張成濤，從賽飛

（1.上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海市200232；2.江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,江蘇揚(yáng)州225009）

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地的使用也越來越緊張，尤其在沿海地區(qū)，土地更加是寸土寸金。為了解決這一問題，采用灘涂促淤圍墾造地的方法，可以使有條件的周邊海域形成陸域。崇明北沿圈圍二期工程歷時(shí)20個(gè)月，為上海崇明成陸1213.3 hm2，現(xiàn)已順利完成。

在圈圍工程的設(shè)計(jì)、施工中，龍口合攏是整個(gè)工程的關(guān)鍵，也是監(jiān)理控制要點(diǎn)。龍口施工主要有龍口設(shè)置、龍口構(gòu)筑、龍口保護(hù)和龍口合攏幾個(gè)階段，應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境和工況條件采用相應(yīng)的對(duì)策措施，才能使大堤的龍口順利合攏，保證圈圍工程取得成功。崇明北沿圈圍二期工程龍口寬度300 m，龍口底坎高程1.50 m，龍口設(shè)計(jì)最大流速3.5 m/s，采用平堵、立堵相結(jié)合的合攏方式，從2007年11月15日開始平堵，19日完成合攏。崇明北沿圈圍二期工程的龍口合攏為類似的龍口施工控制積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 崇明北沿圈圍二期工程概況

崇明北沿圈圍二期工程位于崇明北沿堡鎮(zhèn)港北閘以西，崇明北沿已建四通港、五通港促淤壩以南。該工程主要包括圈圍大堤（其中北圍堤長(zhǎng)3641 m，東圍堤長(zhǎng)2 864 m）、與崇啟大橋配套工程之間的北隔堤（長(zhǎng)約919 m）及兩座臨時(shí)排水等設(shè)施，圈圍面積約1 213.3 hm2。大堤建在0.5～3.8 m的灘地上，屬中高灘圍墾。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：北圍堤按2級(jí)堤防設(shè)計(jì)，防洪標(biāo)準(zhǔn)取50 a一遇高潮位加10級(jí)風(fēng)上限組合；東圍堤按4級(jí)堤防設(shè)計(jì)，防洪標(biāo)準(zhǔn)取20 a一遇高潮位加9級(jí)風(fēng)下限組合。結(jié)構(gòu)形式為單坡和復(fù)式斷面，采用混凝土框格內(nèi)嵌0.35厚灌砌石護(hù)面，臨水側(cè)堤上、下級(jí)坡比均為1∶3，堤身外側(cè)6.0 m高程為0.4 m厚灌砌塊石消浪平臺(tái)；堤頂采用泥灰結(jié)石路面，寬為6.0 m，高程7.4 m；臨水側(cè)為漿砌塊石防浪墻，沿圍堤軸線每10 m分縫，內(nèi)坡坡比1∶2.5，采用草種護(hù)坡及20 m寬內(nèi)青坎。圖1為圍堤斷面示意圖。

1.2 龍口情況

在潮汐區(qū)域修建堤壩，為切斷漲落潮流，形成封閉圍區(qū)，一般均需設(shè)置龍口。設(shè)置龍口的作用是：在堤壩達(dá)到抵御一定水頭差之前，在堤線上預(yù)留缺口，允許堤內(nèi)、外水流交換，減小堤內(nèi)、外水位差。龍口處水流集中，易產(chǎn)生較大的流速，導(dǎo)致基底刷深，故需選定一個(gè)合適的位置，先將基底保護(hù)好，堤壩在該處形成人為預(yù)留口，在大堤達(dá)到一定高度后，合攏封堵缺口。該工程設(shè)一個(gè)龍口，寬度為300m，龍口底坎高程為1.5m，工程動(dòng)工初期開始龍口構(gòu)筑，經(jīng)過近一周的施工至2007年3月18日完成，做好龍口兩側(cè)堤頭的保護(hù)。在堤頭處鋪設(shè)260 g/m2高強(qiáng)度土工布一層，上鋪袋裝碎石，并拋壓40cm厚塊石保護(hù)。在龍口范圍內(nèi)采用260g/m2高強(qiáng)度土工布一層，然后在上面拋壓滿足計(jì)算重量的壓重塊石（250kg/m2），順?biāo)鞣较虺蕳l狀擺放。根據(jù)水流分布與變化情況，護(hù)底范圍在外棱體拋石護(hù)腳 外側(cè)加寬30m，內(nèi)棱體外側(cè)加寬52 m，護(hù)底范圍內(nèi)采用沙肋軟體排結(jié)構(gòu)。龍口構(gòu)筑質(zhì)量較好，過水時(shí)，在最大流速下漲落潮時(shí)均無大的險(xiǎn)情，達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。

2 監(jiān)理控制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

2.1 合理選擇龍口的位置、數(shù)量及結(jié)構(gòu)

龍口設(shè)置受庫區(qū)分割、筑堤方法、合攏工藝和水流條件等諸多因素的影響。針對(duì)該工程，根據(jù)地形、地質(zhì)、水深、運(yùn)輸條件和圍區(qū)面積大小及圍堤布置情況，結(jié)合圍堤方案龍口布置進(jìn)行比較。經(jīng)設(shè)計(jì)人員數(shù)模計(jì)算，以龍口流速為控制標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檩^大的流速容易對(duì)龍口形成沖刷，對(duì)龍口的保護(hù)及龍口合攏不利，所以龍口流速大小決定了龍口構(gòu)筑的形式和規(guī)模。該工程整個(gè)圍區(qū)設(shè)一個(gè)龍口，布置在東圍堤，設(shè)在樁號(hào)東1+882～東2+182之間，龍口段灘面高程1.50m，保護(hù)期龍口寬度300m，流速按3.5m/s左右控制，合攏期龍口寬度130m，流速不宜超過3.0m/s，試算結(jié)果見表1、表2。

表1 保護(hù)期漲潮、落潮流速極值統(tǒng)計(jì)

表2 合攏期漲潮、落潮流速極值統(tǒng)計(jì)

該工程龍口平面布置及結(jié)構(gòu)見圖2～圖4。

2.2 控制好龍口的構(gòu)筑和保護(hù)是龍口施工中的關(guān)鍵

2.2.1 龍口構(gòu)筑

施工時(shí)應(yīng)先進(jìn)行龍口段的構(gòu)筑，防止大堤棱體抬高后，水流集中到龍口段，形成沖刷。按設(shè)計(jì)要求的部位和尺寸進(jìn)行施工測(cè)量放樣，堤基清理后，進(jìn)行護(hù)底鋪排施工，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求將龍口底部通袋棱體加高至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后再鋪設(shè)高強(qiáng)度防老化機(jī)織土工布或復(fù)合布，并對(duì)龍口內(nèi)、外側(cè)的護(hù)底排體上進(jìn)行拋石，形成內(nèi)、外側(cè)的拋石棱體。頂高程控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，以減少水流的沖刷,并在外棱體位置專門鋪設(shè)350 g/m2復(fù)合土工布加工而成的壓重管袋，壓重管袋利用低潮順?biāo)鞣较虺蕳l狀鋪設(shè)，袋體尺寸為1.5 m×0.5 m，間距1.5 m，經(jīng)過整個(gè)汛期的考驗(yàn)，效果比較好。同時(shí)隨著圍堤堤身的增高，龍口兩側(cè)堤頭要及時(shí)構(gòu)筑形成完整的龍口。

2.2.2 龍口保護(hù)

龍口構(gòu)筑好后，至龍口合攏期一般為3～6個(gè)月時(shí)間，有些大型圈圍工程條件比較復(fù)雜的項(xiàng)目，龍口保護(hù)期會(huì)更長(zhǎng)，甚至度過一個(gè)汛期才可進(jìn)行合攏。所以在這期間，對(duì)龍口的保護(hù)相當(dāng)重要，應(yīng)成立專門的龍口保護(hù)工作小組，并由專人負(fù)責(zé)，每天落潮時(shí)檢查龍口及灘地變化、土工布之間的搭接及壓載情況，如有異常情況應(yīng)立即采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，若發(fā)現(xiàn)龍口部位的壓重管袋破損，應(yīng)立即派專人進(jìn)行縫補(bǔ)或重新鋪設(shè)土工布進(jìn)行壓載，定期測(cè)量高程變化情況，準(zhǔn)備應(yīng)急材料堆放在龍口兩側(cè)，并做好龍口保護(hù)的具體措施的應(yīng)急處理方案，確保合攏前龍口構(gòu)筑完好。

2.3 正確決定龍口的合攏方案

龍口合攏施工通常采用先臨時(shí)進(jìn)行拋石合攏，再進(jìn)行內(nèi)外棱體閉氣合攏。也可采用兩種技術(shù)相結(jié)合的方案，根據(jù)實(shí)際情況來決定。

該工程合攏時(shí)根據(jù)當(dāng)天的潮位情況，采用先臨時(shí)拋石壩合攏，減少龍口段流速，再在圍堤外棱體位置，采用充泥管袋閉氣兩種技術(shù)相結(jié)合的方案。首先在臨時(shí)拋石壩龍口段侯潮船拋石合攏，在龍口位置全段平拋上升一定高程（約2.5 m），形成龍口側(cè)石垅，降低外棱體位置龍口上的流速。拋石壩段合攏后，先將龍口段保護(hù)塊石及壓重物拆除，將龍口充泥管袋標(biāo)高平堵抬高至+2.5 m標(biāo)高，再將保護(hù)期口寬300 m的龍口用充泥管袋立堵收縮至130 m，形成最終龍口。最后采用平堵方案，利用小潮汛在1個(gè)低潮位期間加高合攏斷水，斷水后迅速加高到外棱體控制標(biāo)高，進(jìn)行堤芯土閉氣，加高內(nèi)棱體至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.4 龍口封堵及質(zhì)量控制

2.4.1 龍口合攏施工程序

龍口合攏施工程序見圖5。

龍口合攏時(shí)做好施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置，按計(jì)劃程序組織合攏施工。

2.4.2 合攏需具備的條件

（1）大堤全線外棱體、內(nèi)棱體、堤芯吹填土達(dá)到要求的合攏高程，滿足合攏后大堤防滲穩(wěn)定要求；

（2）臨時(shí)排水管安裝及排水設(shè)施構(gòu)筑完成，能正常排水；

（3）合攏所需的充填沙儲(chǔ)備充足，必須滿足合攏用沙及閉氣用沙量2倍以上；

（4）龍口合攏方案及報(bào)告已獲批準(zhǔn)。

2.4.3 合攏時(shí)間

龍口合攏時(shí)間的選擇非常重要，對(duì)合攏期的水文氣象、龍口的變化情況及施工條件等要經(jīng)過慎重分析確定，一般選在非汛期小潮汛初潮期開始進(jìn)行龍口合攏。根據(jù)當(dāng)?shù)氐某毖促Y料分析，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的潮位和流速進(jìn)行一個(gè)周期的觀測(cè)，以掌握合攏時(shí)漲潮落潮的準(zhǔn)確時(shí)間和最高、最低潮位以及斷水時(shí)的流速等資料。該工程合攏時(shí)間根據(jù)預(yù)報(bào)潮位從11月14日轉(zhuǎn)小潮汛，15日至19日潮位逐漸走低，對(duì)龍口合攏施工是有利的，所以選擇在此時(shí)是合理的。

2.4.4 龍口封堵

封堵前應(yīng)組織足夠人員和設(shè)備將龍口段壓重物逐段清除，開始平堵，將龍口現(xiàn)有底標(biāo)高進(jìn)一步抬高。減少龍口過水量，為龍口的最終合攏創(chuàng)造有利條件。平堵完成后，開始立堵，將龍口斷面和外棱體標(biāo)高從龍口兩側(cè)向中央位置逐步收縮至合攏，根據(jù)施工強(qiáng)度和龍口的水流情況確定最終龍口的寬度。達(dá)到外棱體標(biāo)高的最后環(huán)節(jié)，最終合攏是將龍口徹底斷水，它標(biāo)志著圍堤工程的成功。

3 合攏過程

崇明北沿灘涂促淤圈圍二期工程龍口合攏選在2007年11月15日至19日，為非汛期小潮汛，有利于龍口合攏，合攏預(yù)報(bào)潮型如圖6。

實(shí)測(cè)潮位為：16日最高潮位為3.48m，17日最高潮位為3.21m，實(shí)測(cè)潮位較預(yù)報(bào)潮位低30 cm，潮時(shí)晚30 min左右。

龍口合攏工程量見表3。

平堵施工從2007年11月15日20∶00開始，至16日1∶00，第一層袋子從兩側(cè)向中央各完成4個(gè)20.5 m×22.8 m的袋子，龍口過流。從16日7∶00開始至16日12∶00，第一層貫通，龍口繼續(xù)過水，龍口水深約1.5 m，平堵結(jié)束。從16日20∶00開始立堵收縮，至17日0∶50第三層袋體貫通龍口斷水。斷水瞬間的最大流速2.56 m/s，從17日7∶00開始最終龍口合攏，至18日11∶18第五層袋體貫通，龍口合攏后升高外棱體、內(nèi)棱體及堤芯土施工至19日16∶10完成，達(dá)到設(shè)計(jì)高程，進(jìn)行沉降位移觀測(cè)，坡面保護(hù)。該工程龍口合攏完全按擬定的方案實(shí)施。

4 體會(huì)

（1）龍口位置的選擇以及龍口的設(shè)置和構(gòu)筑，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。該工程結(jié)合泥庫的布置及工程地形、地質(zhì)、水深和運(yùn)輸條件等情況，施工時(shí)監(jiān)理人員應(yīng)先控制好龍口段的護(hù)底保護(hù)和構(gòu)筑，在大堤全線棱體抬高后，水流集中通過龍口段，沒有造成沖刷，故龍口段施工應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)，科學(xué)合理安排施工順序。

表3 龍口合攏工程量計(jì)算表

（2）龍口保護(hù)期做好龍口的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，加強(qiáng)巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)補(bǔ)救，確保龍口段完好無損，也是監(jiān)理控制的重點(diǎn)工作。該工程龍口構(gòu)筑至龍口合攏施工完成，中間保護(hù)期近8個(gè)月，保護(hù)期間，對(duì)龍口段底層護(hù)底通袋的保護(hù)至關(guān)重要，其次是上部壓重管袋的保護(hù)，有破損時(shí)都能及時(shí)處理，這些是龍口保護(hù)能夠渡過汛期的關(guān)鍵所在。

（3）該工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件和氣象情況，科學(xué)合理編制合攏方案，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，采取相應(yīng)的措施。該工程龍口合攏施工過程中，對(duì)實(shí)際潮位的觀測(cè)和預(yù)報(bào)潮位比較，合理利用小潮汛汛期、潮型的變化關(guān)系，組織合攏施工，斷水時(shí)機(jī)掌握得比較理想，保證了龍口合攏的順利完成。

重視龍口施工控制，嚴(yán)格、認(rèn)真監(jiān)理，科學(xué)對(duì)待，才能使圍堤工程施工達(dá)到理想的效果。