高翔

摘 要：本文通過分析工程所在地自然條件及工程進(jìn)展情況，對某海堤工程的龍口堵口時機(jī)進(jìn)行選擇。通過水力計算和穩(wěn)定性計算設(shè)計堵口斷面。文章闡述了堵口施工方法，并總結(jié)了類似海堤工程龍口堵口控制要點。

關(guān)鍵詞：海堤龍口堵口 堵口施工方法 堵口控制要點

1.工程概況

（1）概述

浙江玉環(huán)某海堤工程，建于大麥嶼港與牛頭頸之間的龍灣水域。工程建設(shè)海堤2337m，圍涂面積2250畝。海堤工程是保護(hù)玉環(huán)縣珠港鎮(zhèn)陳嶼地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)海塘之一，系港區(qū)的基礎(chǔ)性工程，同時又作為港區(qū)碼頭岸線。圍區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇24小時暴雨當(dāng)天排出，不受淹。

海堤堤身采用土石混合壩，組合式斷面結(jié)構(gòu)。堤頂高程6.80m，防浪墻頂高程7.80m，基礎(chǔ)采用排水插板處理。

本地區(qū)的主要有梅汛期（4月16日至7月15日）和臺汛期（7月16日至10月15日）兩個降雨量相對集中的雨季，占全年降雨量80%以上，每年臺風(fēng)帶來的暴雨所造成的洪澇災(zāi)害特別嚴(yán)重。

因新建水閘未能提前形成排澇能力，海堤施工期需設(shè)置80m龍口以滿足圍區(qū)排澇需求。

工程平面布置見圖1。

（2）龍口位置

龍口布置在順堤，樁號為順1+150m～順1+230n，龍口寬度80m，底檻高程為1.5m。該處原始涂面高程在-0.40m～-1.0m左右，沖溝位置涂面高程在-1.50m～-4.14m左右，沖溝寬約30m。

2.堵口設(shè)計及實施

（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

工程主要建筑物級別為3級，堵口合龍標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期5年一遇高潮位3.79m及其典型潮型。最終截流選在月內(nèi)小潮期間。

（2）堵口時機(jī)選擇

根據(jù)類似工程經(jīng)驗，為了降低堵口難度和風(fēng)險，堵口選在潮位低、潮差小、風(fēng)浪小、雨量少的時段，同時需考慮堵口合龍后有足夠的時間加高培厚堤身，選擇在10月下旬至次年4月上旬。另為了降低堵口后來年的度汛風(fēng)險（P=10%），在條件成熟的前提下考慮盡早堵口。根據(jù)工程施工總進(jìn)度安排、當(dāng)?shù)厮某毕珬l件、堵口前后的工程量及施工強(qiáng)度等綜合考慮，選擇2011年11月～12月內(nèi)小潮期（農(nóng)歷初四～初十或農(nóng)歷十九～廿四）截流堵口。

（3）堵口潮型

以非汛期5年一遇設(shè)計高潮位為控制，將典型潮位過程作適當(dāng)修正后采用。其中，將非汛期5年一遇高潮位3.79m置于三日潮型的主潮峰，再按正常潮型稍作修正。

（4）堵口水力計算

①計算方法

龍口水力計算按水量平衡計算漲落潮時內(nèi)港水位、單寬流量和水頭差隨時間的變化規(guī)律，并推求最大流速。水量平衡基本方程式：

〔Q內(nèi)一（Q閘+Q泄+Q滲）〕△T =V2 一V1

式中：

V1、V2——△T時段初、末港內(nèi)水量；

Q內(nèi)——△T時段內(nèi)內(nèi)陸流域來水平均流量；

Q閘——△T時段內(nèi)水閘泄水平均流量；

Q泄——△T時段內(nèi)龍口溢流平均流量；

Q滲——△T時段內(nèi)龍口滲流平均流量；

△T——時段長（1800s）。

② 庫容曲線

根據(jù)圍區(qū)涂面水下地形圖及圍區(qū)南片回填，計算的圍區(qū)庫容曲線見表1。

③計算結(jié)果

不同底檻高程及龍口寬度，水力計算結(jié)果見表2～3。

由結(jié)果可知，新建水閘不參與分流，漲潮最大流速3.548m/s，落潮最大流速-2.940m/s，新建水閘參與分流，漲潮最大流速3.510m/ s，落潮最大流速-2.825m/s。流速小于龍口度汛最大流速4.32m/s（漲潮流速），相應(yīng)龍口保護(hù)的塊石穩(wěn)定重量滿足堵口時塊石抗沖穩(wěn)定要求。按照堵口最大流速3.548m/ s計算，堵口拋石單塊重量要求大于75kg。

（5）安全穩(wěn)定分析

①堵口截流堤斷面

根據(jù)龍口段實測地形圖進(jìn)行堵口截流堤設(shè)計。截流堤斷面：堤頂高程4.5m，寬度8.0m，內(nèi)外邊坡1：1.5，外海側(cè)邊坡用大塊石保護(hù)。經(jīng)安全復(fù)核，截流堤軸線位于堤軸線外海側(cè)5.0m，樁號順1+190截流堤典型斷面見圖2。

②堵口截流堤斷面抗滑穩(wěn)定計算

a.計算方法

采用《海堤工程設(shè)計規(guī)范》（SL435-2008）中瑞典圓弧滑動法，按總應(yīng)力法計算公式：

（6）堵口施工工序

堵口施工包括堵口合龍、合龍后截流戧堤加寬加高和土方閉氣。

①堵口合龍

堵口合龍采用臨時截流戧堤，斷面尺寸：堤頂高程為非汛期5年一遇高潮位3.79m加安全超高并考慮到風(fēng)浪雍高和波浪爬高等因素，取4.5m；堤頂寬度按兩車交會考慮取8.0m；兩側(cè)邊坡為1：1.5。經(jīng)計算，堵口臨時截流堤需石方3150m3（已考慮沖損），施工于2011年11月下旬小潮汛的2天內(nèi)完成。合龍采用立堵進(jìn)占方式。堵口截流以后，緊接著進(jìn)行臨時截流戧堤的加寬加高施工。

②加寬加高

堵口合龍完成后，立即開始截流堤兩側(cè)鎮(zhèn)壓層拋填理坡和閉氣土方覆蓋，然后再將堤身逐步加高至堤頂。石方堵口合龍后，馬上進(jìn)行土方閉氣施工。先用袋裝土封堵拋石堤內(nèi)側(cè)邊坡進(jìn)行，進(jìn)行小斷面閉氣。完成后，采用活塞式淤泥輸送泵進(jìn)行加寬加高。

3.堵口控制要點

堵口是整個圍墾工程的關(guān)鍵，在堵口施工過程中必須充分準(zhǔn)備和重視。通過本工程龍口堵口的施工，總結(jié)主要控制要點如下：

（1）堵口施工受水文氣象、潮汐等因素影響很大。為了降低堵口施工難度和安全保證，堵口施工應(yīng)抓住潮位低、潮差小、風(fēng)浪小、雨量少等有利時段。因此要密切關(guān)注氣象預(yù)報等信息，在確定近期沒有臺風(fēng)等惡劣天氣的情況下開始堵口。同時，應(yīng)提前作好人員、設(shè)備、料源等準(zhǔn)備工作，不要因為人為因素而錯失良機(jī)，一旦錯過機(jī)會，堵口時間就得推遲。

（2）堵口合龍時間短，工程量大，施工強(qiáng)度大，需要投入大量的人力和機(jī)械設(shè)備，容易造成車輛擁堵和其他安全隱患，因此堵口合龍前，必須制定周密的施工方案，確保安全和堵口施工順利進(jìn)行。

（3）在堵口過程中，應(yīng)密切注意內(nèi)外水位差、單寬流量、流速等變化情況，加強(qiáng)對堵口和非堵口段的觀測和監(jiān)測。同時，堵口所需石料均需提前備足，且按大于1.5倍工程量備料，施工機(jī)械組織能滿足強(qiáng)度要求。

（4）堵口合龍后，海堤施工須抓緊按設(shè)計斷面要求完成，在下個臺汛期前，保證海堤達(dá)到度汛要求。

為保證堵口段堤身的穩(wěn)定，后續(xù)工程施工要求平衡開展，同時通過新水閘的正常運行，減小圍區(qū)內(nèi)外水位差。

（5）堵口合龍后內(nèi)外水位差加大，將增加閉氣土方施工難度，同時可能出現(xiàn)因滲漏產(chǎn)生的閉氣土方區(qū)的孔洞，施工過程中應(yīng)密切關(guān)注，采取必要的措施防止出現(xiàn)大面積滑塌，確保堤身安全。

（6）做好針對臺汛期可能造成的堤壩潰口應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，包括搶險備料、施工組織、組織領(lǐng)導(dǎo)等。制定切實可行的應(yīng)急補救措施，避免再次受損或出現(xiàn)險情。