關(guān)錦榮

（福清市水利局，福建 福清350300）

青嶼門圍墾工程位于福清市興化灣北側(cè)港灣內(nèi)，圍墾面積390.6hm2，是福建省首例以個體形式投資建設(shè)的灘涂圍墾。該工程從海堤基礎(chǔ)拋砂開工到堵口合龍成功僅用了133d時間，實現(xiàn)了當(dāng)年圍墾當(dāng)年出效益。目前圍墾工程已建成多年，工程主體建筑物運行穩(wěn)定，墾區(qū)經(jīng)濟效益顯著。

該工程建設(shè)總投資1863萬元，工程主體建筑物有：①海堤：全長398m，最大堤高15.2m，朝向正東。 ②納潮閘：1座（5孔×3m），閘底高程－2m（施工中改為－2.5m），位于海堤南端。③排澇閘：1座（3孔×3m），閘底高程－1m（施工中改為－2m），位于海堤北端。

該工程海堤屬深港淤泥軟基，淤泥層在樁號0＋148～0＋318為深灰色淤泥層，厚度6m，淤泥含水量高71%～75%，呈飽和流塑狀態(tài)，抗剪強度平均值為3.4kPa；口門小，港道深，港底最低高程－9.2m，低潮時有6m多水深，一般高潮位3.8～4.5m，歷史高潮位5.26m，一般低潮位－2～－2.7m，最大潮差約7m，高潮位在4m時，堤內(nèi)容量達(dá)1378.2萬m3；工期要求緊，原設(shè)計工程施工工期安排15個月（其中海堤堵口合龍時間在12月份），當(dāng)時水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)正興，業(yè)主要求海堤堵口合龍時間趕在大潮前1個月，便于9月份投苗，實際上要求工期提前4個月。也就是說海堤在設(shè)計和施工技術(shù)上必須突破在深港軟基上快速建高堤的難度。

針對深港軟基快速筑堤這一特殊情況，就青嶼門圍墾工程海堤施工中基礎(chǔ)處理、堵口技術(shù)、堤身加荷等若干問題作出了論述。

1 海堤工程基礎(chǔ)處理措施

青嶼門圍墾工程海堤設(shè)計的主要矛盾是地基問題，要做到斷面設(shè)計輕巧且能夠抵擋住大潮、臺風(fēng)、地震的襲擊，又要適應(yīng)基礎(chǔ)塑性變形，避免應(yīng)力集中，使堤身荷載與基礎(chǔ)抗剪強度增長相適應(yīng)。

青嶼門圍墾工程海堤基礎(chǔ)處理措施采用：

（1）水平排水與淺層豎向排水相結(jié)合的固結(jié)方法，以快速提高地基軟土層抗剪強度和基礎(chǔ)承載力，滿足堤身填筑加荷的需要。通過加大深港基礎(chǔ)拋砂厚度，加強淤泥層的排水固結(jié)效果，提高地基承載力。

應(yīng)用“沙墊層有效固結(jié)壓力法”計算程序，確定海堤基礎(chǔ)拋砂厚度，其中最深港道拋砂厚度達(dá)6.2m，其余堤段拋砂厚度1.4～4m?；A(chǔ)拋砂設(shè)計要求為中粗砂，含泥量小于3%。通過海堤代表斷面抗滑穩(wěn)定計算表明，內(nèi)外坡最不利滑動圓弧是二級壓載和一級壓載交界處，其最小安全系數(shù)為1.06，與規(guī)程中的最低值1.05相比幾乎沒有余度，加上工程工期的縮短，設(shè)計上采取二級壓載來增加部分一級壓載抗滑力量，讓堤身更趨穩(wěn)定。

沙墊層在施工中采用280m3開底式砂駁船機械化施工。從3月26日海堤樁號0＋289向北進(jìn)占開始拋砂，先拋下游壓載基礎(chǔ)，高程控制在－3～－4m之間；下游擋砂棱體拋投后，也同時進(jìn)行拋砂墊層施工，棱體拋砂高程在－2m左右。由于工期要求在5個月內(nèi)實現(xiàn)合龍，施工強度大，在沒有采取打設(shè)排水板等豎向排水措施的情況下，加大沙墊層拋沙厚度才能適應(yīng)工程高強度施工進(jìn)度需要，因此在施工中要嚴(yán)格測量拋砂至設(shè)計高程和沙層面的平整度。

（2）在沙面上鋪設(shè)一層加筋軟體排土工織物，可改善地基應(yīng)力分布，使堤身荷載能夠更均勻地傳遞到地基，利用土工織物的抗拉強度，減少由于快速加荷引起的側(cè)向變形，同時起到護沙、防沖作用。

加筋軟體排土工織物施工要求廠家提供與水流方向設(shè)計分區(qū)段等長（長34～28m）、幅寬14m已拼好的整塊土工布。深水港區(qū)鋪設(shè)土工布難度較大，工程施工單位在大型圍墾—過橋山圍墾工程施工中必須保證土工布按設(shè)計要求在沙面上平穩(wěn)就位。

（3）在堤身上、下游兩側(cè)拋加一定數(shù)量的二級壓載，以加強基礎(chǔ)抗滑力量，保持堤身的正常穩(wěn)定。海堤上、下游壓載及塊石棱體拋填均采用分級、分層加荷，控制加荷速率的辦法，從北海向青嶼方向（南）趕潮水推進(jìn)。上、下游壓載在－5m高程船拋至－4m高程，上游壓載在－1m高程和下游壓載在－2m高程，采用車拋進(jìn)占。棱體第1層從－1m高程，第2層從0.5m高程，第3層從2m高程，第4層從3m高程，第5層從3.7m高程，第6層從4.2m高程進(jìn)占，每層加荷相隔7～10d，每層加荷之前日沉降量必須控制在20mm以內(nèi)。船拋塊石單塊重量在50kg以上要求占50%以上，30～50kg要求占35%，30kg以下要求占15%。 淺灘段采用翻斗車與裝載車相結(jié)合的機械化施工，車拋可增大單塊塊石重量，施工強度大，且塊石級配較好，底檻平整度較佳，并改善水力條件，所以在施工中，在海堤基礎(chǔ)承載力允許的情況下，盡量降低船拋高程，增加車拋石的工作量。

山土閉氣設(shè)計高程在±0m高程以上，鑒于青嶼門海堤深港軟淤泥基礎(chǔ)的特性，山土閉氣加荷是一項極其復(fù)雜的施工項目。填筑過程中采用分級分層加荷，1層加荷以30cm為宜，控制加荷速率采用小潮大斷面低高程進(jìn)占、大潮小斷面抬高的施工辦法，既要保持大堤的穩(wěn)定，嚴(yán)格控制加荷速率（日沉降量控制在20mm以內(nèi)），又要不讓山土過水，以防沖刷流失。山土閉氣采用挖掘機挖土自卸汽車運輸，并配合推土機推土碾壓，以保證填土層的密實性。

值得一提的是，在斷面拋石體與閉氣體的接觸面，施工中采用鋪設(shè)有紡倒濾土工布，大大降低了棱體的滲流量，減少拋填土方的流失損耗，有利于土方的填筑進(jìn)占。

2 堵口技術(shù)

由于工期縮短，堵口時間務(wù)必安排在8月底之前進(jìn)行，且應(yīng)在較短的時間內(nèi)閉氣合龍，以便留出時間進(jìn)行全斷面閉氣體加高培厚施工，以達(dá)到設(shè)計斷面。

2.1 龍口位置與堵口條件

堵口段位置在初設(shè)階段是擬定在樁號0＋148～0＋243，口門寬度95m，灘涂平均高程為－8.1m的深港軟基上。施工中考慮工程地質(zhì)（在青嶼方向的0＋098～0＋138堤段基礎(chǔ)為強風(fēng)化凝灰熔巖）和施工水力條件（兩岸8孔水閘必須趕上參加分流），龍口位置從北海側(cè)向青嶼側(cè)推移，且可以縮短龍口寬度至60m。

龍口位置底檻高程為－1m，且棱體采用全塊石鐵籠護底。7月10日繼續(xù)壓縮口門至40m，形成小龍口，位置為樁號0＋098～0＋138，且龍口底檻用全塊石鐵籠抬高至1m高程。堤身內(nèi)與外棱體連接的跌坎采用鐵籠拋至0高程，與棱體人工排鐵籠形成1m的消能落差。從南端將龍口段壓縮至40m形成小口門，且用全塊石鐵籠保護底檻。小龍口的南端是天然巖石礁盤，北端已用大塊石裹頭，整個龍口抗沖能力較強。

除樁號0＋231～0＋281， 堤段海堤高程在3.94～4.12m外，非龍口堤段棱體均已達(dá)到4.5m的消浪平臺高程，閉氣體已填筑至4m高程，說明堵口條件日趨成熟。

2.2 堵口水力計算

設(shè)計單位根據(jù)堵口施工期工地實際潮位情況，考慮兩岸8孔水閘（凈寬24m）已可參加分流，當(dāng)高潮位3.5m，龍口寬度40m時，堵口水力電計結(jié)果見表1。

表1 堵口水力計算

從表1結(jié)果看，堵口潮水流速并不大，龍口的水力條件已不是制約因素，加上兩岸及龍口底檻完善的保護，堵口施工條件已成熟。

2.3 堵口合龍時機

經(jīng)多方精心安排并研究決定，擬8月8日開始堵口，計劃用2d時間完成堵口截流，利用小潮期進(jìn)行土體閉氣施工。

施工從8月8日晚6：00開始，采用立堵的辦法，在4m高程從0＋138樁號端一次性單頭進(jìn)占，在此過程中向龍口拋填的大塊石重量在50kg以上。由于正值農(nóng)歷6月17日大潮，高潮位達(dá)到3.65m，比堵口水力計算時預(yù)計的3.5m高潮位要高，潮水最大流速應(yīng)大于4m/s，拋向龍口的大塊石大都被水流沖向上游，滾進(jìn)閉氣體區(qū)域內(nèi)。為扭轉(zhuǎn)這一被動局面，決定加大拋石量，拓寬棱體施工面道路至6～7m，保證施工往返車輛不間斷拋填，同時選擇100～200kg特大塊石加大拋填重量。通過采取以上措施，終于在8月9日11：00于樁號0＋098處順利合龍，堵口截流一次性成功。

3 堤身加荷速率控制

3.1 海堤施工安全監(jiān)測點的確定

海堤軟基施工最重要的一環(huán)要控制堤身加荷速率與地基抗剪強度增長相適應(yīng)，否則極易產(chǎn)生滑移垮堤事故。為此首先建立海堤安全監(jiān)測點，在塊石棱體層面需設(shè)置沉降、位移觀測點。 施工中在樁號0＋261（1＃）、0＋243（2＃）、0＋223（3＃）、0＋199（4＃）分別設(shè)置4個觀測點，以監(jiān)測海堤沉降、位移情況。其中1＃、2＃、4＃觀測點埋設(shè)在外棱體－1m高程，3＃觀測點埋設(shè)在外棱體2m高程。施工技術(shù)人員須跟班連續(xù)觀測，及時了解在加荷作用下的變化情況，若日沉降量大于20mm，必須立刻停止施工加荷。

3.2 堤身加荷速率要與地基固結(jié)抗剪強度增加相適應(yīng)

施工中堤身土方采用分層加荷，嚴(yán)格控制加荷厚度。樁號0＋153～0＋324堤段閉氣體分4層施工加荷：第1層-1～0m高程拋填海泥摻砂，第2層0～2.4m高程車拋山土，第3層2.4～3.5m高程車拋山土， 第4層3.5～4.2m高程車拋山土進(jìn)占。 其中樁號0＋238～0＋268堤段的土方在2.4m高程進(jìn)占時出現(xiàn)向上游滑坡現(xiàn)象，產(chǎn)生異常沉降達(dá)2m多，同時帶動內(nèi)壓載向上游推移，并下沉50cm。該堤段在7月14日開始由3.5m高程加高至4.2m高程。7月19日進(jìn)行4.2m高程斷面擴大時，在樁號0＋231～0＋281堤段再次出現(xiàn)閉氣體向上游滑坡現(xiàn)象，下沉0.8～2.5m，在1＃觀測點，實測棱體5h內(nèi)沉陷位達(dá)23cm。

面對超常規(guī)的閉氣體滑坡和棱體沉降現(xiàn)象。分析其原因，認(rèn)為當(dāng)時潮水正上漲，最高潮位達(dá)3.7m，而灘內(nèi)水位較低，處在0m高程，內(nèi)外形成水位差，整個堤段擋潮壓力加大，由于閉氣體一味地加高進(jìn)占，未及時擴大堤身斷面，在水壓力作用下，導(dǎo)致土體向內(nèi)滑坡；另一原因是土方一次性操之過急，施工方麻痹大意，加荷厚度過大，軟基固結(jié)強度不及加荷速率，導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力超過極限，產(chǎn)生基礎(chǔ)淺層滑動，從而帶動土體產(chǎn)生滑坡。

處理措施：立即調(diào)動280m3的砂駁和車船對險段的上、下游側(cè)壓載進(jìn)行拋砂拋石加高到0～－2m和0～0.8m，以加大壓載重量。并密切關(guān)注沉降、位移情況，待日沉降量穩(wěn)定在20mm/d以內(nèi)時，再采取少量加荷逐步加大堤身斷面的辦法，使海堤穩(wěn)步加高。

4 結(jié)語

（1）青嶼門圍墾工程海堤基礎(chǔ)采用水平排水與淺層豎向排水相結(jié)合的辦法，快速提高地基軟土層的抗剪強度和基礎(chǔ)承載力；并在沙面上鋪設(shè)一層加筋軟體排土工織物，有效改善了地基應(yīng)力分布，使堤身荷載能夠更均勻地傳遞到地基去，利用土工織物的抗拉強度，減少由于快速加荷引起的側(cè)向變形，同時起到護沙、防沖的作用；通過增設(shè)二級壓載來增加部分一級壓載抗滑力量。實踐證明，青嶼門圍墾深港軟基基礎(chǔ)處理、施工方法是正確的、成功的。它的實施為平均高度在12m的海堤能在4個多月的時間里快速合龍奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（2）堵口方案多元優(yōu)化組合，根據(jù)施工狀況不斷修改調(diào)整，所以堵口條件一旦成熟，即可利用一個潮水期讓堵口截流一次性成功。

（3）在斷面拋石體與閉氣體的接觸面，施工中采用鋪設(shè)有紡倒濾土工布，大大降低了棱體的滲流量與拋填土方的流失損耗，為工程節(jié)省了投資，并贏得了寶貴的時間。

（4）堤身建立安全監(jiān)測點加大堤身加荷速率監(jiān)測力度，嚴(yán)格控制施工加荷是海堤土方閉氣成功的關(guān)鍵。

（5）青嶼門海堤經(jīng)過多年來的運行，經(jīng)受了臺風(fēng)大潮的考驗，目前各項指標(biāo)運行正常。經(jīng)竣工決算比初設(shè)節(jié)省工程量15%，節(jié)省投資390萬元，總工期提前5個多月，實現(xiàn)當(dāng)年效益800多萬元，堪稱福清圍墾史上一次成功的典范。

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