溫州港甌江港區靈昆作業區靈霓北堤段港口陸域形成工程圍堤設計

劉智榮 宣立鋒

【摘要】溫州港甌江港區靈昆作業區靈霓北堤段港口陸域形成工程是填海造地項目， 工程地質條件很差，軟弱土層深厚，承載能力低，沉降大，具有一定的技術難度.

【關鍵詞】填海造地項目；軟弱土層深厚；沉降大

一、工程概況

溫州港甌江港區靈昆作業區靈霓北堤段港口陸域形成工程是填海造地項目，位于甌江口門處靈昆作業區北岸，圍墾成陸后將作為靈昆作業區新增岸線后方的港區陸域。溫州市甌江口新區靈昆北堤外灘涂圍墾形成陸域面積1616186m2，以現狀北堤水閘為界分為西圍墾區和東圍墾區，陸域形成設計高程5.0m。

二、自然條件

1 地形地貌

本項目陸域形成區域位于浙東南沿海島嶼區，場地地貌可細分為沖海積平原地貌、潮間帶地貌二種類型，長年厚層淤泥覆蓋，工程性質極差。主堤前沿泥面高程-5～-11m（85國家高程，下同）。

2 設計水位

50年一遇高水位：5.07m；設計高水位：3.33m；設計低水位：-2.73m；50年一遇低水位：-3.50m

3 設計流速

堤前順岸流最大流速2.5m/s。

4 設計波浪

圍堤主要來浪方向為ENE～ESE，該堤目前設計標準確定為50年一遇，有效波波高為3.16m。

5 工程地質

根據工程巖土工程勘察報告，圍堤地質主要物理力學指標見表1。

三、工程主要特點

圍堤是整個圍墾項目的最外圍屏障，本項目的主要設計特點如下：

1 地質條件很差，軟弱土層深厚，承載能力低，沉降大，外側面臨開敞海域，陸域形成、海堤結構的設計應充分考慮自然條件，具有一定的技術難度。

2 海堤設計方案應保證海堤等級以及必要的安全穩定和防潮擋浪功能，結合風浪條件和地質條件，選擇合理的海堤結構斷面、堤心材料及地基處理方案。

3 陸域形成填料以疏浚土為主，初始含水量高，地基承載力極低，壓縮量大，陸域形成后應選擇適應吹填疏浚土特點的軟基處理方案。

4 本項目的主要建筑材料是填筑海堤的石料和陸域形成的土料，其按質保量供應是本工程順利推進的關鍵。

四、工程設計

1 設計標準

圍堤工程安全等級按二級設計，防潮（洪）標準按50年一遇潮位及波浪設計，允許越浪量≤0.02m3/（s.m）。

2 設計荷載

1）施工荷載：10KPa。

2）使用荷載：圍堤內側距離防浪墻前沿線30m內按20kPa，30m外按50kPa設計。

3）波浪力：波浪對圍堤的作用力等。

4）地震荷載：按照6度地震烈度進行設防。

3 工程布置

西圍墾區平面形態上呈現矩形，縱深337m～553.5m，寬度1454.5m。西圍墾區新建圍堤長2263.1m；東圍墾區距西圍墾區約640m，平面形態亦呈現矩形，縱深約400m，寬度2483.4m。東圍墾區新建圍堤長3336.7m。

4 堤頂越浪量計算

按《港口與航道水文規范》斜坡堤堤頂有胸墻時的越浪量計算：

經計算，斜坡堤堤頂越浪量為0.0154 m3/s.m，滿足規范及設計標準。

5 地基加固設計

地基加固采用打設塑料排水板法。根據地形、地質特點，分段設計，各段采用不同的地基加固參數。

首先在基底鋪設2層沖灌砂被墊層H=1m，再水上施工C型塑料排水板，排水板間距1.0m，正方形布置，排水板插打寬度和深度根據穩定和沉降計算確定。然后再鋪設一層沖灌砂被 H=500mm，頂部疊合一層280g/m2編織土工布，上設500mm厚10～100kg堤心石，在此基礎上分級拋填塊石，按地基固結和強度增長的速率，逐級加載至設計高程。

6 堤身設計

圍堤采用拋石斜坡堤結構，西區和東區的圍堤和側堤堤頂高程均為6.5m，防浪墻頂高程7.7m。堤頂寬度為4.5m。

西區后方陸域施工吹填標高7.1m，陸域形成設計高程5.0m；東區后方陸域施工吹填標高7.4m，陸域形成設計高程5.0m。

圍堤內外堤頂至高階拋理塊石平臺間設計坡度為1：1.5，各拋理塊石平臺之間的設計坡度為1：4。堤心為回填300kg以下堤心石，含泥量不大于10%。

7 穩定計算

根據《港口工程地基規范》，斜坡堤整體穩定采用總應力法，按圓弧滑動面計算。計算方法采用簡化Bishop法，施工期采用十字板指標，并考慮強度增長，使用期采用直剪固快指標。荷載持久組合：按極端低水位驗算整體穩定性；荷載短暫組合：按設計低水位驗算整體穩定性。各斷面抗力分項系數均滿足要求，典型斷面穩定計算成果見表2，圖1。

8 圍堤沉降分析

圍堤堤地基采用塑料排水板進行處理施工期將有較大沉降，軟土層厚自海端向岸端逐漸減小，沉降量也逐漸減小。沉降量按照《港口工程地基規范》進行計算，總沉降量計算采用分層總和法，施工期沉降量根據應變固結度進行推算。主堤部分沉降計算成果見表3。

由表可見，由于軟土層較厚，圍堤總的沉降量十分大，實際沉降量和工后預留沉降量宜以實測值分析后確定。

9 合龍口設計

為了引導水流從龍口進出，保證圍堤的安全，本圍堤工程在東、西圍區主堤處各設置1個合龍口，均位于主堤中部，西圍墾區龍口口門寬100m，東圍墾區龍口口門寬150m。

龍口結構按4級建筑物設計。根據水力計算，保護期內龍口設計流速取2.0m/s，堵口期龍口設計流速取3.0m/s。

龍口所在位置地基處理與圍墾區主堤斷面相同。在完成沖灌砂被、插打塑料排水板、敷設沖灌砂被覆蓋層后，在砂被上鋪設大塊石護面防止龍口區域沖刷?？陂T底部臨時護底采用600kg以上大塊石，厚1200mm，合龍堵口采用200～300kg塊石，頂寬5m，頂標高4.2m。為加強龍口保護，龍口兩側邊坡及主堤100m范圍內坡均采用500～700kg大塊石。

五、施工要點

1 圍堤的施工順序

測量放線-→鋪設兩層沖灌袋裝砂墊層→打設塑料排水板→鋪一層沖灌袋裝砂被覆、覆蓋針刺編織工布、軟體排→間隔分級回填堤心石至4.0m→鋪設碎石墊層、反濾土工布→陸域形成吹填至2.0m→堤頂結構6.5m→陸域吹填→待堤后回填完成且地基基本穩定后安放扭王塊護面、澆筑擋浪墻→堤頂路面施工

2 施工注意事項

1）為保證結構安全，應合理安排施工進度，各工序應合理銜接，各作業斷面應流水作業以保證地基有一定的固結時間和保證工期要求。

2）地基加固的目的是保證施工和使用過程中的穩定性，為確保加固質量，在地基加固進行施工監測和檢測，主要內容包括：土體沉降觀測、土體側向位移觀測、孔隙水壓力觀測、擋浪墻沉降觀測、隔堤前沿水深觀測等。

參考文獻：

[1] JTS145-2015港口與航道水文規范[S].

[2] JTS147-1-2010港口工程地基規范[S].