耿 亮

（河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210098）

1 基本情況

青島市唐島灣位于青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，灣內(nèi)地形為狹長(zhǎng)狀,向西南方向敞口，灣口處被牛島分為南、北兩汊。北汊水淺,地勢(shì)平緩,低潮時(shí)全部露灘；南汊靠近牛島一側(cè)地勢(shì)平緩,距牛島以南400m處水深開(kāi)始增加,中間有約200m寬的潮溝,最大水深8m。唐島灣綜合治理一期工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：灣區(qū)疏浚、碼頭、港池、航道等項(xiàng)目，疏浚區(qū)面積約為260萬(wàn)m2，總挖泥量需713萬(wàn)m3。疏浚工程原設(shè)計(jì)為水上挖泥，由于成本高、難度大，以至于難以實(shí)施。另外，在外海海域有數(shù)千畝海上養(yǎng)殖場(chǎng)，如果疏浚區(qū)與養(yǎng)殖場(chǎng)連通，施工中如不采取工程隔離措施而盲目挖泥疏浚，隨著潮水的漲落，大量泥砂污水會(huì)涌向外圍海域，使整個(gè)唐島灣以及外海變得一片渾濁，不僅對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而且海洋自然生態(tài)資源也將受到污染和破壞。為此，擬在牛島南、北兩側(cè)修建攔海壩作為圍堰,攔住海水,將治理區(qū)與外海徹底隔開(kāi)，既可維護(hù)外海養(yǎng)殖和生態(tài)環(huán)境，又可實(shí)現(xiàn)唐島灣內(nèi)干地施工，以縮短施工工期，降低工程造價(jià)，為唐島灣綜合治理工程提供良好的施工條件。

2 唐島灣攔海壩工程設(shè)計(jì)

2.1 壩型選擇

根據(jù)壩址區(qū)的地形、地質(zhì)、筑壩材料和施工工期要求，可供選擇的壩型有充砂模袋壩和堆石壩。堆石壩不僅造價(jià)相對(duì)較高，而且由于部分壩體需要水下施工，防滲體施工難度大，工期長(zhǎng)，筑壩材料需外購(gòu)，且難以拆除。

近年來(lái)，充砂模袋筑壩技術(shù)已廣泛應(yīng)用于深海筑壩工程中。土工織物模袋充砂壩在我國(guó)已廣泛用作修筑防波堤和圍海造陸的圍堤。由于筑壩土料可就地取材、運(yùn)距短、施工采用機(jī)械化，因而充砂壩具有工期短、質(zhì)量易控制、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。唐島灣攔海壩工程區(qū)域一定范圍內(nèi)有可作模袋充砂的淤泥混砂層，且儲(chǔ)量豐富。經(jīng)綜合分析，決定采用土工織物充砂模袋筑壩。

2.2 壩體設(shè)計(jì)

以牛島為界，將攔海壩分為南壩、北壩。攔海壩壩頂寬南壩為7m，北壩為5m，壩頂高程3.3m，兩側(cè)邊坡均為1∶2，在壩腳處設(shè)反壓平臺(tái)。南壩長(zhǎng)809m，最大壩高11.7m，壩基淤泥采用模袋砂置換法處理。北壩長(zhǎng)605m，最大壩高4.1m，由于淤泥層較薄，不再處理，僅沿壩基面鋪設(shè)一層高強(qiáng)機(jī)織土工織物。

1）壩體充填料。根據(jù)攔海壩壩址處現(xiàn)狀地質(zhì)條件，現(xiàn)場(chǎng)可采用的充填料只有淤泥混砂，據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，這種地層含中粗砂40%～60%，其余成分主要為淤泥。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，用其充袋時(shí)，大量淤泥從布孔排出，袋內(nèi)的砂土固結(jié)較快，說(shuō)明這種砂料作為充填材料是可行的，滿足有關(guān)規(guī)范規(guī)定要求。按壩體排水要求，底部壩體充填料粗砂含量應(yīng)比上部壩體的充填料粗砂含量高，因此，固底的模袋充填料應(yīng)盡量選用中粗砂含量高的砂料，以滿足底部強(qiáng)度和排水要求。

2）土工織物選擇。土工織物模袋空袋厚大于0.6m，充填厚度設(shè)計(jì)采用0.5m，充填度為85%。按規(guī)范要求，充砂模袋所用的土工織物需滿足透水性、保土性、防淤堵、抗拉及抗老化等要求。土工織物充砂袋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，一般要求Ta為18kN/m2，按規(guī)范T/Ta可取2.5（Ta、T分別為模袋的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度及極限抗拉強(qiáng)度），則T取45kN/m2。

3）土工織物模袋的加工。土工織物模袋應(yīng)用工業(yè)縫韌機(jī)縫制，縫制線應(yīng)采用尼龍線，強(qiáng)度不得小于150N/m2。壩體單個(gè)模袋為上窄下寬形，順壩軸線長(zhǎng)一般15m，垂直壩軸線方向?qū)挒橄鄳?yīng)壩體的寬度。

3 攔海壩工程施工

唐島灣攔海壩的主體工程是南壩段的充砂模袋壩，該壩段地處深海，最大水深8.4m，在如此深水中筑壩，國(guó)內(nèi)外尚屬少見(jiàn)。

唐島灣攔海壩水下施工所占比重較大。施工時(shí)采用高壓水槍將灘地上的粉細(xì)砂射水沖起，然后用泥漿泵經(jīng)管路將帶水粉細(xì)砂料充灌入袋內(nèi)，多余水份可從土工布孔濾出，粉細(xì)砂在自重和滲水壓力作用下形成比較密實(shí)的砂料。水下模袋砂筑壩，可以水上拋投，也可以水下灌袋。前者在水上灌袋，然后拋投到水下，袋體較小，通常多是管袋。水上拋投，袋體較小，施工靈活、方便，但袋體小，相同壩體所用土工布較多。

水下灌裝大袋則與水上拋投小管袋相反，大袋相同壩體所用土工布較小管袋少；由于模袋對(duì)袋體有加筋作用，對(duì)堤體的穩(wěn)定有利，所以所需壩體比小管袋小，可節(jié)約工程量。但他施工不方便，權(quán)衡兩者的優(yōu)、缺點(diǎn)，特別是考慮到唐島灣攔海壩工程水深流急，倉(cāng)促上陣，沒(méi)時(shí)間準(zhǔn)備特殊的施工機(jī)械，唐島灣工程選擇了露灘或淺灘灌大袋與水上拋填小管袋相結(jié)合的施工技術(shù)方案，這樣節(jié)省了工程投資，同時(shí)保證了工程提前完成。

4 唐島灣攔海壩工程實(shí)踐的啟示

唐島灣攔海壩工程采用充砂模袋筑壩新技術(shù)施工后，工期在4個(gè)月內(nèi)完成，比原設(shè)計(jì)工期提前2個(gè)月，保證了疏浚工程的提前進(jìn)行。同時(shí)，可節(jié)約直接投資1100萬(wàn)元以上，比原設(shè)計(jì)拋石截流堤輔助堵口節(jié)約投資50%以上，效益十分顯著。

我國(guó)沿海是經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)，人口眾多，土地相對(duì)稀少，迫切需要開(kāi)發(fā)沿海灘涂圍海造地以滿足各種需求。近年來(lái)，隨著開(kāi)發(fā)海洋資源，沿海圍海造地和海灣治理的工程越來(lái)越多，充砂模袋筑壩新技術(shù)施工速度快，價(jià)格合理，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益，為合理開(kāi)發(fā)海洋資源和海岸建設(shè)將起到至關(guān)重要的作用。