淤泥浅滩上“砌筑砂袋”进行围堰合龙的实践与认识

1、淤泥浅滩进行围堰合龙的实践与认识一. 工程概况*象屿保税区二期护岸工程*，护岸总长1025m ，采用斜坡式结构，坡脚抛填棱体块石，护岸基础抛填中粗砂，分层堆载施工，施打塑料排水板作为软基处理，上部浆砌块石挡墙及干砌块石护坡。工程场地地貌为海潮间带滩涂，坡度较平缓，地势总体由东南向西北倾斜，坡度一般小于1°，海床均为淤泥质海滩，高潮时整个场地为海水淹没，低潮时几乎全部露出，海相沉积的淤泥层分布于整个场地表面，厚度变化大， 从2.023.65m。本工程于2002年5月30日开工，2003年7月29日完成合龙，竣工日期为2003年8月26日，工程标准断面图（图1）和平面示意图（图2）附后。

2、二. 工程特点1.工程特性表项目单位数量围海面积m2205×105历史最高潮位m4.538历史最低潮位m-3.302最大潮差m6.92护岸总长m1025护岸顶高程m+4.4（黄海零点为基准）。龙口宽度m40堤内一潮吞吐量m38×105最大流量m3/s7002.龙口水流流速本工程为较大面积围海截流施工，水力条件较为复杂。在截流的前期阶段，随着龙口的缩小和堰顶的提高，堤内外水位差和水流流速不断加大，根据水力要素计算和现场观测论证，认为在大潮退潮时的水力条件最不利，在标高+2.5m的流速最大，可达到5m/s。3.龙口地形与地质据*地质工程勘察院提供的工程地质勘察报告（1993），

3、龙口段地质主要为淤泥、砂、砂质黏土、砂、残积土、花岗岩，经过合龙口不断缩小水流的冲刷，表层35m淤泥层已经被冲刷干净，靠近*避风港南堤基槽处已经形成了一道“V”型深槽，宽10m、深5m左右。三. 方案选择1.龙口位置的选择本工程合龙口选择在0+000+40m，实质上根据现场情况来看，选择在此处并不是最理想的地点，首先此处高程是整个库区最低点，海水涨退潮流速大，给合龙施工增加难度；其次，施工通道不方便，北段避风港南堤还未竣工，不具备通车的条件，南段护岸终点处有一条排洪箱涵出水口，也无法与陆地连接，东侧已形成围堰已吹填淤泥，无法行车，因此整个护岸实际上为一个“孤岛”；第三，此处搁置时间较长，基础被

4、冲刷的失去原来模样，现场比较复杂；但避风港南堤建设时间拖后，导致本工程施工只能从终点尾部向起点逆向施工，因此本工程合龙口位置的选择是迫不得已。2.合龙方案根据现场条件，本工程合龙最开始进行了以下几种方案的比较优化：（1）抛石堤合龙：优点是船抛块石重量大，抗冲能力强，不易被水冲走，可分层作业，延长合龙时间，缺点是合龙口水流湍急，船舶不易定位作业，只能在高平潮水位平衡的短暂时间内就位抛石，受到船舶吃水深度的限制，无法组织大量船舶，使龙口潜堤无法抬高，且块石间隙大，容易形成管涌，存在危险；（2）抛砂堤合龙：优点是一次性抛填数量大，可同时安排数条皮带抛砂船抛砂作业，施工速度快，合龙施工所用时间短，缺点

5、是砂子渗透系数较大，对水流和风浪的抵抗能力差，退潮后易随潮水流失散开冲跨，危险性高；（3）砌筑砂袋堤合龙：优点是砂袋堆叠密实，堤坝牢固，易作业，缺点是需使用大量劳动力和砂袋，必须在一个潮水内完成，紧张程度高；（4）另破明渠分流：即在护岸的另外高程较高位置（0+9850+1025）破开一个口子作为水流进出的通道，完成040m的合龙后，再封堵后破开的口子，优点是避开了040m的合龙口的复杂地形，涨退潮水流速较小，减小合龙困难，缺点是本工程结构为砂堤，一旦开口，存在水流冲刷口子，两侧砂不断流失存在跨塌的危险，同时连原有的局部施工通道也截断，反而加大难度；（5）回填土合龙：即沿着护岸内侧回填一圈土层，

6、然后在合龙口段抛填土头进占，在小潮完成合龙，大潮不断巩固，优点是施工速度块，加大渗透半径，是龙口段闭气施工的良好办法，安全系数高，缺点是本工程护岸与陆地的通道没有形成，无法施工。 考虑到既要不至于使龙口条件恶化，又要加快封堵合龙的施工进度，决定采取平堵为主，平立堵结合的方案进行截流施工棱体护底、堤心砌筑砂袋、前后抛砂的“单向关门法”封堵合龙。四. 合龙施工程序1.截流的基本条件（1） 全部护岸堤身（除龙口段外）砌筑到+4.4m高程，护岸内侧抛填砂完成，堤身的沉降位移观测数值正常；（2） 龙口段砌筑砂袋护砂坡完成；（3） 龙口段前侧坡脚棱体护底完成；（4） 合龙施工的人员动员准备和材料组织及技术

7、准备工作完成。2.截流基本程序避开台风、大潮、多雨季节，选择较为有利的水利条件，是本次合龙施工的基本出发点。龙口段砌筑砂袋护住砂坡，从泥面+4.4m进行立堵，不进占口门；截流施工±0m以下抛填棱体护底进行平堵，施工船舶高潮反铲抛填，小民船人工补抛；±0+1.0m砌筑砂袋，用尼龙网兜包裹，防止水流冲刷流失；+1.0m以上全部立堵，选择小潮期合龙施工，龙口截流施工的分层施工程序安排见图3。五. 主要施工方法（一）合龙前主要工作1、 抛填棱体护底护底长度为40m，抛填50100kg块石，随着护底标高的提高，过水断面不断减小，水流流速逐渐增大，所以抛填时要保证护底平衡的抬升，先把深

8、坑及拉沟填平，并及时补抛，防止形成新的拉沟，恶化水力条件，棱体内侧设置二片碎石倒滤层，防止砂子流失。2、 砂袋保护堤头护底的同时对堤头端部的保护极为重要，若不保护，端头砂堆在水流的冲刷下，慢慢的就会流失跨塌。砂袋砌筑采用叠放，顺坡而砌，底部砌成高度2m半圆弧状，起导水作用。3、 网兜包裹砂袋铺底铺底是为了减缓水流流速，同时抬高合龙施工底标高。本工程使用的尼龙网兜为*地区渔民捕鱼使用，网格大小50*50mm，网线直径为5mm，一张网兜大小有20*10m，需要缝接2张，施工时等待退潮露出泥面后在施工轴线位置平摊开，宽度20m，开始砌筑砂袋，涨潮时收起用尼龙绳绑紧收口，待退潮后再解开继续砌筑砂袋铺底

9、、长高，铺砌时确保堰顶均衡平抬，直至达到预定要求。4、 装砂袋存料本次合龙施工主要是砌筑砂袋，因此必须提前装砂袋，材料使用编织袋即可，袋口扎紧，需要提前装80009000袋存储在端头部，以便在合龙当天不因装砂袋占用时间，准备工作流程见图4。（二）合龙施工主要工作1、砌筑砂袋 等待堰内潮水退至与铺底砂袋标高基本相同，水流速度较平缓时开始在铺底砂袋上进行合龙施工。砂袋墙的断面为梯形，顶宽5米，可安排人员分3个方向向南堤方向推进，在砌筑砂袋同时边砌边铺一块土工布作为防渗保护。2、抛砂施工4个小时后，海水返潮开始上涨，整个砂袋墙约有3m高，此时预先停靠在避风坞南堤外的第一拨抛砂船向砂袋墙后抛砂，进行底

10、部保护。抛填完毕，停靠在0+40m棱体处的第二拨抛砂船向砂袋墙后抛，反铲和装载机进行作业推平，第三、四拨抛砂船在稍晚时分上前来抛砂堆高，将预留口堵住。合龙施工图见图5。（三）合龙后巩固工作1、闭气（防渗）在合龙后的截流体是透水的，而且渗透量很大，截流后渗流方向随着潮水的张落呈内外交替，砂容易随海水流失，给施工增加难度和危险。另外与本工程相接的南堤砌筑条石底部在本工程合龙后发生大面积渗水，造成后方抛填砂冲刷流失，因此在退潮后立即在南堤砌筑条石底部内侧坡脚进行了抛填碎石、铺设土工布用砂袋镇压的防护措施，消除了隐患。2、抛泥反压合龙施工抛填了大量的砂堆载在龙口处，需要对护底棱体前抛填一定数量的淤泥进

11、行反压，防止棱体发生深层滑移，造成决口。2、 回填土本工程在合龙完成后的15天后，业主单位在护岸终点部分架设了一道贝雷桥，在内侧回填砂坡脚增加了回填土，进一步提高了整个堤坝的防渗性能，巩固了护岸的安全。（四）合龙施工人、机、料组织 在地基承载力允许的条件下和其他截流准备工作已完成的条件下，截流施工速度越快越好，特别是在护底和堤头防护完成后，提高施工强度将大大减少抛填材料的流失量，因此各工序都要尽可能投入相当数量的人员和船机设备。合龙施工人员船机组织阶段需要船机型号数量合龙准备抛石船100立方6人工10合龙施工抛砂船500立方12人工100装载机2立方2反铲立方2合龙巩固抛砂船500立方2自卸车

12、立方10装载机2立方1（五）合龙时间选择 台风大潮是合龙施工大忌，根据*情况以45月最为有利，此时潮位低、潮差小、风浪小、气候温暖，但因为工程实际情况的制约，合龙时间不得不定在7月底，合龙当天最高潮位是6.12m，最低潮位是 0.82m。合龙完成后第3天，“艾利号”台风登陆*，虽为侧面登陆，但依然带来了大风和暴雨，对刚完成的龙口处堤坝造成一定的冲刷，通过铺土工布、砌筑砂袋、抛砂等抢救措施保护堤坝安全渡过台风期。六. 几点认识1.时间与水利条件海湾堵口与江河堵口不同，江河堵口选择利用枯水期，海湾堵口主要利用平潮时间，潮汐周期性的变化是影响堵口难易的主要因素，低潮位、小潮差、避开台风是基本原则，当落潮露出龙口底槛时即开始全力合龙，赶出水位，下次涨潮时继续加高截流，不让海水漫过截流堤而完成合龙任务。2.龙口尺寸龙口流速与龙口吞吐量有关，大潮时流速大，小潮时流速小，龙口尺寸大小根据现场水利条件决定，太大合龙施工难度大，过小容易造成护堤材料流失，恶化口门环境。施工前期必须注意堤内外侧的护底施工质量，且不能过快进占口门，造成水流集中而形成拉沟流槽等。3.截流材料 截流材料一般使用石料、二片碎石、砂料、山土、海涂淤泥等，材料选择尽量利用当地盛产的土石料，因地制宜，就地取材；另外还要考虑防渗、反滤、抗冲刷、抗滑动等。4.施