淺談海堤工程堵口合龍施工控制要點(diǎn)

高翔

摘 要：本文通過(guò)分析工程所在地自然條件及工程進(jìn)展情況，對(duì)某海堤工程的龍口堵口時(shí)機(jī)進(jìn)行選擇。通過(guò)水力計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算設(shè)計(jì)堵口斷面。文章闡述了堵口施工方法，并總結(jié)了類(lèi)似海堤工程龍口堵口控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：海堤龍口堵口 堵口施工方法 堵口控制要點(diǎn)

1.工程概況

（1）概述

浙江玉環(huán)某海堤工程，建于大麥嶼港與牛頭頸之間的龍灣水域。工程建設(shè)海堤2337m，圍涂面積2250畝。海堤工程是保護(hù)玉環(huán)縣珠港鎮(zhèn)陳嶼地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)海塘之一，系港區(qū)的基礎(chǔ)性工程，同時(shí)又作為港區(qū)碼頭岸線。圍區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇24小時(shí)暴雨當(dāng)天排出，不受淹。

海堤堤身采用土石混合壩，組合式斷面結(jié)構(gòu)。堤頂高程6.80m，防浪墻頂高程7.80m，基礎(chǔ)采用排水插板處理。

本地區(qū)的主要有梅汛期（4月16日至7月15日）和臺(tái)汛期（7月16日至10月15日）兩個(gè)降雨量相對(duì)集中的雨季，占全年降雨量80%以上，每年臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨所造成的洪澇災(zāi)害特別嚴(yán)重。

因新建水閘未能提前形成排澇能力，海堤施工期需設(shè)置80m龍口以滿足圍區(qū)排澇需求。

工程平面布置見(jiàn)圖1。

（2）龍口位置

龍口布置在順堤，樁號(hào)為順1+150m～順1+230n，龍口寬度80m，底檻高程為1.5m。該處原始涂面高程在-0.40m～-1.0m左右，沖溝位置涂面高程在-1.50m～-4.14m左右，沖溝寬約30m。

2.堵口設(shè)計(jì)及實(shí)施

（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

工程主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，堵口合龍標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期5年一遇高潮位3.79m及其典型潮型。最終截流選在月內(nèi)小潮期間。

（2）堵口時(shí)機(jī)選擇

根據(jù)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，為了降低堵口難度和風(fēng)險(xiǎn)，堵口選在潮位低、潮差小、風(fēng)浪小、雨量少的時(shí)段，同時(shí)需考慮堵口合龍后有足夠的時(shí)間加高培厚堤身，選擇在10月下旬至次年4月上旬。另為了降低堵口后來(lái)年的度汛風(fēng)險(xiǎn)（P=10%），在條件成熟的前提下考慮盡早堵口。根據(jù)工程施工總進(jìn)度安排、當(dāng)?shù)厮某毕珬l件、堵口前后的工程量及施工強(qiáng)度等綜合考慮，選擇2011年11月～12月內(nèi)小潮期（農(nóng)歷初四～初十或農(nóng)歷十九～廿四）截流堵口。

（3）堵口潮型

以非汛期5年一遇設(shè)計(jì)高潮位為控制，將典型潮位過(guò)程作適當(dāng)修正后采用。其中，將非汛期5年一遇高潮位3.79m置于三日潮型的主潮峰，再按正常潮型稍作修正。

（4）堵口水力計(jì)算

①計(jì)算方法

龍口水力計(jì)算按水量平衡計(jì)算漲落潮時(shí)內(nèi)港水位、單寬流量和水頭差隨時(shí)間的變化規(guī)律，并推求最大流速。水量平衡基本方程式：

〔Q內(nèi)一（Q閘+Q泄+Q滲）〕△T =V2 一V1

式中：

V1、V2——△T時(shí)段初、末港內(nèi)水量；

Q內(nèi)——△T時(shí)段內(nèi)內(nèi)陸流域來(lái)水平均流量；

Q閘——△T時(shí)段內(nèi)水閘泄水平均流量；

Q泄——△T時(shí)段內(nèi)龍口溢流平均流量；

Q滲——△T時(shí)段內(nèi)龍口滲流平均流量；

△T——時(shí)段長(zhǎng)（1800s）。

② 庫(kù)容曲線

根據(jù)圍區(qū)涂面水下地形圖及圍區(qū)南片回填，計(jì)算的圍區(qū)庫(kù)容曲線見(jiàn)表1。

③計(jì)算結(jié)果

不同底檻高程及龍口寬度，水力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2～3。

由結(jié)果可知，新建水閘不參與分流，漲潮最大流速3.548m/s，落潮最大流速-2.940m/s，新建水閘參與分流，漲潮最大流速3.510m/ s，落潮最大流速-2.825m/s。流速小于龍口度汛最大流速4.32m/s（漲潮流速），相應(yīng)龍口保護(hù)的塊石穩(wěn)定重量滿足堵口時(shí)塊石抗沖穩(wěn)定要求。按照堵口最大流速3.548m/ s計(jì)算，堵口拋石單塊重量要求大于75kg。

（5）安全穩(wěn)定分析

①堵口截流堤斷面

根據(jù)龍口段實(shí)測(cè)地形圖進(jìn)行堵口截流堤設(shè)計(jì)。截流堤斷面：堤頂高程4.5m，寬度8.0m，內(nèi)外邊坡1：1.5，外海側(cè)邊坡用大塊石保護(hù)。經(jīng)安全復(fù)核，截流堤軸線位于堤軸線外海側(cè)5.0m，樁號(hào)順1+190截流堤典型斷面見(jiàn)圖2。

②堵口截流堤斷面抗滑穩(wěn)定計(jì)算

a.計(jì)算方法

采用《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL435-2008）中瑞典圓弧滑動(dòng)法，按總應(yīng)力法計(jì)算公式：

（6）堵口施工工序

堵口施工包括堵口合龍、合龍后截流戧堤加寬加高和土方閉氣。

①堵口合龍

堵口合龍采用臨時(shí)截流戧堤，斷面尺寸：堤頂高程為非汛期5年一遇高潮位3.79m加安全超高并考慮到風(fēng)浪雍高和波浪爬高等因素，取4.5m；堤頂寬度按兩車(chē)交會(huì)考慮取8.0m；兩側(cè)邊坡為1：1.5。經(jīng)計(jì)算，堵口臨時(shí)截流堤需石方3150m3（已考慮沖損），施工于2011年11月下旬小潮汛的2天內(nèi)完成。合龍采用立堵進(jìn)占方式。堵口截流以后，緊接著進(jìn)行臨時(shí)截流戧堤的加寬加高施工。

②加寬加高

堵口合龍完成后，立即開(kāi)始截流堤兩側(cè)鎮(zhèn)壓層拋填理坡和閉氣土方覆蓋，然后再將堤身逐步加高至堤頂。石方堵口合龍后，馬上進(jìn)行土方閉氣施工。先用袋裝土封堵拋石堤內(nèi)側(cè)邊坡進(jìn)行，進(jìn)行小斷面閉氣。完成后，采用活塞式淤泥輸送泵進(jìn)行加寬加高。

3.堵口控制要點(diǎn)

堵口是整個(gè)圍墾工程的關(guān)鍵，在堵口施工過(guò)程中必須充分準(zhǔn)備和重視。通過(guò)本工程龍口堵口的施工，總結(jié)主要控制要點(diǎn)如下：

（1）堵口施工受水文氣象、潮汐等因素影響很大。為了降低堵口施工難度和安全保證，堵口施工應(yīng)抓住潮位低、潮差小、風(fēng)浪小、雨量少等有利時(shí)段。因此要密切關(guān)注氣象預(yù)報(bào)等信息，在確定近期沒(méi)有臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣的情況下開(kāi)始堵口。同時(shí)，應(yīng)提前作好人員、設(shè)備、料源等準(zhǔn)備工作，不要因?yàn)槿藶橐蛩囟e(cuò)失良機(jī)，一旦錯(cuò)過(guò)機(jī)會(huì)，堵口時(shí)間就得推遲。

（2）堵口合龍時(shí)間短，工程量大，施工強(qiáng)度大，需要投入大量的人力和機(jī)械設(shè)備，容易造成車(chē)輛擁堵和其他安全隱患，因此堵口合龍前，必須制定周密的施工方案，確保安全和堵口施工順利進(jìn)行。

（3）在堵口過(guò)程中，應(yīng)密切注意內(nèi)外水位差、單寬流量、流速等變化情況，加強(qiáng)對(duì)堵口和非堵口段的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)。同時(shí)，堵口所需石料均需提前備足，且按大于1.5倍工程量備料，施工機(jī)械組織能滿足強(qiáng)度要求。

（4）堵口合龍后，海堤施工須抓緊按設(shè)計(jì)斷面要求完成，在下個(gè)臺(tái)汛期前，保證海堤達(dá)到度汛要求。

為保證堵口段堤身的穩(wěn)定，后續(xù)工程施工要求平衡開(kāi)展，同時(shí)通過(guò)新水閘的正常運(yùn)行，減小圍區(qū)內(nèi)外水位差。

（5）堵口合龍后內(nèi)外水位差加大，將增加閉氣土方施工難度，同時(shí)可能出現(xiàn)因滲漏產(chǎn)生的閉氣土方區(qū)的孔洞，施工過(guò)程中應(yīng)密切關(guān)注，采取必要的措施防止出現(xiàn)大面積滑塌，確保堤身安全。

（6）做好針對(duì)臺(tái)汛期可能造成的堤壩潰口應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，包括搶險(xiǎn)備料、施工組織、組織領(lǐng)導(dǎo)等。制定切實(shí)可行的應(yīng)急補(bǔ)救措施，避免再次受損或出現(xiàn)險(xiǎn)情。