象山縣道人山涂圍涂工程南圍區(qū)龍口堵口設(shè)計要點

楊波澤 宇慶武

摘要：圍涂工程的龍口堵口是海堤施工的關(guān)鍵節(jié)點，其堵口設(shè)計至為重要。道人山涂圍涂工程南圍區(qū)面積大、涂面高程低、風(fēng)區(qū)長，施工條件相對較差，堵口施工存在一定的復(fù)雜性，為便于指導(dǎo)施工，在堵口施工前進行堵口設(shè)計，采用理論分析明確堵口控制要素，為成功堵口提供設(shè)計依據(jù)。

關(guān)鍵詞：道人山涂；南圍區(qū)龍口；堵口設(shè)計要點；象山縣

1.工程概況

象山縣道人山涂圍涂工程位于寧波市象山縣白巖山鹽場外側(cè)灘涂，圍涂面積2.12萬畝，海堤全長約5345m，設(shè)計防潮標準50年一遇。本工程圍區(qū)屬軟土地基，地基土上部為新近海相沉積的淤泥、淤泥質(zhì)粘土。海堤龍口灘涂高程相對較低在-3.0～-2.80m。屬于開敞式海域，直面東海風(fēng)浪大，破壞能力強。

根據(jù)設(shè)計，南圍區(qū)總面積約1.7萬畝，設(shè)置一個龍口位于南堤樁號2+000～2+600段，其中2+000～2+300段龍口平均底高程為-1.00m，2+300～2+600段龍口平均底高程為0.00m。為防止水流沖刷龍口，龍口段采用排水板碎石墊層基礎(chǔ)處理后，采用單塊重量不小于300kg的大塊石對龍口底檻進行護底，龍口兩側(cè)壩頭也采用塊重300kg以上的大塊石進行盤頭保護，同時在內(nèi)外側(cè)塊石護底范圍外20m灘涂范圍內(nèi)涂面上先鋪設(shè)3t/m有紡?fù)凉げ家粚?，再在其上拋袋裝碎石壓重，每平米壓重為100kg。

2.堵口水力計算

2.1設(shè)計標準

工程現(xiàn)處于施工狀態(tài)中，本次堵口設(shè)計按照《2013潮汐表》中的預(yù)報潮位進行設(shè)計，經(jīng)統(tǒng)計分析，堵口期間潮位未超過非汛期5年一遇標準，滿足設(shè)計要求。龍口控制流速不大于4.0m/s。

2.2堵口時機選擇和設(shè)計潮型

為確保龍口合攏后至2014年7月臺汛期來臨前，工程除壩頂及內(nèi)坡未完成外其余均需完成，保證2014年渡汛安全，龍口合攏時間宜選擇盡量靠前，堵口時間選擇在大潮汛過后的小潮汛期，考慮到整個工程的工期要求，因此選擇2013年11月底作為龍口合龍大致時間。

為堵口設(shè)計更加接近堵口施工過程中的實際情況，本次采用《2013潮汐表》中西澤港2013年11月的潮位預(yù)測資料，堵口設(shè)計潮型為通過《2013潮汐表》查得的預(yù)報潮型。經(jīng)過對施工進度及預(yù)測潮位分析，確定龍口自11月22日（農(nóng)歷十月二十）開始堵口，日潮從2.29m逐步下降至1.54，因此建議堵口合龍時間為27日，最晚不得超過29日，以便有足夠的時間進行土方閉氣，12月1日前完成外側(cè)和堤頂拋石保護。

2.3 堵口水力計算

2.3.1 口門寬度及布置選擇

根據(jù)前期設(shè)計，道人山涂圍涂工程度汛口門寬度南堤為600m，根據(jù)堵口施工強度要求，在汛期可適當壓縮，堵口合龍前口門寬度需要根據(jù)束窄后龍口最大流速確定。

根據(jù)《灘涂治理工程技術(shù)規(guī)范》（SL389-2008）附錄G，計算堵口的轉(zhuǎn)化口門線，計算公式如下：龍口的轉(zhuǎn)化口門線方程為： ；龍口轉(zhuǎn)化口門線上的任一點的最大流速值計算式： ；

從上述等值線圖可以得出以下結(jié)論：

（1）當采用較寬的龍口（300m以上），用平堵的方法，從水力指標來看，均能滿足控制流速要求；

（2）當采用窄而深的龍口（龍口寬度小于100m，底檻高程低于-0.7m），由于水流過分集中，水力條件急劇惡化；

（3）當?shù)讬懜叱谈叱銎骄谐蔽?.4m以后，口門寬度對各水力要素的影響較小。

初擬三個堵口口門寬度方案：方案一：合龍口尺寸為B=300m；方案二：合龍口尺寸為B=200m；方案三：合龍口尺寸為B=100m。各方案的控制水力指標見下表：

經(jīng)過分析比選，本次以水力條件與地基穩(wěn)定情況較好、所留合龍段工程量適中的方案二作為推薦方案。

2.3.2 堵口水力計算

截流堤結(jié)構(gòu)采用頂寬8m，頂高程為4.5m，兩邊坡為1：1.5的斷面型式。堵口段海堤全斷面設(shè)計成果與非堵口段相同。其底高程與非堵口段相同，迎水坡采用大塊石保護，護面表層大塊石單體重量不小于200kg。

按最大流速控制4.00m/s以下進行計算，南龍口每天進占33.3m，至27日下午，堵口合龍，將潮水擋出堤外。根據(jù)計算成果，在堵口過程中南龍口的各水力要素均能滿足規(guī)范要求。南堤堵口計算合龍前逐日進行堵口計算成果如下：

3.堵口程序

①龍口修復(fù)。將沖損部位修復(fù)至設(shè)計斷面；②龍口底檻抬高。南龍口底檻高程統(tǒng)一抬高至0.00m；③龍口束窄。將南堤龍口段束窄至200m（樁號位置為2+100～2+300），拋石拋至4.00m高程，分兩層加荷，要求在堵口前完成3.0m高程以下的石方填筑，龍口完成截流后適時加高至4.00m高程，兩層間歇期不小于30天；土方小斷面施工至3.00m高程，可分兩層進行加荷，兩層間歇期不小于7天，要求在堵口前完成；④龍口截流。11月22日～27日龍口閉合，截流堤拋石立堵拋至3.00m高程，將潮水擋在堤外。至此完成龍口合攏。

4.施工強度復(fù)核

考慮儲料系數(shù)1.5倍，200m截流龍口段工程量如下：龍口截流堤拋石量為0.75萬方，小石壩拋石量為1.03萬方，石料共需備料3.5萬方（含截流堤加高所需石方）。土方回填至小斷面3.0m高程，共需備料4.1萬方。

根據(jù)實際測算數(shù)據(jù)，拋石單車次從料場裝料——龍口卸料——回料場裝料總需時為44分鐘；按小潮期6個小時落潮計算：龍口堤頭（料場供料）單車次拋填方量為：6小時×60分鐘÷44分鐘/車×10方/車=80方。按此計算，40輛車每日2車次計，每日可拋量為6400方石料，對照堵口截留拋填用料3.5萬方，已滿足6天堵口截流強度。

1.0m高程以下土方量為3.18萬方，采用取土能力強的活塞式泥漿泵外海取土，填筑強度按2000方/d考慮，需實施16天滿足工程填筑方量；1.0m高程以上土方量為0.92萬方，利用城區(qū)外運客土和儲備料），車載填筑強度按400方/d考慮，需實施23天滿足工程填筑方量。

5.結(jié)語

5.1綜合考慮施工進度、潮汐過程，選擇非汛期11月的小潮汐期作為堵口施工時間，是堵口成功的基礎(chǔ)條件。

5.2通過多方案比選計算確定堵口口門寬度和底檻高程，是堵口成功最為關(guān)鍵的控制要素。通過施工實際檢驗，本次堵口設(shè)計控制要素是正確的，龍口在11月27日順利合攏。

參考文獻：

[1]象山縣道人山涂圍涂工程初步設(shè)計報告[R]，寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計研究院，2012.

[2]SL389-2008，灘涂治理工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]國家海洋信息中心編[J].潮汐表2013，2012.