江南海涂圍墾工程堵口施工技術(shù)分析

梁金池

(福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

1　工程概況

蒼南縣江南海涂圍墾工程位于蒼南縣東海岸、鰲江河口南岸，東瀕東海，南接琵琶山、舥艚港，西依江南平原。工程由北堤、順堤、舥艚堤、施工便道、北閘、琵琶閘組成，與東塘標(biāo)準(zhǔn)堤形成2個子圍區(qū)，圍區(qū)總面積2907 hm2。自北而南子圍區(qū)面積分別為1260 hm2、1647 hm2。本工程為Ⅲ等工程，北堤、順堤、舥艚堤及沿線水閘建筑物級別為3級。水閘施工圍堰和施工便道屬臨時性建筑物，為5級建筑物。北堤位于工程的北端、鰲江入海口南側(cè)，海堤總長3700.33 m，靠近東塘一側(cè)涂面高程較高，靠近順堤一側(cè)涂面較低，涂面高程從2～-2 m。順堤位于工程的東端，海堤總長5879.79 m，涂面高程基本一致，多為-2 m。堤線走向基本平行于東塘，順堤南端與琵琶山相連。舥艚堤位于工程南端，海堤總長3521.12 m，同北堤一樣，靠近東塘一側(cè)涂面高程較高，靠近順堤一側(cè)涂面較低，涂面高程從2.5～-0.6 m。

2　施工的特點和難點

(1)堵口合龍施工具有用時短、工程量大的特點，使得施工強度非常大，在此情況下，施工時就必須調(diào)用大量的機械設(shè)備和人力，所以容易引發(fā)車輛堵塞和其他安全問題。

(2)在堵口前做足施工準(zhǔn)備工作，包括準(zhǔn)備足夠的原材料和對機械設(shè)備性能的調(diào)試等；在堵口的過程中應(yīng)密切注視內(nèi)外水位的落差和水的流量與流速。

(3)在堵口合龍后，須加快堵口段和非堵口段中的土方薄弱區(qū)域的強度施工，并加強對堵口段和閉氣土方欠缺段堤身的檢測工作，若發(fā)現(xiàn)有沉降或位移現(xiàn)象，則應(yīng)采取有效措施進(jìn)行補救，確保工程的安全性。

(4)在堵口合龍圍區(qū)形成之后，海堤與水閘工程應(yīng)迅速進(jìn)行施工，特別是在臺汛期之前，必須保證全線石壩的頂面高程≥6 m，閉氣土方頂高程≥4 m。

(5)在堵口合龍之后而臺汛來臨之前，應(yīng)保證閉氣土方的高程和具有足夠的凝固時間，從而在保障土方穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提高閉氣效果。

(6)在堵口的合龍期和臺汛期必需落實搶險組織工作和物資準(zhǔn)備工作，特別是臺汛期，因為潮位高和臺風(fēng)襲擊力度強，容易導(dǎo)致堤壩的潰口，為了避免損失擴(kuò)大和次生險情的發(fā)生，應(yīng)制定周密且具有可行性的應(yīng)急預(yù)案，建立應(yīng)急響應(yīng)機制。

3　施工技術(shù)分析

3.1　龍口的設(shè)置

該工程總共設(shè)置了兩處龍口，其中龍口A的設(shè)計寬度為800 m，龍口B的設(shè)計寬度為1000 m。龍口段的涂面高程在-2.0～-0.5 m之間，龍口的表層和兩側(cè)全部采用單體重量≥140 kg的大石塊進(jìn)行保護(hù)。

3.2　堵口前準(zhǔn)備工作

3.2.1在料場備足各種施工用料

龍口封堵之前，應(yīng)在料場準(zhǔn)備足量的各種施工用料，為了有效避免高速水流的沖刷，確保封堵工作能夠順利完成，在備料過程中應(yīng)盡量增加大塊石的儲備。應(yīng)按照堵口的截流斷面設(shè)計和實際的地形測算來確定各類用料的儲備量，由于在施工過程中一般會出現(xiàn)沉降和石料被沖走的問題，實際的備料量必須達(dá)到計算量的1.5倍以上。

3.2.2制定設(shè)備投入計劃

應(yīng)按照龍口合龍的施工進(jìn)度要求制定設(shè)備的投入計劃，同時配備足夠的人員保證施工的順利開展。并在合龍之前做好設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作，確保每一臺設(shè)備處于最佳的備戰(zhàn)狀態(tài)。

3.2.3組建合龍管理機構(gòu)

指揮部應(yīng)按照專家和設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求，召集設(shè)計、施工和監(jiān)理單位制定合龍方案。在項目部中，由施工調(diào)度員、技術(shù)員和安全管理員等組成合龍施工管理領(lǐng)導(dǎo)小組，領(lǐng)導(dǎo)小組在對堵口技術(shù)方案進(jìn)行全面交底的基礎(chǔ)上，督促各項施工準(zhǔn)備工作的就緒。在龍口合龍的過程中，項目部的全部管理人員及施工人員必須保持一級待命狀態(tài)，并隨時準(zhǔn)備執(zhí)行指揮部的指令，以此確保龍口封堵的順利實現(xiàn)。

3.3　堵口截流的重點

3.3.1正確選擇堵口時機

應(yīng)按照工程的總進(jìn)度和當(dāng)?shù)氐乃某毕珬l件確定堵口的時間，一年中最佳的堵口截流時間應(yīng)該是臺汛過后的12月份[1]。這是由于在12月份實現(xiàn)截流之后能夠給后續(xù)的圍堤加高加固工作爭取更多的時間，從而保證了工程在臺汛來臨之前全面竣工。在堵口工程實施之前還必須具備以下條件：

水閘的主體工程已經(jīng)竣工，并已經(jīng)具備使用性能；非龍口段的海堤高程已經(jīng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：即石方堤壩高程為6.0 m，土方高程達(dá)到5.5 m，其他斷面滿足設(shè)計要求；堵口技術(shù)方案已獲得上級主管部門的審核批準(zhǔn)；堵口的石方備料和機械設(shè)備等都具備施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，堵口技術(shù)方案已經(jīng)進(jìn)行了全面?zhèn)鬟_(dá)，準(zhǔn)備工作全部就緒；大潮汛期剛過去。

3.3.2堵口的流程與方法

在啟動堵口流程之前，由于2 m以下的石方斷面施工已經(jīng)完成，因此堵口程序可按照水力計算結(jié)果開展，以下根據(jù)實際堵口的步驟進(jìn)行逐條討論：

(1)將底籃高程抬高3 m，龍口寬度維持不變。利用10 t自卸汽車從兩側(cè)同時拋料，并用T120型推土機進(jìn)行平整。施工強度若拋料寬度按照24 m計算，則總共需要的石料量為4800 m3。可施工的時間若按照非汛期5 a一遇的潮型統(tǒng)計，則每天應(yīng)該施工的時間為20 h，除去機械提前避潮因素后，每天實際能夠利用的時間只有18 h。每小時的施工強度若按照自卸車每次拋填4個工作面、每個工作面用時8 min計算，則每小時需要完成150 m3的施工任務(wù)，總共需要的施工時間約為31 h。龍口位置水的流速和石料選擇按照水力計算的結(jié)果，當(dāng)前龍口的最大水流已經(jīng)從以前的3.04 m3/s降至1.88 m3/s，因此應(yīng)選擇≥70 kg的石料。

(2)在4 m高程立拋束窄龍口到100 m。施工機械和方法與以上較為相似。工程量若拋填寬度按照20 m計算，則總共需要石方量為3000 m3。每天實際能夠利用的施工時間為18 h，每小時的施工強度若按照自卸車每車拋填4個工作面、每個工作面用時10 min 計算，則每小時的施工強度為120 m3，共需施工時間為25 h。龍口流速和石料的選擇按照水力計算結(jié)果，龍口的最大流速為1.88 m3/s，在此情況下，應(yīng)選擇單塊重量≥40 kg的混合石料進(jìn)行施工。

(3)進(jìn)行立拋截流。所使用的施工機械和施工方法與以上相同。若拋石寬度按照6 m計算，則共需要的石方量為600 m3。可施工時間與以上相同，即每天實際利用時間按18 h計算，每小時的施工強度若按照自卸車每車拋填4個工作面、每個工作面耗時12 min計算，則每小時的施工量為50 m3，共需的施工時間為12 h[2]。

通過以上三步的分析發(fā)現(xiàn)，龍口的石壩部分可在3 d左右時間實現(xiàn)合龍。

(4)進(jìn)行土方閉氣施工。該施工是利用專用筑堤設(shè)備，從內(nèi)側(cè)取土分層填筑。為了達(dá)到最佳的閉氣效果，在土方閉氣施工之前，須將原龍口的護(hù)底塊石采用反鏟挖掘機全部清理干凈。詳細(xì)如圖1所示。

圖1　堵口流程

堵口施工通常包含以下4個部分：即龍口段的底籃抬高施工、龍口束窄施工、堵口合龍施工和合龍后的加寬加高施工。

3.4　龍口土方的閉氣施工

(1)進(jìn)行龍口的閉氣：當(dāng)石方堵口合攏之后，應(yīng)立即進(jìn)行土方的閉氣施工。首先應(yīng)在拋石體內(nèi)側(cè)采用袋裝土進(jìn)行封堵，即進(jìn)行小斷面閉氣。

(2)對龍口進(jìn)行加高加寬：在小斷面閉氣基本結(jié)束后，應(yīng)立即利用活塞式淤泥輸送泵筑堤設(shè)備進(jìn)行龍口的加高加寬。土方閉氣施工中，應(yīng)集中全部的土方設(shè)備全力進(jìn)行施工，最大限度的縮短施工時間[3]。

3.5　龍口安全度汛的保障措施

(1)底部的保護(hù)措施。底籃的底層鋪設(shè)4 t/m的精編土工布，土工布上面鋪墊50 cm厚的碎石，再上層拋投厚度為1 m的大石塊，要求單塊石塊的重量≥150 kg；在底籃的兩側(cè)需要制作合金網(wǎng)兜石籠充當(dāng)?shù)啄_，而外圍則拋投單塊重量≥150 kg的大塊石作為防沖平臺，拋投寬度應(yīng)向底籃兩側(cè)各延伸36 m。

(2)在堤頭保護(hù)過程中，利用合金網(wǎng)兜石籠充當(dāng)?shù)啄_，用單塊重量≥150 kg的大石塊進(jìn)行干砌護(hù)面[1]。

(3)為了預(yù)防超標(biāo)準(zhǔn)汛情對堤頭帶來破壞，應(yīng)在堤頭兩側(cè)準(zhǔn)備充足的石料等防汛應(yīng)急物資。

4　結(jié)　論

在進(jìn)行圍墾工程施工過程中，堵口施工是最為困難、施工最為復(fù)雜的一個施工環(huán)節(jié)，堵口合龍效果會直接影響圍海工程的進(jìn)度和施工質(zhì)量。文章以實際工程為例，對圍墾工程堵口施工技術(shù)進(jìn)行了分析，該工程使用大龍口形式進(jìn)行施工，使用編織布進(jìn)行護(hù)底，將水流速度保持在1.87 m3/s，最大流速不超過3.05 m3/s，堵口使用大塊石立拋截流，取得了良好的截流效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張莎.浙江沿海地區(qū)深水軟基圍墾工程施工方法與實踐[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報，2007(1)：34-36.

[2]王振奧.圍海堵口工程水力條件研究[D].天津：天津大學(xué)，2010.

[3]莫慶華.水壩堤防防堵口的施工技術(shù)[J].大眾科技，2011，7(3)：90-91.