淺析深水軟基海堤的堵口施工工藝

胡梅愿 黃艷蕾

（浙江省圍海建設集團股份有限公司，浙江 寧波 315040）

海堤結構上在外側是通過石方進行擋潮，在內(nèi)測則通過土方進行防滲。對于海堤而言，在修建時以施工的安全性為目的一般都會預留下一個以上的口，其作用就是可以令潮水通過，這個口就稱之為龍口。待海堤填筑出水達一定高度時,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圍墾項目的實施成功了一半，堵口主要受潮汛、風浪、流速、加荷等系列因素影響和制約，所以有必要進行技術攻關，開發(fā)適用于深水區(qū)的堵口施工技術。

1 堵口特點

堵口采用立堵、混合堵以及平堵三種結合的綜合施工法。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。

2 施工原理

堵口段基礎處理跟隨主堤進度施工，施工面達到設計階段高程后進行龍口保護，擱置度汛，汛后小潮汛期間擇機合龍；堵口截流要先進行水力計算，通過模型試驗搞清龍口水力特性，確定合理堵口順序和施工方法。合龍前，可采用液壓對開駁或側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，應立即進行“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 施工程序和操作的要點

3.1 施工程序

3.2 龍口水力計算

3.2.1 龍口尺寸的計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鍵，龍口計算時應考慮同一圍區(qū)內(nèi)多個水閘、龍口存在的情況，計算圍區(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)外潮位變化的過程，確定各水力要素的最大值和逐時段數(shù)值，并繪制變化過程線，以便選擇龍口的尺寸、堵口的順序。水量平衡方程式時段初、末堤內(nèi)水量；Q1、Q2-⊿T 時段初、末過閘流量；q1、q2-⊿T時段初、末龍口流量；⊿T-時段長；

3.2.2 拋投塊體的計算

拋石截流計算最主要的任務是確定拋投體的尺寸的重量，而拋投塊的穩(wěn)定計算國內(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，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。當非龍口段主堤抬升到一定高程后，潮流將集中于龍口段進出，即形成了龍口。因此，在龍口形成前，對龍口段要預先予以保護處理。具體方法為用液壓對開駁、側拋式石方專用駁船、甲板駁船等施工機械將龍口段拋石拋填至接近龍口底檻高程。此時，退潮后該部位能出露水面的，則采用陸上施工機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。龍口形成后，受各種因素制約往往不能立即實施堵口施工，龍口段包括兩端堤頭盤頭、龍口段內(nèi)外兩側、龍口段底檻等部位均需進行保護。龍口段兩端盤頭、底檻面層、外海側鎮(zhèn)壓層采用大型塊體保護，塊體可使用大塊石、各類石籠、預制構件等。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)側一般為閉氣土方結構，不宜采用石方保護。可首先從斷面型式上予以保護。其次，對龍口兩端各100m范圍內(nèi)和龍口段底檻高程以下的閉氣土方（或涂面），采取按放雙層高強防紫外線充泥管袋或袋裝土等保護措施。

③堵口條件。堵口報告已報上級主管部門批準；同一圍區(qū)內(nèi)設有水閘時，水閘已通水且能夠安全啟閉，合龍時可利用水閘泄洪分流；非龍口的海堤已經(jīng)達到規(guī)定的設計高程，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，施工機械、勞動力組織準備就緒，堵口程序和方法已作研究與技術交底；堵口時的各種應急措施已落實；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堵口時間選擇。堵口時間應根據(jù)工程量、總工期要求、施工強度和水文氣象條件等綜合反復分析，并應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，最大流速已與龍口寬度關系不大，最大流速將由最高潮位所控制，主要任務是要加強龍口內(nèi)外側的堤腳保護。

⑥石方合龍。利用小潮汛期間一次性將龍口合龍。合龍時，采用茲巴什公式計算出的塊體填筑，石籠或預制件采用挖掘機吊裝，大塊石由推土機推平，截流戧堤立堵至設計高程。在合龍過程中，利用水閘調節(jié)內(nèi)外水位，最大流速控制在設計要求以下。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，馬上進行土方閉氣施工。可先在拋石體內(nèi)側用袋裝土封堵，小斷面進行閉氣。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配合施工。土方閉氣集中所有土方設備，開足馬力一氣呵成，爭取在最短的時間內(nèi)達到閉氣的要求。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，以滿足設計對堤身穩(wěn)定安全的要求，確保開采過程能始終順利進行。

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，但應注意加荷間歇期。在加高加固過程中，特別要仔細加強觀測和巡視，找尋壩體有無變形、裂縫和不正常沉陷，以便在發(fā)現(xiàn)苗頭時及時采取相應措施。

結語

圍墾工程的興建，將為地區(qū)的開發(fā)和建設提供腹地和用地，項目實施后將產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益和社會效益，還可提高該地區(qū)防洪御潮標準，可保護鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村群眾和耕地免遭風暴潮的侵襲，對沿海地區(qū)起到重要的屏障作用。

[1]陶松壘，張子和，俞元洪.軟基快速筑堤關鍵技術的研究與應用[J].施工技術，2009.