陳玉華，保長輝

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

1 工程概述

鹽城港濱海港區(qū)某圍海造陸工程為兩個物流園，1#物流園總面積約需38.0萬m2，該物流園區(qū)新建護岸1 305 m，隔埝729 m，并改造原北防波擋沙堤約668 m，吹填容積量370萬m3。2#物流園總面積約需44.0萬m2，主要包括隔埝729.32 m；北護岸603.679 m，防波擋沙堤改造603.679 m，吹填容積量313萬m3。兩塊造陸吹填頂高程均控制在6.0 m（以當?shù)乩碚撟畹统泵鏋榛鶞?，下同）。工程位置如圖1。

圖1 工程位置

2 合龍口工藝方案

2.1 合龍口位置的選擇

本工程為透水防波堤，1#、2#物流園北防波堤施工范圍內(nèi)，堤身外側(cè)各處外海水流流速相差不大，流速約為1.8 m/s，波浪對船舶的裝卸作業(yè)，影響相當。

考慮到石料船滿載時的吃水要求，經(jīng)過現(xiàn)場實際測量，1#、2#物流園分界處水深最大，施工期，低潮時的水深約為 4.5 m，其他位置的水深為4.0 m左右，石料船的最大吃水為3.5 m，分界處的水深能夠滿足船舶?？恳?，船舶在其他位置?？浚踩禂?shù)不高。

綜合考慮水流流速影響及施工船舶吃水要求以及施工條件、填料來源等因素，選定 1#、2#物流園分界處，作為合龍口位置。本工程圍設置 1個圍區(qū)，圍區(qū)主堤上設置1個龍口，因主堤水深有一定變化，原泥面高程2.0～-7.0 m左右，龍口選擇1#、2#物流園分界處，利于施工組織安排。

2.2 合龍口結構設計

1）龍口設計標準

根據(jù)《海堤工程設計規(guī)范》（SL 435-2008），龍口的設計潮型采用 5年一遇的潮位和潮差。5年1遇高水位為3.97 m，5年1遇低水位為-0.42 m。

2）龍口寬度的確定

龍口寬度根據(jù)截留龍口水力學指標、圍堤圍墾面積等因素確定。龍口寬度選擇過大，龍口合攏及后期加高工程量大，施工強度高；龍口寬度過小，口門斷面流速增加，龍口裹頭及護底保護難度和工程量增加，加大龍口部位覆蓋層的沖刷。

《海堤工程設計規(guī)范》規(guī)定龍口水力計算采用水量平衡原理計算：

堵口時間的選擇應考慮合宜的天氣條件和與總工程進度相配合兩個方面，堵口應選擇在潮位低、潮差小、風浪小、天氣暖和、流量小的時段進行，盡量避免在臺風、大潮、多雨、嚴寒和酷暑時段內(nèi)堵口；此外，堵口必須與整個護岸工程進度匹配，堵口前非堵口段護岸已填筑至預定高程，堵口段基礎處理和相應的防護工作均已完成，堵口完成后又應由足夠的時間加高倍厚堵口段護岸，達到設計斷面。

3）堵口水力計算

本項目屬小型圍墾工程，堵口水力計算采用轉(zhuǎn)化口門線方法直接求出龍口最大流速，堵口設計潮型的潮差為4.39 m，高潮位為3.97 m，低潮位為-0.42 m，根據(jù)《海堤工程設計規(guī)范》附錄計算得出轉(zhuǎn)化口門線上各點最大流速，如表1。

表1 轉(zhuǎn)化口門線上各點最大流速

根據(jù)工程的施工條件，要求堵口過程中最大流速控制在3.0 m/s左右，由計算可知，應使堵口過程線與轉(zhuǎn)化口門線相交在b=70 m、高程為2.31 m處，而堵口過程中最大流速值為3.02 m/s，轉(zhuǎn)化口門尺寸為b=70 m、h=2.31 m。

根據(jù)以上計算初擬堵口順序，從口門（b=100 m、h=0.0 m）開始，口門底坎高程抬高至2.31 m，然后開始壓縮口門尺寸至b=70 m，再抬高地坎高程至 3.0 m，再壓縮口門至b=30 m，底坎高程為4.0 m，最后全面立堵壓縮口門，截流體抬高至堤頂。

由上述計算可知，在封堵龍口處需采用拋填400 kg以上的規(guī)格塊石，龍口具體布置還需下階段結合施工組織再細化。

4）合龍口方案

本工程堤身結構形式為斜坡堤，合龍口位于1#物流園及2#物流園交接處，龍口寬度100 m，底高程-5 m，如圖2所示。本工程開工之后立即開始龍口構筑工作，護底采用230 g/m2防老化機織布加棱體石保護。

圖2 合龍口及拋石船位置平面

合龍口的工程量主要集中在龍口抬高、龍口收縮及龍口封堵。各分項工程所采取石料規(guī)格不同，石料規(guī)格和設計所需工程量見表 2，考慮到實際工程施工存在于設計存在一定性的偏差，實際準備工程量按照設計工程量的1.3倍準備。

表2 合龍口抬高、收縮及封堵工程量

圍海工程合龍口施工，一般采用拋填大塊石以平堵為主的堵口方式，這樣會導致龍口施工水流越來越大，潮漲潮落來回沖刷圍埝基底，導致施工材料大量投入，圍埝后期沉降很大，成本投入很大，而且出現(xiàn)塌陷或垮堤的堤埝往往在合龍口位置，因此綜合考慮原方案在合龍口位置打設塑料排水板，對合龍口位置堤埝地基進行加固，防止后期沉降過大，然后鋪設混凝土聯(lián)鎖塊軟體排進行護底，減小合龍口時水流的沖刷，再拋填厚1 m的大塊石進行壓實，經(jīng)過堆載沉降將基床防護好。后經(jīng)地質(zhì)勘察，合龍口位置各土層的分布較有規(guī)律，成層性較好，層位相對穩(wěn)定。除局部表層的粉砂及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土工程地質(zhì)性質(zhì)較差外，上部土層為中密～密實狀的粉土，中部夾有軟塑～可塑狀的粘性土層，下部為密實狀為主的粉土和粉砂，底部為可塑～硬塑狀的粘性土。通過合龍口位置的優(yōu)化，經(jīng)過設計計算優(yōu)化取消了原合龍口位置排水板的設計，為本工程節(jié)省了成本及施工時間，加快了施工進度。

2.3 合龍時間的確定

合攏口封堵施工需要一個潮水完成約 8小時，拋填方量按1.3倍計約4 758 m3，南北端頭同時陸上推進，單端拋填約2 379 m3。單端每小時拋填按12車計（自卸車25 m3），拋填料約300 m3，8小時不間斷拋填，理論拋填量能達到2 400 m3/8小時＞單端拋填約2 379 m3/8小時。

合攏口施工計劃安排在6月中旬，封堵施工由高平潮開始，低平潮結束，共計約8小時。

經(jīng)實測，施工區(qū)流速漲潮最大為1.88 m/s，落潮最大為0.47 m/s。

流速分析：防波堤圍海2 392 000 m2，1小時落潮最大0.32 m，漲潮最大0.46 m，攏口預留長30 m，當時潮高2.06 m+攏口抬高頂高程-2.5 m。落潮最大流速為 1.55 m/s，漲潮最大流速為2.23 m/s，可以安全合攏（施工單位可承受的最大流速2.5 m/s，按照2016年6月16日計算）

3 龍口合攏施工

3.1 施工流程

施工流程：龍口抬高→龍口收縮→龍口封堵。

施工過程石料運輸量、拋填量較大，各種機械配合作業(yè)堤頂路面擁擠，石料運輸和拋填量及各施工機械作業(yè)需派專人指揮，并提前設置回車點，回車點設置于進入非合龍口段位置。

因為合攏對石料質(zhì)量要求較高且有沖刷損失量大，因此實際施工備料時按設計方量的 1.3倍備料，采用10～500 kg石料，盡量采用大塊石。

合攏施工時間短、工程量大、施工強度高，同時還存在夜間施工，在保證施工進度的前提下，要高度重視安全工作。

3.2 施工方法

本工程龍口較寬，一次性封堵難度很大，且無法保證龍口合攏的順利成功，為此將龍口分為龍口抬高、收縮、封堵3個階段實施。龍口抬高：將堤心石拋填到-2.5 m高程，為收縮和封堵減小強度。收縮：將100 m寬的合龍口收縮至30 m。封堵：封堵是工程重點，最終合攏時必須具備以下條件：1）龍口其它堤段都達到安全高度；2）排水口能正常工作；3）各堤段結構穩(wěn)定；4）龍口合攏的施工準備完畢。

合龍口段施工采用拋石立堵的方法，從合龍口兩側(cè)向中間推進。兩端端頭推進點具備陸上通行條件后，開始采用自卸車陸上拋填推進。落潮時，內(nèi)海側(cè)推進線路先行拋填推進，外海側(cè)隨時跟進，兩者步距相差半個車廂長度（約2～3 m）；漲潮時，外海側(cè)先行推進，內(nèi)海側(cè)跟進。寬度不足之處，由后進車輛加寬至設計寬度。

自非龍口段施工開始至合龍口截流施工完畢，嚴格檢測龍口流速情況以及石料穩(wěn)定情況。如遇流速過大，石料流失情況，立即停止自卸車拋填施工，拋填大塊石做好堤頭保護。在非合龍口段施工完畢、合攏施工期間突遇惡劣天氣不得不停工時等情況下，起到臨時保護的作用。

3.3 合龍日期潮汐分析及施工時間確定

2016年6月16日首次高平潮發(fā)生于07:02，潮高2.5 m，低平潮發(fā)生于13:51。第二次高平潮發(fā)生于18:58，潮高2.59 m，考慮天氣影響，預計潮位最大可能為3.20 m左右。結合龍口護底現(xiàn)狀高程為2.0 m。故2016年6月16日08:02將具備龍口封堵的時間條件。

由于龍口封堵施工的關鍵在于施工斷面頂高程的上升速度必須大于潮位的上漲速度，所有在第二次大潮來臨之前必須完成龍口封堵的施工。經(jīng)過試算，確定按下表作業(yè)時間進行安排。

各層施工時間與潮位對比如圖3所示。

圖3 各層施工時間與潮位關系

由圖3可見，各層的施工時潮位均位于理論潮位之上且高于50 cm以上。符合封堵的施工要求。

3.4 機械設備配置

由于龍口收縮工程量最大，故按照龍口收縮階段確定機械設備的配置。機械設備的配置應根據(jù)龍口收縮工程量、可用施工時間、機械設備施工效率聯(lián)合確定，詳見表3。

表3 機械設備配置

3.5 合龍后觀測

龍口合龍是短時間連續(xù)加高的工程，故對剛合龍后的堤埝應加強如下監(jiān)視、觀測和保護。

1）龍口前后方底層滲流情況；

2）龍口沉降量是否在正常值；

3）觀測龍口軸線是否有位移。

表4 合龍后沉降觀測數(shù)據(jù)

根據(jù)沉降觀測顯示，合龍后沉降符合相關要求，且未發(fā)生管涌現(xiàn)象，龍口斷面穩(wěn)定。

3.6 出現(xiàn)的問題及解決措施

1）倒濾層施工是堤埝穩(wěn)定關鍵

倒濾層施工是堤埝穩(wěn)定的關鍵，特別是拋石堤身的透水結構，長期受潮汐影響、內(nèi)外潮差壓力較大，加上風浪外力影響，致使倒濾層土工布破壞，形成滲透和堤身大面積沉降，嚴重時影響堤埝穩(wěn)定性；若內(nèi)側(cè)吹泥，更易發(fā)生堤埝滑移等情況。

2）龍口斷面后期加高

由于龍口斷面為短時間內(nèi)荷載集中增加，本身不利于淤泥層較厚處充泥管袋的施工。為避免龍口斷面加高后產(chǎn)生過大的沉降，該斷面的加高施工放于最后進行并隨時做好沉降觀測工作，以確保大堤整體結構的安全。

4 結 語

1）首先在合龍口位置打設塑料排水板，然后鋪設混凝土聯(lián)鎖塊軟體排進行護底，再拋填厚1 m的大塊石進行壓實，經(jīng)過堆載沉降將基床防護好，防止合龍口時，水流大對基床的沖刷，確保了地基及沉降穩(wěn)定。

2）施工前埋設測流儀，觀測龍口位置的潮流情況，結合潮汐及天氣氣候因素，合龍口施工做好周密部署，確保合龍口施工一次成功。

3）由于當?shù)厥蠀T乏，采用水上運輸石料，通過臨時碼頭倒運至現(xiàn)場備足材料，確保合龍口施工的材料供應，節(jié)約了成本。