胡梅愿 黃艷蕾
(浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司,浙江 寧波 315040)
海堤結(jié)構(gòu)上在外側(cè)是通過(guò)石方進(jìn)行擋潮,在內(nèi)測(cè)則通過(guò)土方進(jìn)行防滲。對(duì)于海堤而言,在修建時(shí)以施工的安全性為目的一般都會(huì)預(yù)留下一個(gè)以上的口,其作用就是可以令潮水通過(guò),這個(gè)口就稱之為龍口。待海堤填筑出水達(dá)一定高度時(shí),封堵這些龍口,稱為堵口。堵口成功合龍某種意義上意味著整個(gè)圍墾項(xiàng)目的實(shí)施成功了一半,堵口主要受潮汛、風(fēng)浪、流速、加荷等系列因素影響和制約,所以有必要進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),開(kāi)發(fā)適用于深水區(qū)的堵口施工技術(shù)。
堵口采用立堵、混合堵以及平堵三種結(jié)合的綜合施工法。立體高效,流水式作業(yè),具有明顯的層次性,在施工上的相互干擾少,最大程度的提高了效率,確保合龍可以一次性成功。
堵口段基礎(chǔ)處理跟隨主堤進(jìn)度施工,施工面達(dá)到設(shè)計(jì)階段高程后進(jìn)行龍口保護(hù),擱置度汛,汛后小潮汛期間擇機(jī)合龍;堵口截流要先進(jìn)行水力計(jì)算,通過(guò)模型試驗(yàn)搞清龍口水力特性,確定合理堵口順序和施工方法。合龍前,可采用液壓對(duì)開(kāi)駁或側(cè)拋式石方專用駁船平拋以抬高龍口底檻高程。根據(jù)工況條件,可選擇單向或雙向進(jìn)占作業(yè),堵口可采用拋石截流的方法,在龍口拋投大塊石或填石竹籠、填石鐵絲籠等進(jìn)行縮窄和封堵,最后形成一道截流堤。
堵口截流后龍口段截流堤是透水的,堤身較單薄,應(yīng)立即進(jìn)行“閉氣”加固。由于潮汐影響,堆石堤內(nèi)的滲流是雙向的,又是在水中拋土,必須滿足堤身、地基和滲流穩(wěn)定的要求。
3.1 施工程序
3.2 龍口水力計(jì)算
3.2.1 龍口尺寸的計(jì)算和堵口順序的確定
如何選擇龍口尺寸和堵口順序是堵口成敗的關(guān)鍵,龍口計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮同一圍區(qū)內(nèi)多個(gè)水閘、龍口存在的情況,計(jì)算圍區(qū)內(nèi)水位、圍區(qū)內(nèi)外水位差、各龍口流速、單寬流量隨圍區(qū)外潮位變化的過(guò)程,確定各水力要素的最大值和逐時(shí)段數(shù)值,并繪制變化過(guò)程線,以便選擇龍口的尺寸、堵口的順序。水量平衡方程式時(shí)段初、末堤內(nèi)水量;Q1、Q2-⊿T 時(shí)段初、末過(guò)閘流量;q1、q2-⊿T時(shí)段初、末龍口流量;⊿T-時(shí)段長(zhǎng);
3.2.2 拋投塊體的計(jì)算
拋石截流計(jì)算最主要的任務(wù)是確定拋投體的尺寸的重量,而拋投塊的穩(wěn)定計(jì)算國(guó)內(nèi)外廣泛采用的是茲巴什公式,即:
式中:V-石塊極限抗沖流速;d-石塊化引為球形的粒徑;γs、γ-分別為石塊和水的容重;K-綜合穩(wěn)定系數(shù)。
由上式可知,拋投塊體的粒徑與抗沖流速的平方成正比。也就是說(shuō),拋投塊體的粒徑在很大程度上取決于龍口流速。
3.2.3 堵口的施工
①形成龍口。當(dāng)非龍口段主堤抬升到一定高程后,潮流將集中于龍口段進(jìn)出,即形成了龍口。因此,在龍口形成前,對(duì)龍口段要預(yù)先予以保護(hù)處理。具體方法為用液壓對(duì)開(kāi)駁、側(cè)拋式石方專用駁船、甲板駁船等施工機(jī)械將龍口段拋石拋填至接近龍口底檻高程。此時(shí),退潮后該部位能出露水面的,則采用陸上施工機(jī)械拋填大型塊體至底檻高程;退潮后該部位未能出露水面的,則采用GPS精確定位的甲板駁拋填大型塊體至底檻高程。
②龍口保護(hù)。龍口形成后,受各種因素制約往往不能立即實(shí)施堵口施工,龍口段包括兩端堤頭盤(pán)頭、龍口段內(nèi)外兩側(cè)、龍口段底檻等部位均需進(jìn)行保護(hù)。龍口段兩端盤(pán)頭、底檻面層、外海側(cè)鎮(zhèn)壓層采用大型塊體保護(hù),塊體可使用大塊石、各類(lèi)石籠、預(yù)制構(gòu)件等。塊體要求理砌,塊體間相嵌擺放,相互咬住,整體基本平整。龍口段內(nèi)側(cè)一般為閉氣土方結(jié)構(gòu),不宜采用石方保護(hù)。可首先從斷面型式上予以保護(hù)。其次,對(duì)龍口兩端各100m范圍內(nèi)和龍口段底檻高程以下的閉氣土方(或涂面),采取按放雙層高強(qiáng)防紫外線充泥管袋或袋裝土等保護(hù)措施。
③堵口條件。堵口報(bào)告已報(bào)上級(jí)主管部門(mén)批準(zhǔn);同一圍區(qū)內(nèi)設(shè)有水閘時(shí),水閘已通水且能夠安全啟閉,合龍時(shí)可利用水閘泄洪分流;非龍口的海堤已經(jīng)達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)高程,并處于良好的穩(wěn)定狀態(tài);堵口備料已備足需用量的1.5倍以上,施工機(jī)械、勞動(dòng)力組織準(zhǔn)備就緒,堵口程序和方法已作研究與技術(shù)交底;堵口時(shí)的各種應(yīng)急措施已落實(shí);堵口后的海堤加高加固后續(xù)工作已能滿足下次大潮汛的需要。
④堵口時(shí)間選擇。堵口時(shí)間應(yīng)根據(jù)工程量、總工期要求、施工強(qiáng)度和水文氣象條件等綜合反復(fù)分析,并應(yīng)選擇在非汛期的小潮汛期間。
⑤堵口方式。將龍口底檻高程抬高時(shí),最大流速已與龍口寬度關(guān)系不大,最大流速將由最高潮位所控制,主要任務(wù)是要加強(qiáng)龍口內(nèi)外側(cè)的堤腳保護(hù)。
⑥石方合龍。利用小潮汛期間一次性將龍口合龍。合龍時(shí),采用茲巴什公式計(jì)算出的塊體填筑,石籠或預(yù)制件采用挖掘機(jī)吊裝,大塊石由推土機(jī)推平,截流戧堤立堵至設(shè)計(jì)高程。在合龍過(guò)程中,利用水閘調(diào)節(jié)內(nèi)外水位,最大流速控制在設(shè)計(jì)要求以下。龍口合龍后,鎮(zhèn)壓層全部做足,隨后繼續(xù)加高石壩和閉氣土方,完成堵口施工。
⑦土方合龍。石方堵口合龍后,馬上進(jìn)行土方閉氣施工。可先在拋石體內(nèi)側(cè)用袋裝土封堵,小斷面進(jìn)行閉氣。小斷面閉氣初步完成以后,采用活塞式淤泥輸送泵加寬加高,另配備桁架式筑堤機(jī)配合施工。土方閉氣集中所有土方設(shè)備,開(kāi)足馬力一氣呵成,爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到閉氣的要求。填筑土料可直接取自灘涂之中,堵口前要作好開(kāi)采的規(guī)劃,并注意必須在離堤腳線安全距離以外的范圍取土,以滿足設(shè)計(jì)對(duì)堤身穩(wěn)定安全的要求,確保開(kāi)采過(guò)程能始終順利進(jìn)行。
⑧加高加固。堵口合龍初步完成以后,還需一鼓作氣地迅速加固加高至防汛高程,但應(yīng)注意加荷間歇期。在加高加固過(guò)程中,特別要仔細(xì)加強(qiáng)觀測(cè)和巡視,找尋壩體有無(wú)變形、裂縫和不正常沉陷,以便在發(fā)現(xiàn)苗頭時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)措施。
圍墾工程的興建,將為地區(qū)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)提供腹地和用地,項(xiàng)目實(shí)施后將產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,還可提高該地區(qū)防洪御潮標(biāo)準(zhǔn),可保護(hù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村群眾和耕地免遭風(fēng)暴潮的侵襲,對(duì)沿海地區(qū)起到重要的屏障作用。
[1]陶松壘,張子和,俞元洪.軟基快速筑堤關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].施工技術(shù),2009.