王 兆 飛

(上海市金山區(qū)水務(wù)建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督管理站，上海 201500)

·水利工程·

簡析城市沙灘以西保灘工程幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

王 兆 飛

(上海市金山區(qū)水務(wù)建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督管理站，上海 201500)

結(jié)合金山區(qū)城市沙灘以西保灘工程的概況，對該工程在施工期所采取的幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進(jìn)行了介紹，簡要分析了加寬內(nèi)平臺、變單棱體為雙棱體結(jié)構(gòu)、設(shè)置高壓噴射灌漿防滲墻等措施的優(yōu)點(diǎn)，為提高保灘圈圍類工程綜合效益提供借鑒。

保灘工程，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，防滲

0 引言

當(dāng)前，沿海城市為了提高沿海灘地的綜合利用效益，往往考慮在一線大堤后聯(lián)合開發(fā)集濕地旅游、海濱浴場、休閑娛樂等為一體的旅游目的地。在此情況下，如果將一線大堤單純的防護(hù)功能與旅游項(xiàng)目的使用功能有效結(jié)合起來進(jìn)行考慮，對大堤結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，適當(dāng)增加抗?jié)B措施，將大大提高大堤的結(jié)構(gòu)安全富裕度，給施工安全和加快進(jìn)度創(chuàng)造十分有利的條件，同時(shí)滿足了堤內(nèi)灘地建設(shè)海濱浴場等設(shè)施的安全使用要求，避免了圍內(nèi)灘地二次施工對保灘大堤造成的影響和額外投資，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

上海市金山區(qū)城市沙灘以西保灘工程成功地實(shí)施了這一意圖，為金山區(qū)的發(fā)展提供了新的增長空間，對其他類似城市沿海保灘圈圍工程具有一定的借鑒意義。

1 工程概況

金山區(qū)城市沙灘以西保灘工程是針對上海石化總廠海塘和金山區(qū)城市沙灘海塘之間凹入地區(qū)所采取的保護(hù)措施，不僅提高了一線大堤設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)可以保護(hù)一線大堤堤前灘面不受波浪淘刷，將來可以在圍內(nèi)形成穩(wěn)定安全的海濱浴場。該工程為金山區(qū)政府2013年度重點(diǎn)工程。

本工程位于上海市金山區(qū)城市沙灘西側(cè)堤與上海石化總廠海塘之間，南臨杭州灣；新建保灘壩1 670.66 m；工程總投資約1.46億元。保灘壩原設(shè)計(jì)壩體斷面采用了半透水的結(jié)構(gòu)，即高程4.0 m以下為相對不透水的充砂管袋，4.0 m以上為允許透水的過濾層結(jié)構(gòu)；壩型為單棱體結(jié)構(gòu)，壩頂標(biāo)高為5.5 m，壩頂寬度5.0 m，順壩內(nèi)、外坡比皆為1∶2.5；使用聚丙烯編織袋充砂填筑堤身，堤身最寬處為55 m；外坡結(jié)構(gòu)從堤身向外海依次為袋裝砂墊層10 cm、防滲土工布、袋裝碎石墊層15 cm，50 cm厚灌砌塊石護(hù)坡；內(nèi)坡結(jié)構(gòu)與外坡結(jié)構(gòu)類似，但灌砌塊石厚度為40 cm；堤頂為25 cm厚混凝土道路；外坡放置3 t扭王塊體。

當(dāng)保灘壩的充砂管袋結(jié)構(gòu)壩頂高程施工至5.2 m～5.5 m時(shí)，考慮到施工期的安全、工程進(jìn)度以及兼顧將來城市沙灘西側(cè)海濱浴場的開發(fā)建設(shè)等因素，經(jīng)過綜合分析利弊，最終決定對保灘壩結(jié)構(gòu)采取一定的優(yōu)化措施，從而增加施工期結(jié)構(gòu)安全度，并通過加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗?jié)B措施，為將來海濱浴場建設(shè)創(chuàng)造條件。優(yōu)化措施在施工期一并得到實(shí)施。

該工程于2013年11月開工建設(shè)，于2014年9月完工，目前運(yùn)行良好，完全達(dá)到了建設(shè)預(yù)期目標(biāo)。

2 保灘壩結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

如圖1所示,虛線部分為壩體原設(shè)計(jì)斷面，實(shí)線部分加陰影處為采取的優(yōu)化措施。與原設(shè)計(jì)相比，本工程采取了“加寬內(nèi)平臺、變單棱體為雙棱體結(jié)構(gòu)、設(shè)置高壓噴射灌漿防滲墻”等三項(xiàng)主要措施的壩體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

3 壩體優(yōu)化方案要點(diǎn)及施工注意事項(xiàng)

3.1 加寬內(nèi)平臺措施

經(jīng)過新工況條件下壩體穩(wěn)定安全復(fù)核，確定增加平臺寬度，即將內(nèi)側(cè)3.0 m高程平臺由寬3.0 m改成寬15.0 m，并增加一道平臺格埂，同時(shí)取消堤頂濾水層，改為充砂管袋壩體。該措施的實(shí)施主要有以下優(yōu)點(diǎn):

1)有效地延長了滲徑，提高了壩體抗?jié)B安全度。2)壩體滿足成為海濱浴場圍水大堤新工況條件下的使用功能。3)可以節(jié)省工期，確保施工期安全。

本工程工期要求很緊張，當(dāng)保灘壩已經(jīng)施工至高程5.2 m～5.5 m時(shí)，內(nèi)坡面結(jié)構(gòu)開始實(shí)施。如圍內(nèi)干地作業(yè)，則可以連續(xù)施工，縮短工期。但此時(shí)外海側(cè)需抵抗5.5 m左右的高潮位，造成內(nèi)外水位差比原設(shè)計(jì)更大，必須采取一定的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施。假如不進(jìn)行干地作業(yè)，則由于趕潮施工，工期將受到影響。采取加寬內(nèi)平臺措施后，有效地解決了該難題，實(shí)施了干地作業(yè)，確保了施工的安全并縮短了工期。

3.2 變單棱體為雙棱體結(jié)構(gòu)措施

在原設(shè)計(jì)單棱斷面基礎(chǔ)上，內(nèi)側(cè)增加輔壩，輔壩頂寬1.5 m，頂面高程3.0 m，內(nèi)外側(cè)坡度比分別為1∶2.5和1∶1.1，主輔壩中心距23.25 m；輔壩結(jié)構(gòu)與主壩基本相同，兩壩間直接吹填砂，主輔壩有效結(jié)合形成了雙棱結(jié)構(gòu)壩體[1]。實(shí)施該措施，具有以下幾方面顯著優(yōu)勢：

1)輔壩可直接作為海濱浴場防護(hù)壩，避免了二次施工對保灘大堤造成損害風(fēng)險(xiǎn)，減小了工程綜合投資。

2)主輔壩間用砂直接充填，比整體用充砂管袋施工簡便，降低工程成本。

3)主輔壩間形成了“緩沖帶”，減小內(nèi)外海側(cè)的作用力在主輔壩間的直接傳導(dǎo)，同時(shí)切斷了直線滲漏通道，有效地降低了滲漏對大壩穩(wěn)定安全的破壞幾率。

3.3 設(shè)置高壓噴射灌漿防滲墻措施

在主壩頂內(nèi)側(cè)沿大壩縱向設(shè)置高壓噴射灌漿防滲墻措施；在堤頂路面鉆孔注入混凝土漿液，鉆孔孔距1.5 m(包括旋噴和擺噴)，墻底高程至-3.8 m，高壓噴射墻體有效厚度0.2 m，滲透系數(shù)k=1×10-6cm/s，深度插入灘面以下的粘土泥面下2.0 m～4.0 m。

該防滲墻的運(yùn)用具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)彌補(bǔ)了大壩半透水結(jié)構(gòu)的某些劣勢，大大提高了壩身整體抗?jié)B能力，對于維護(hù)海濱浴場正常使用起到了至關(guān)重要的作用。

2)高壓噴射灌漿以其優(yōu)良的施工效果，較低的經(jīng)濟(jì)成本在水利工程的防滲處理中已得到廣泛應(yīng)用[2]；該技術(shù)對施工場地要求不高，不需對地層進(jìn)行開挖，抗?jié)B效果好，適應(yīng)地基能力強(qiáng)，處理深度較大。

3)考慮本工程大堤內(nèi)外側(cè)承受雙向水頭，適宜采用垂直防滲。垂直防滲常見的方法有高壓噴射灌漿、抓斗薄壁防滲墻、振動沉模防滲板墻和深層攪拌樁；綜合比較，同時(shí)借鑒已使用多年的城市沙灘大堤經(jīng)驗(yàn)，采用高壓噴射灌漿防滲墻最適合本工程[3]。

3.4 施工注意事項(xiàng)

為了順利地實(shí)施壩體優(yōu)化方案，根據(jù)圍海筑堤工程受海潮、地形等特殊環(huán)境因素影響，施工期要注意以下主要事項(xiàng)：

1)要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、地形等條件，慎重選擇合龍位置和時(shí)間，要制定合龍專項(xiàng)施工方案；在合龍后，要密切關(guān)注潮位和大堤尤其是龍口部位的安全，保證內(nèi)平臺加寬的安全順利實(shí)施。

2)輔堤和內(nèi)平臺加寬施工，關(guān)系到主堤的防滲安全和將來海濱浴場的穩(wěn)定運(yùn)行，必須在保證其安全質(zhì)量的前提下再考慮加快施工進(jìn)度等問題。

3)施工前要先采用圍井進(jìn)行試驗(yàn)段的施工，認(rèn)真確定高壓噴射灌漿的各種技術(shù)參數(shù)，嚴(yán)格控制防滲墻施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

保灘工程實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案后，滿足了新的工況條件下保灘壩的滲透穩(wěn)定，有利于工程安全，并且加快了內(nèi)坡護(hù)面的施工進(jìn)度，同時(shí)為將來海濱浴場的開發(fā)建設(shè)打下很好的基礎(chǔ)，整體上大大提高了保灘大堤的安全富裕度。

[1] 王 輝，郭 勇，侯 萌.高壓噴射防滲帷幕在“圍堤型水庫”中應(yīng)用的思考[J].上海水務(wù)，2007(2):24-26.

[2] 王永慶，阮龍飛.高壓噴射灌漿在聚丙烯編織袋充填壩防滲中的運(yùn)用[J].中國水運(yùn)，2010(10):159-162.

[3] 阮龍飛.上海市金山城市沙灘水庫堤壩防滲設(shè)計(jì)[A].第十三屆中國海洋(岸)工程學(xué)術(shù)討論會論文集[C].2008：700-705.

Briefly analysis of several structure optimization measures on the West City Beach protection

Wang Zhaofei

(WaterConservationConstructionEngineeringSafetyandQualitySupervisionManagementStationinJinshanDistrictofShanghaiCity,Shanghai201500,China)

Combining with the survey of the beach protection projects in the west of the urban beach in Jinshan District, the paper introduces some structural optimal measures during the construction period, briefly analyzes the advantages of measures including the widening inner platform, replacement of single-edge structure with the double-edge one, and the anti-leakage walls of high-pressure jet grouting, so as to provide some reference for the comprehensive benefits of beach protection projects.

beach protection project, structural optimization, anti-leakage

2015-08-23

王兆飛(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)31-0204-02

TV512

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