程功文,陳 銳,余玉龍

(溫州市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院;浙江 溫州 325011)

1 工程概況

瑞安市閣巷圍墾工程由主堤、北直堤、南隔堤及沿堤的進(jìn)水閘、排水閘組成,其中南隔堤長(zhǎng)2 229 m,(隔堤為閣巷圍墾同平陽(yáng)縣宋埠圍墾分隔堤),主堤長(zhǎng)2 050.86 m,北直堤長(zhǎng)1 604.00 m,水閘共3座,2座進(jìn)水閘及1座排水閘,閘孔尺寸均為2孔×3.0 m。工程總體布置見(jiàn)圖1。

圖1 工程總體布置圖

2 海堤斷面結(jié)構(gòu)

海堤包括主堤、北直堤及南隔堤。

2.1 主 堤

堤頂凈寬5.0m,堤頂為厚0.15 m的C25混凝土路面,堤頂高程6.80 m,混凝土擋浪墻頂高程7.60m。

涂面平均高程為-0.2～0.4 m。設(shè)拋石外坡鎮(zhèn)壓層,上設(shè)拋石體及干砌塊石棱體,外坡1∶0.4,內(nèi)坡 1∶0.1,棱體外設(shè)0.4 m厚C25混凝土面板,4.0 m高程鎮(zhèn)壓平臺(tái)寬10 m,4.0 m高程與2.5 m高程之間以1∶3.5坡度連接,2.5 m高程鎮(zhèn)壓平臺(tái)寬12 m,并以1∶3.0與涂面相接,鎮(zhèn)壓平臺(tái)均采用理砌大塊石+混凝土梁格護(hù)面。堤內(nèi)坡為混凝土預(yù)制塊護(hù)坡。內(nèi)坡閉氣土方設(shè)2級(jí)平臺(tái),平臺(tái)高程分別為2.5 m和4.5 m,長(zhǎng)度分別為8 m和9 m,4.5m平臺(tái)以上坡度為1∶3,以下為1∶6。主堤斷面見(jiàn)圖2。

2.2 北直堤

北直堤斷面同主堤相似,堤頂凈寬5.0 m,堤頂為厚0.15 m的C25混凝土路面,長(zhǎng)1 604 m,堤頂高程6.30 m,混凝土擋浪墻頂高程7.10 m。

涂面平均高程為0.2～2.0 m左右。設(shè)拋石外坡鎮(zhèn)壓平臺(tái),上設(shè)拋石堆砌體及干砌塊石棱體,外坡1∶0.4,內(nèi)坡1∶0.1,棱體外設(shè)0.4m厚C25混凝土面板,4.0m高程鎮(zhèn)壓平臺(tái)寬9～12 m。

圖2 主堤斷面圖

2.3 南隔堤

南隔堤為閣巷圍墾與宋埠圍墾的分隔堤,堤頂凈寬20.0 m,堤頂為厚0.2 m泥結(jié)石路面,長(zhǎng)2 229 m。中部采用拋石體,邊坡為1∶1.0。堤頂高程為4.0 m,鎮(zhèn)壓層頂高程為2.0 m,寬8.0 m,并以1∶3.5邊坡和涂面相接。南隔 堤斷面見(jiàn)圖3。

圖3 南隔堤斷面圖

3 工程地質(zhì)

3.1 堤基場(chǎng)地地層

地基土可分為4個(gè)工程地質(zhì)層,地層層序如下:

第(1)層:淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土(Q4m),流塑,高壓縮性。層厚3.90～8.00 m,層頂埋深0.0～0.00 m,層底高程-7.49～ -1.00 m。

第(2-1)層:淤泥(Q4m),層厚15.40～19.30 m,層頂埋深3.90～8.00 m,層底高程-24.29～-18.70 m。

第(2-2)層:淤泥(Q4m),層厚5.50～8.30 m,層頂埋深22.20～24.40 m,層底高程-30.60～-25.52 m。

第(3)層:淤泥質(zhì)黏土,揭露厚度層厚2.20～5.50m,層頂埋深28.20～31.50 m,勘察未揭穿。

3.2 巖土的物理力學(xué)性質(zhì)

地基土層設(shè)計(jì)參數(shù)具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 地基土設(shè)計(jì)參數(shù)表

4 原設(shè)計(jì)龍口及堵口后斷面

龍口寬度為200 m,底高程為2.0 m,頂部采用400 mm厚干砌大塊石保護(hù),堵口后最終斷面如下:

堵口段橫斷面與原主堤斷面比較,堵口段外側(cè)2.5 m高程鎮(zhèn)壓層加寬3 m,即由12m加寬至15m,內(nèi)側(cè)4.5 m平臺(tái)加寬2m,即由8m加寬至10 m;同時(shí)由于堵口段施工時(shí)間較短,為加快地基固結(jié)速度,排水板間距加密至1.2 m,鎮(zhèn)壓層及閉氣土側(cè)排水板加長(zhǎng)至15 m,其余結(jié)構(gòu)同主堤。

5 堵口安全分析

5.1 堵口前海堤防潮標(biāo)準(zhǔn)分析

堵口前石方均已達(dá)到5.5 m高程,閉氣土方填筑至4.5～5.0 m高程,按非汛期5 a一遇潮水位復(fù)核其擋潮標(biāo)準(zhǔn)。

從表2可以看出,堵口前石方均已達(dá)到5.5m高程,具備了非汛期5 a一遇的擋潮能力。

表2 堵口前北直堤及主堤防潮標(biāo)準(zhǔn)表

5.2 龍口封堵后圍區(qū)排水計(jì)算

5.2.1 圍區(qū)進(jìn)排水情況

龍口封堵前圍區(qū)主要通過(guò)龍口(現(xiàn)狀160 m)及南隔堤透水,龍口封堵后主要依靠南隔堤和北直堤水閘排水。

5.2.2 圍區(qū)排水計(jì)算

圍區(qū)排水計(jì)算指龍口堵口并閉氣后的水力計(jì)算,分別按1座閘或2座閘通水計(jì)算,南隔堤按透水計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 圍區(qū)排水計(jì)算成果表

從表3可以看出,2座水閘排水比1座水閘排水快,低潮位情況下2座水閘比1座水閘排水水位降低最大值為1.065m。外海潮位越高則水位差越小,潮位越低則水位差越大。

5.3 建筑物安全分析

建筑物包括海堤(主堤、北直堤、南隔堤)、水閘及圍堰等建筑物。

5.3.1 海堤穩(wěn)定分析

5.3.1.1 計(jì)算工況

(1)外坡穩(wěn)定時(shí)。為安全計(jì),圍區(qū)側(cè)水位取1座水閘排水時(shí)的圍區(qū)水位,為表3中第5時(shí)段時(shí)的水位,此時(shí)內(nèi)外側(cè)水位差最大,內(nèi)側(cè)水位為2.329 m,外海取灘涂面。

(2)內(nèi)坡穩(wěn)定時(shí)。圍區(qū)側(cè)取灘涂面,外海取非汛期5 a一遇潮位3.63 m。

5.3.1.2 計(jì)算結(jié)果

主堤、北直堤、南隔堤穩(wěn)定計(jì)算成果見(jiàn)表4。

表4 主堤、北直堤、南隔堤穩(wěn)定計(jì)算成果表

從表4可得出以下結(jié)論:該工程南隔堤為透水堤,龍口堵口前與堵口后圍區(qū)變化主要在于潮水不能通過(guò)龍口進(jìn)入圍區(qū),僅通過(guò)南隔堤進(jìn)入圍區(qū),圍區(qū)水位外排時(shí)相對(duì)滯后于潮位,滯后時(shí)間同水閘規(guī)模有關(guān)系,水閘規(guī)模越大,滯后時(shí)間越短,反之水閘規(guī)模越小,則滯后時(shí)間越長(zhǎng);海堤承受的水位差比堵口前要略大,根據(jù)穩(wěn)定分析成果,在最不利情況下主堤、北直堤均穩(wěn)定,龍口臨時(shí)斷面內(nèi)坡穩(wěn)定安全系數(shù)略小于規(guī)范要求。海堤在堵口后,應(yīng)加強(qiáng)迎潮面的防護(hù),可在迎潮面鎮(zhèn)壓層拋大塊石進(jìn)行防護(hù),同時(shí)內(nèi)坡土方應(yīng)隨即跟上,加大斷面。

南隔堤于2005年6月施工,目前處于安全運(yùn)行狀態(tài),堵口后運(yùn)行工況并未出現(xiàn)明顯變化。根據(jù)穩(wěn)定分析,南隔堤內(nèi)外坡在最不利工況組合下邊坡穩(wěn)定。遇高潮位時(shí),則應(yīng)加強(qiáng)宋埠側(cè)的邊坡及堤頂防護(hù)。

5.3.2 水閘及圍堰安全分析

5.3.2.1 水閘安全分析

目前北直堤水閘已具備通水條件,堵口后內(nèi)、外水位工況均在水閘原設(shè)計(jì)水位組合范圍之內(nèi),在高潮位時(shí)應(yīng)重視閘墩后側(cè)填土的防沖問(wèn)題,可在回填土頂部設(shè)土工布加大塊石或其他措施防沖。

主堤水閘混凝土底板已澆筑,預(yù)計(jì)堵口時(shí)混凝土閘墩可以澆筑至3.5m,為了保證水閘混凝土的安全,必須保證圍堰的安全,特別要加強(qiáng)圍堰外海側(cè)的鎮(zhèn)壓層及內(nèi)側(cè)閉氣土方的防沖。

5.3.2.2 圍堰安全分析

目前水閘圍堰頂高程為4.5 m,遇非汛期5 a一遇潮位3.63 m或非汛期歷史最高潮位3.83 m時(shí),圍堰頂高程不滿足波浪爬高的要求,圍堰頂部需加設(shè)拋石棱體,頂高程為5.5 m,內(nèi)坡閉氣土方設(shè)土工布或其他措施防沖。

6 實(shí)施效果

閣巷圍墾堵口于2007年12月31日合龍,堵口后水閘、主堤及北直堤均安全,由于相鄰的平陽(yáng)縣宋埠圍墾未實(shí)施,南隔堤設(shè)計(jì)時(shí)僅僅作為兩圍墾工程的分隔堤,未考慮土方閉氣,在堵口合龍后,隨著漲潮時(shí)潮水進(jìn)入圍區(qū),退潮時(shí)潮水排出圍區(qū),在潮水外排時(shí),南隔堤在宋埠圍墾側(cè)局部出現(xiàn)數(shù)條約1 m深的沖溝,采用拋石拋填沖溝后,南隔堤處于安全狀態(tài)。

7 結(jié) 語(yǔ)

圍墾工程龍口封堵同建筑物安全有較大的關(guān)系,因此應(yīng)按工程建設(shè)程序進(jìn)行,并按上級(jí)批復(fù)文件執(zhí)行。