臺(tái)州市路橋區(qū)黃礁涂圍墾工程施工實(shí)踐探討

樓孟華

(浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)有限公司 杭州 310051)

1 工程概況

黃礁涂圍墾面積約為10224畝,主要由海堤、水閘及圍區(qū)配套工程組成。海堤采用100年一遇設(shè)計(jì)高潮位加100年一遇設(shè)計(jì)波浪,允許部分越浪;水閘:防潮標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇設(shè)計(jì),排澇標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇24h暴雨24h排出。

(1)工程區(qū)為低山丘陵、島嶼和濱海平原,島嶼高程一般在150m以下,海灣灘涂坡度平緩,涂面穩(wěn)定,其高程一般0～-3.5m之間,屬典型的濱海平原地貌。山坡覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)坡殘積 (dl-elQ4)粉質(zhì)粘土夾碎石。灘涂覆蓋層為第四系全新統(tǒng)海積 (mQ4)淤泥與淤泥質(zhì)土、坡洪積 (dl-plQ4)含砂、粉質(zhì)粘土碎塊石及第四系上更新統(tǒng)沖湖積 (al-lQ3)粘土等。

(2)設(shè)計(jì)流域地處東南沿海,氣候溫和,雨量充沛,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),全年季節(jié)變化明顯,降水量年內(nèi)分配不均。黃礁涂所在地20年一遇高潮位4.56m,低潮位-3.35m,高潮多年平均潮位1.99m,低潮多年平均潮位-1.56m。

2 施工部署

2.1 工程難點(diǎn)

本工程的特點(diǎn)是施工工程量大,圍墾工程主要由海堤、水閘及圍區(qū)配套工程組成,部分分項(xiàng)工程需水上作業(yè),且施工受加荷速率及潮汛影響,因此短時(shí)間內(nèi)施工強(qiáng)度較大,施工時(shí)必須充分發(fā)揮機(jī)械化作業(yè)的優(yōu)勢(shì),才能保質(zhì)保量地完成施工任務(wù)。

2.2 施工方案

根據(jù)本工程的施工特點(diǎn)、自然條件、工期要求等情況,工程施工原則上采取平行與流水作業(yè)相結(jié)合的方法。將本工程劃分成三個(gè)工區(qū):1#工區(qū)負(fù)責(zé)大港灣海堤,石料取自子云山石料場(chǎng);2#工區(qū)道士冠排水閘的施工,基坑開(kāi)挖出石料利用填筑于大港灣海堤;3#工區(qū)負(fù)責(zé)白果山海堤的施工,石料取自白果山石料場(chǎng)。海堤施工工區(qū)按先下后上,先深后淺進(jìn)行交叉作業(yè)。同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況,堤基處理與拋石填筑分成水上及陸上兩部分。

根據(jù)本工程的施工特點(diǎn)、自然條件、工期要求等情況,海堤工程施工原則上采取平行與流水作業(yè)相結(jié)合,水上施工與陸上施工相結(jié)合的施工方法。其主要施工方案為:

(1)基礎(chǔ)處理土工布在施工營(yíng)地的土工布拼接場(chǎng)進(jìn)行拼寬,根據(jù)施工部位退潮露灘情況采取船鋪或陸上人工鋪設(shè),水下鋪布由專(zhuān)用水上鋪布船根據(jù)GPS定位進(jìn)行鋪設(shè),陸上鋪布采用人工候潮鋪設(shè)。

(2)對(duì)于不露灘的大港灣海堤段排水碎石墊層采用帶有定位系統(tǒng)的自航平板駁拋填;而對(duì)于不露灘部分塑料排水板采用專(zhuān)用插板船候潮GPS水下定位施打塑料排水板,其余則采用軌道式專(zhuān)用插板機(jī)候潮施工。

(3)海堤迎潮面灌砌塊石擋墻、灌砌石護(hù)面在堤身拋石沉降穩(wěn)定、并結(jié)合觀測(cè)資料具體分析后進(jìn)行施工。外坡理砌塊石施工,采用反鏟挖機(jī)在退潮時(shí)按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行理坡。

3 基礎(chǔ)處理工程施工技術(shù)

本工程海堤堤身基礎(chǔ)處理采用塑料排水板、土工布加碎石墊層的復(fù)合加固法,并結(jié)合壓載的處理方法。其中堤基塑料排水板打設(shè)間距1.4m,正方型排列,插入涂面以下深度白果山海堤為4～22m,大港灣海堤為 15～29m,排水板插打共計(jì)1702530m;另 30kN/m 有 紡 土 工 布 鋪 設(shè)155093m2,120kN/m高強(qiáng)有紡?fù)凉げ间佋O(shè)228247m2,排水碎石墊層拋填130212m3。為了減小沖刷,土工布鋪設(shè)和碎石墊層的施工間隔時(shí)間不能太長(zhǎng),應(yīng)及時(shí)覆蓋壓實(shí)。

3.1 基礎(chǔ)處理工程施工流程

本圍墾采用塑料排水板法進(jìn)行基礎(chǔ)處理施工的工序流程如下:施工測(cè)量放樣→30kN/m有紡?fù)凉げ间佋O(shè)→碎石墊層拋填→塑料排水板插設(shè)→上層120kN/m高強(qiáng)有紡?fù)凉げ间佋O(shè)。

3.2 土工布鋪設(shè)施工技術(shù)要點(diǎn)

本工程白果山海堤灘地高程較高,可采用人工在退潮時(shí)直接將30kN/m有紡?fù)凉げ间佋O(shè)于灘涂面上,用竹樁穿麻繩插入涂泥中分段壓牢,而大港灣海堤涂面高程較低,退潮時(shí)基本不露灘,則采用專(zhuān)用的土工布鋪設(shè)船進(jìn)行水下GPS定位鋪設(shè),同時(shí)鋪設(shè)船上自備挖掘機(jī)拋碎石壓沉排布,做到隨鋪隨壓。鋪設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵是定位后的壓沉,土工布到位后不再位移及飄浮。為了更好控制好土工布鋪設(shè)質(zhì)量,還應(yīng)注意以下要點(diǎn)。

(1)土工布鋪設(shè)前,灘面應(yīng)加以平整,鋪設(shè)基面上的雜物應(yīng)清除干凈。布的徑向 (或縱向)必須垂直堤壩軸線鋪設(shè),徑向有紡?fù)凉げ间佋O(shè)寬度比碎石墊層設(shè)計(jì)寬度兩側(cè)延伸1m,平行堤壩軸線方向土工布嚴(yán)禁搭接。

(2)土工布鋪設(shè)時(shí),由船上檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)反映出土工布鋪設(shè)軌跡,發(fā)現(xiàn)偏差,立即進(jìn)行調(diào)整。并打印土工布鋪設(shè)軌跡圖,作為原始資料存檔。

(3)土工布材料質(zhì)量應(yīng)鋪設(shè)平順,松緊適度,并與基面密貼;不出現(xiàn)扭曲和折疊,徑向不搭接;對(duì)鋪設(shè)過(guò)程中有損壞處,應(yīng)修補(bǔ)或更換。

3.3 排水碎石墊層施工技術(shù)

本工程碎石墊層直接鋪設(shè)在基底30kN/m土工布上,主要為排水插板提供生產(chǎn)和施工條件,碎石墊層設(shè)計(jì)寬度基本同排水板處理寬度,由于部分灘地小潮時(shí)無(wú)法露灘,同時(shí)考慮到施工工期要求,碎石墊層采取水上船拋及陸上車(chē)拋兩部分方式施工。本工程碎石墊層采取如下質(zhì)量控制措施。

(1)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量,對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的材料不得使用。

(2)加強(qiáng)拋填區(qū)的測(cè)量工作,當(dāng)各區(qū)段碎石墊層數(shù)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下一道工序施工。

(3)結(jié)合海上拋填的施工經(jīng)驗(yàn),拋填時(shí)采用船只行駛頂流、偏角的方法,以達(dá)到拋填料拋填均勻。盡快排水插板及第一層拋石覆蓋,防止沖刷。

3.4 塑料排水板施工

本工程海堤基礎(chǔ)處理塑料排水板采用槽型土工聚合物排水帶,寬10cm,型號(hào)為C型。排水板采用正方型布置,間距1.4m。排水板插入涂面以下深度白果山海堤為4～22m,大港灣海堤為15～29m,其中大港灣海堤部分堤段 (樁號(hào)為 D1+360)插板需插入至巖基。對(duì)于白果山海堤堤基排水板施工則利用退潮露灘時(shí)間,在已填筑好的碎石墊層上鋪設(shè)枕木軌道插板機(jī)作業(yè);對(duì)于基本不露灘的大港灣海堤堤段,排水板采用專(zhuān)用插板船水下GPS定位候潮進(jìn)行施打。塑料排水板的施工對(duì)于本圍墾基礎(chǔ)工程來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要,采取以下施工技術(shù)。

(1)根據(jù)排水板施工區(qū)段及水域的風(fēng)流、水流條件合理地確定拋錨系纜。錨纜系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠,使用方便,并隨時(shí)根據(jù)水位變化調(diào)整錨纜長(zhǎng)度。

(2)插板機(jī)插板時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確定位,在轉(zhuǎn)盤(pán)和打設(shè)過(guò)程中避免損壞,防止淤泥進(jìn)入板芯堵塞輸水通道,影響排水效果。

(3)打入地基的塑料排水板應(yīng)為整板,如確需接長(zhǎng),每根帶只允許有一個(gè)接頭,接長(zhǎng)帶的使用量不得超過(guò)總打設(shè)根數(shù)的10%,且應(yīng)分散使用。

(4)插設(shè)應(yīng)垂直,并應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度,并采取防止發(fā)生回帶的措施,若回帶500mm以上應(yīng)補(bǔ)打。發(fā)生回帶的根數(shù)不超過(guò)總根數(shù)的5%。

(5)嚴(yán)格控制間距和深度,一般排水板間距允許偏差為±100mm,正誤差不得連續(xù)出現(xiàn),抽查量不應(yīng)少于2%;垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%;并應(yīng)隨機(jī)抽取一定數(shù)量的孔數(shù)校核排水板插設(shè)深度。

4 堤身拋石填筑施工

根據(jù)本工程的施工條件,堤身拋石采用陸拋。堤身拋石采用天然混合級(jí)配石料,拋填層兼作施工路面,利用拋填車(chē)輛碾壓密實(shí),堤頂按設(shè)計(jì)要求預(yù)留沉降超高。根據(jù)設(shè)計(jì)及潮水位情況,海堤堤身拋石采用5t自卸汽車(chē)裝石料進(jìn)行立拋進(jìn)占,堤身拋填施工應(yīng)薄層輪加,均衡上升,同時(shí)做好堤身沉降觀測(cè)工作。拋石填筑的基本原則是:先深后淺,先點(diǎn)后線,薄層輪加,均衡上升。

拋填過(guò)程施工加載按設(shè)計(jì)加載曲線進(jìn)行,每層加載間隔時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)要求的橫堤加荷曲線圖進(jìn)行控制,施工過(guò)程中根據(jù)原位觀測(cè)資料作適當(dāng)調(diào)整,以確保施工期安全。拋填根據(jù)設(shè)計(jì)加載曲線分層進(jìn)行,每層厚度控制在70～150cm左右 (第一層可適量加厚,每層間歇期不少于30～60d,4.5m高程以上部分拋石厚度不得大于70cm。

5 堤身閉氣土施工

本工程海堤堤身閉氣土方位于堤身內(nèi)側(cè),堤身拋石與內(nèi)側(cè)子堤之間,共計(jì)約79.56萬(wàn)m3。施工時(shí),土方按石方領(lǐng)先,土方緊跟的原則施工。取土區(qū)取土?xí)r應(yīng)從遠(yuǎn)到近。閉氣土施工,平均潮位以下閉氣土方采用船拋,用抓斗挖泥船挖泥、液壓對(duì)開(kāi)駁運(yùn)輸拋填。平均高潮位以上閉氣土方采用絎架筑堤。

筑壩土料分層填筑,分層厚度不大于 50cm,沿堤軸線往返進(jìn)行,采用梅花型投料,這樣有利于土料脫水,加快自然固結(jié)速度,相應(yīng)降低堤身荷載。在填筑面表層沿海塘軸線每隔20m橫向開(kāi)挖排水溝進(jìn)行排水。土方閉氣過(guò)程需按照加載曲線進(jìn)行,按 “薄層輪加,均衡上升”的原則分層梯級(jí)推進(jìn),保持與石壩平行,進(jìn)度稍微滯后,高程略低。

在總加荷分級(jí)的前提下,每級(jí)按30～50cm左右厚度的薄層分層填筑,薄層填筑時(shí)間間隔以前一層可以上人為原則。施工中要防止填筑面土體龜裂,當(dāng)層面曝露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)灑水濕潤(rùn)。填筑施工中除沉降、位移觀測(cè)外,還必須分層分段取樣進(jìn)行容重試驗(yàn),當(dāng)含水量比較大時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加間歇時(shí)間。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)黃礁涂圍墾工程施工實(shí)踐,提出海堤堤身基礎(chǔ)處理、堤身拋石填筑、堤身閉氣土等施工方法,同時(shí)提出相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)。工程實(shí)踐表明,本圍墾工程所采取的施工技術(shù)能使該工程能做到一次性合攏截流成功,這些施工措施可為同類(lèi)工程提供參考。

1 陳華愛(ài).福清過(guò)橋山圍墾工程施工介紹[J].水利科技,2009,21(11):21～22

2 朱先根.灘涂圍墾施工的思考 [J].科技資訊,2008,30(02):13～15

3 陳彬.綠波圍墾施工技術(shù)問(wèn)題的處理[J].上海水利,2006,32(12):35～37