shù)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(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；砂袋圍堰具有省時(shí)、安全、綜合效益顯著而廣泛應(yīng)用于黃河險(xiǎn)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(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】圍堰技術(shù)；拋石圍堰；砂袋圍堰

引 言

隨著經(jīng)濟(jì)總量的快速發(fā)展，沿海城市建設(shè)用地需求迅速增長(zhǎng)。合理利用灘涂資源，加快圍海造地是緩解建設(shè)用地壓力，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)土地資源總量動(dòng)態(tài)平衡的重要途徑在圍海造地工程中，圍堰的形成至關(guān)重要。近年來(lái)圍堰技術(shù)不斷發(fā)展，新型圍堰結(jié)構(gòu)型式不斷出現(xiàn)，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(shù)日趨成熟。

1、拋石圍堰

1.1拋石圍堰形式特點(diǎn)

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(shí)，并露出水面，形成人工的分隔帶，將圍海造陸區(qū)與外海區(qū)分隔，以便于后續(xù)吹填施工。拋石圍堰是一種傳統(tǒng)的圍堰施工技術(shù)，具有施工速度快、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。按作業(yè)方式的不同拋石可分為水拋和陸拋兩種。無(wú)論采用水拋或陸拋法，為增加堤身密實(shí)、保證穩(wěn)定、減少工后沉降，都應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件合理選取合適的擠淤法，具體原則如下：（1）當(dāng)水下淤泥層厚度小于4m時(shí)，可采用直接拋石擠淤法。該法常用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土地基，即直接將塊石拋至需進(jìn)行填筑的淤泥或淤泥質(zhì)土地基上，利用塊石自重和推土機(jī)、碾壓機(jī)等設(shè)備施工，將原地基處的淤泥擠走，實(shí)現(xiàn)置換。（2）當(dāng)水下淤泥層厚度在4-12m范圍時(shí)，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(cè)面的淤泥層內(nèi)埋設(shè)藥包，爆破后，堆石體向下、向前推移，完成對(duì)原狀淤泥的置換。（3）當(dāng)淤泥層厚度大于12m時(shí)，一般可部分清淤或排水固結(jié)后拋石。

1.2拋石圍堰技術(shù)案例分析

以某工程為例介紹拋石圍堰的施工技術(shù)。工程海域?qū)購(gòu)?qiáng)潮海區(qū)，屬于正規(guī)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(nèi)容有兩項(xiàng)。一是新建圍堤，二是在新建圍堤內(nèi)側(cè)填海造地。新建圍堤為斜坡式，長(zhǎng)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(chǔ)均落建在近海淺灘的淤泥層（平均標(biāo)高+3.5m）上，淤泥及流朔性淤泥質(zhì)土較厚，平均達(dá)8m左右，最大達(dá)15m。堤基工程地質(zhì)條件非常差，圍堤施工主要工序?yàn)椋?/p>

（1）基礎(chǔ)處理。先進(jìn)行水下地形進(jìn)行掃測(cè)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行堤身基礎(chǔ)范圍的基槽開(kāi)挖。采用抓斗船開(kāi)挖基槽，開(kāi)挖厚度為1米，開(kāi)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(shí)用裝載機(jī)整平并采用履帶式插板機(jī)搭設(shè)塑料排水板，排水板搭設(shè)深度超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面2m，搭設(shè)深度范圍10-17m。

（2）堤身形成。基礎(chǔ)處理完并預(yù)壓15天后采用陸上分層回填堤心石的方式進(jìn)行堤身施工。第一層堤心石厚度約為1.5m，縱向一次推進(jìn)，橫向從堤身中心向兩側(cè)推進(jìn)，加荷間歇時(shí)間為30天。第二層堤心石厚度約為2m，加荷間歇時(shí)間為20天，。第三層堤心石至設(shè)計(jì)標(biāo)高并預(yù)留20cm沉降。

（3）外坡護(hù)坡。外坡護(hù)坡主要有塊石棱體、塊石墊層和塊石護(hù)面。在第二層堤心石施工時(shí)對(duì)外坡護(hù)坡進(jìn)行備料，采用陸上運(yùn)輸方式。根據(jù)斷面方量和預(yù)留沉降量10%進(jìn)行備料，為加快施工進(jìn)度可邊備料邊進(jìn)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(diǎn)

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(shí)，也增加了砂堤的自重，增加砂堤穩(wěn)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(jìn)度較快。

2.2砂墊圍堰技術(shù)案例分析

某海工基地位于長(zhǎng)江口北支北岸靠近連興港出口上游，為在基地外江側(cè)修建船塢，需在塢口設(shè)置臨時(shí)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(guó)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(hù)的對(duì)象、地形地質(zhì)條件、筑堤材料、潮汐、風(fēng)浪特性、施工條件及工程造價(jià)等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合選定砂袋結(jié)構(gòu)型式。

（一）施工程序

施工準(zhǔn)備→清理整坡→砂袋鋪設(shè)→張拉定位→錨固壓頂→防滲鋪蓋施工→子堰施工。

（二）質(zhì)量保證措施

1、原材料檢驗(yàn)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(zhì)量證明文件和檢驗(yàn)報(bào)告。

（2）所用砂料按每30000m3進(jìn)行1組抽樣檢驗(yàn)；取樣觀察檢查，并檢查檢驗(yàn)報(bào)告。

2、砂袋定位控制

（1）施工前嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施放圍堰軸線和內(nèi)、外側(cè)邊線導(dǎo)標(biāo)，其中內(nèi)、外側(cè)邊線導(dǎo)標(biāo)須根據(jù)已施工的砂袋標(biāo)高結(jié)合圍堰坡比經(jīng)常調(diào)整位置。

（2）定位樁采用竹竿，定位樁根據(jù)導(dǎo)標(biāo)粗定位后，由全站儀指揮精細(xì)定位。

（3）定位樁應(yīng)穩(wěn)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(shè)，層與層之間應(yīng)錯(cuò)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(guò)于飽滿，土工布受到較大張力，容易使砂袋在不均勻沉降時(shí)折斷。施工過(guò)程注意均勻充灌砂料，施工員需手持硬套管按照由遠(yuǎn)到近、從四周到中間、先上游后下游的順序進(jìn)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(wèn)題，而砂袋圍堰施工時(shí)，則應(yīng)避免出現(xiàn)龍口，盡可能均衡上升。特別是圍堰施工高度達(dá)到水位變化區(qū)時(shí)，在每漲退潮時(shí)，不能留下個(gè)別缺口，同一層砂袋應(yīng)在一次漲退潮期間完成，避免集中水流對(duì)堰體的沖刷。

5、圍堰防滲

圍堰的滲漏主要有三個(gè)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(gè)部位，是破壞力最大，也最危險(xiǎn)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(diǎn)，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(diào)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(cè)從堰頂鋪設(shè)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(shí)。

結(jié) 語(yǔ)

不同圍堰結(jié)構(gòu)形式有不同的特點(diǎn)，圍堰結(jié)構(gòu)的選擇和施工工藝有一定的難度和技術(shù)含量，需要根據(jù)水文、地質(zhì)、石料來(lái)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(shù)最為成熟的兩種圍堰技術(shù)。新的圍堰技術(shù)不斷出現(xiàn)，需要通過(guò)具體的圍海造地工程去驗(yàn)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(shù)才能夠有更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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