祝 娟,王益豐,夏潮軍,呂建明
(紹興市柯橋區(qū)塘閘管理中心,浙江 紹興 312075)
錢塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘(柯橋段)建成于2011年12月,全長(zhǎng)5.85 km,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇。堤頂為瀝青混凝土路面,寬20.00 m,高程為9.70 m;防浪墻為反弧結(jié)構(gòu),頂高程10.70 m;外坡迎水面為1:3四角空心塊護(hù)坡,其下為干砌塊石和塊石混合料墊層,內(nèi)坡為草皮護(hù)坡。堤腳防沖主要采用2種結(jié)構(gòu),其中樁號(hào)K0 + 000 ~ K2 + 600 m段堤腳為板樁垂直防沖與拋石結(jié)構(gòu),樁號(hào)K2 + 600 ~ K5 + 845 m段堤腳為集裝箱埋石混凝土與混凝土鋪蓋水平防沖結(jié)構(gòu)。
由于受徑流和潮流共同作用,江道河床沖淤變化劇烈,呈現(xiàn)典型的年內(nèi)“洪沖潮淤”,年際“豐沖枯淤”。2012 —2016年近岸灘地總體呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢(shì),近岸灘地與- 5.00 m等深線靠近區(qū)段較多,尤其在2016年,近岸江道灘地沖刷較為明顯,沖刷范圍及深度都有所加大,至2017年10月,錢塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘(柯橋段)樁號(hào)K1 + 150 ~ K1 + 315 m段堤腳拋石沖刷殆盡,板樁外河床沖刷至-1.50 m左右,板樁出露高度最大達(dá)2.50 m。監(jiān)測(cè)顯示,2017年12月和2018年1月、2月、5月、8月海塘堤腳沖刷范圍繼續(xù)向東擴(kuò)大,至2018年9月底堤腳沖刷擴(kuò)大至樁號(hào)K0 + 700 ~ K1 + 660 m,工程運(yùn)行存在較大安全隱患。
(1)2016年加固情況。2016年3月12日 — 4月2日,錢塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘加固工程中對(duì)樁號(hào)K0 + 350 ~ K0 + 500 m段海塘堤腳補(bǔ)充拋石加固10 338 m3。
(2)2017年加固情況。2017年9月13日 — 10月28日(歷時(shí)9 d),樁號(hào)K1 + 270 ~ K1 + 315 m段海塘堤腳灘地采用17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土護(hù)底,板樁外側(cè)模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;樁號(hào)K1 +200 ~ K1 + 315 m段海塘堤腳灘地采用雙層模袋混凝土護(hù)底,其中底層為17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土,上層為10.00 m×6.00 m×0.40 m的模袋混凝土,板樁外側(cè)模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;累計(jì)沉放鋼筋籠94只,澆筑C25袋灌混凝土513 m3,C25模袋混凝土719 m3。
2017年10月29日 — 12月14日(歷時(shí)8 d),樁號(hào)K1 + 150 ~ K1 + 200 m段海塘堤腳灘地采用17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土護(hù)底,板樁外側(cè)模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;累計(jì)沉放鋼筋籠30只,澆筑C25袋灌混凝土346 m3,C25模袋混凝土澆筑627 m3。
(3)2018年加固情況。①Ⅰ期搶修工程加固:2017年12月27 — 29日,樁號(hào)K1 + 074 ~ K1 + 174 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土固腳,樁號(hào)K3 + 020 ~ K3 + 080 m段海塘護(hù)坦采用C25模袋混凝土面板補(bǔ)強(qiáng)加固。2018年1月10 — 14日,樁號(hào)K1 + 330 ~ K1 + 660 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土固腳及模袋混凝土護(hù)底。本次加固累計(jì)沉放集裝箱2只,沉放鋼筋籠150只,澆筑袋灌混凝土C25混凝土方量2 686 m3。②Ⅰ期搶修工程(追加)加固:2018年1月24 — 26日(歷時(shí)3 d),樁號(hào)K0 + 700 ~ K1 +120 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土澆筑固腳;2018年2月8 — 9日(歷時(shí)2 d),樁號(hào)K1 + 350 ~ K1 + 480 m段海塘灘地采用模袋混凝土護(hù)底,累計(jì)沉放鋼筋籠179只,澆筑C25混凝土1 814 m3。③ Ⅱ期搶修工程加固:2018年5月18日 — 9月21日(歷時(shí)13 d),根據(jù)工程險(xiǎn)情在樁號(hào)K0 + 710 ~ K0 + 870 m 段和樁號(hào)K0 + 950 ~ K1 + 470 m段海塘堤腳,分4次實(shí)施搶險(xiǎn)加固,累計(jì)安放鋼筋籠234只,澆筑C25袋灌混凝土1 291 m3,普通混凝土1 248 m3,完成投資約190萬(wàn)元。
(1)在工程隱患出現(xiàn)初期,海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土施工技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)性加固處理,實(shí)施效果比較明顯,并經(jīng)有關(guān)專家論證,明確采用板樁外采用30 cm厚模袋混凝土護(hù)底和鋼筋籠袋灌混凝土固腳的加固方案,加固采用強(qiáng)潮沖到那里就加固到那里的做法。
(2)鋼筋籠混凝土固腳效果總體較好,但局部地段由于擺放的位置(在0.00 m高程左右)過(guò)高導(dǎo)致底腳刷深后出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,從而出現(xiàn)重復(fù)搶修加固的情況;在2.00 m高程左右進(jìn)行的保灘模袋混凝土加固,出現(xiàn)模袋混凝土全部沖刷殆盡的現(xiàn)象。
針對(duì)歷次海塘搶修加固所采取的措施及加固取得的效果,提出2點(diǎn)思考:
(1)東片沖刷嚴(yán)重的原因。一是東片是杭州灣北股潮頂沖地段,由于近幾年錢塘江徑流偏枯,受潮流控制,東片一日二潮不斷沖刷,灘面在- 2.00 m左右,目前已經(jīng)較為穩(wěn)定;二是東片堤外拋石量少,斷面平均不到100 m3;三是板樁外為原施工圍堰,20.00 m范圍基礎(chǔ)都是粉砂土,抗沖能力弱。
(2)加固方式的選取。從歷次加固實(shí)踐看,拋石加固不可取,原因是涌潮沖擊力太強(qiáng)。除非塊石足夠多或者有足夠大的塊石;現(xiàn)行膜袋混凝土保灘方式也不可取,因?yàn)樽陨聿荒芊€(wěn)定,鋼筋籠膜袋混凝土橫放穩(wěn)定性差,鋼筋籠膜袋混凝土直放并排效果好,穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng),但由于籠下無(wú)石料反濾,籠外無(wú)拋石保護(hù),籠子向外側(cè)傾斜常見。因此可考慮允許板樁沖刷至- 3.00 m,放鋼筋籠前拋5.00 m寬1.00 m厚石子或者塊石混合料,然后放鋼筋籠膜袋混凝土,這種模式或許是最好的,當(dāng)然也可以考慮將籠子高度提高至2.00 m,更穩(wěn)定,更有利于施工。
目前錢塘江江道在尖山圍墾完成后已穩(wěn)定走南,錢塘江河口江道呈“洪淤枯沖”狀態(tài),2016年以來(lái),由于上游來(lái)水偏枯,河口段主要受潮汐控制,這是口門丘東片段堤腳沖刷的主因。目前運(yùn)行管理單位采用的模袋混凝土護(hù)底和鋼筋籠袋灌混凝土固腳方案基本可行,從實(shí)施效果看,塘前灘地沖刷至高程-2.00 m左右實(shí)施鋼筋籠袋灌混凝土固腳和模袋混凝土護(hù)底的效果較佳。
鑒于錢塘江口門丘南岸江道施工條件惡劣、江道沖於變化不確定性等因數(shù),建議暫不采用樁式丁壩防沖加固方案,這樣既不科學(xué),同時(shí)實(shí)施難度大且不確定因數(shù)較多。面對(duì)近年來(lái)錢塘江口門丘江道呈現(xiàn)持續(xù)性沖刷現(xiàn)狀,在今后的加固工程中,針對(duì)不同段海塘提出以下對(duì)策:
(1)鑒于東片海塘塘前灘地近100.0 m范圍內(nèi),江道底高程在- 2.00 ~ - 4.00 m,平均高程在- 2.50 m左右。在東片堤腳外灘地設(shè)置一定寬度的混凝土坦水,坦水外側(cè)護(hù)腳底高程控制在- 4.00 m左右,加固效果會(huì)比較理想。同時(shí),對(duì)龍口薄弱段可采取在外灘地設(shè)置一定寬度的混凝土坦水,坦水外側(cè)小方井護(hù)腳底高程控制在- 4.00 m及以下的加固方案,以探索板樁外側(cè)全線加固的可行性。
(2)在中片、西片集裝箱堤腳護(hù)坦出露地段,結(jié)合竣工驗(yàn)收意見,對(duì)出露的混凝土護(hù)坦繼續(xù)采取模袋混凝土補(bǔ)強(qiáng)的方式進(jìn)行加固處理。
(3)錢塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘自2011年12月建成運(yùn)行至今已近8 a,建議在做好海塘沉降、位移和沖刷觀測(cè)的同時(shí),結(jié)合海塘安全鑒定結(jié)論,委托專業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)單位編制針對(duì)堤腳防沖的整體加固方案,用以指導(dǎo)今后的海塘加固,確保錢塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘安全運(yùn)行。