浅谈海堤工程堵口合龙施工控制要点

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　　摘 要：本文通过分析工程所在地自然条件及工程进展情况，对某海堤工程的龙口堵口时机进行选择。通过水力计算和稳定性计算设计堵口断面。文章阐述了堵口施工方法，并总结了类似海堤工程龙口堵口控制要点。
　　关键词：海堤龙口堵口 堵口施工方法 堵口控制要点
　　1.工程概况
　　（1）概述
　　浙江玉环某海堤工程，建于大麦屿港与牛头颈之间的龙湾水域。工程建设海堤2337m，围涂面积2250亩。海堤工程是保护玉环县珠港镇陈屿地区的标准海塘之一，系港区的基础性工程，同时又作为港区码头岸线。围区排涝标准为20年一遇24小时暴雨当天排出，不受淹。
　　海堤堤身采用土石混合坝，组合式断面结构。堤顶高程6.80m，防浪墙顶高程7.80m，基础采用排水插板处理。
　　本地区的主要有梅汛期（4月16日至7月15日）和台汛期（7月16日至10月15日）两个降雨量相对集中的雨季，占全年降雨量80%以上，每年台风带来的暴雨所造成的洪涝灾害特别严重。
　　因新建水闸未能提前形成排涝能力，海堤施工期需设置80m龙口以满足围区排涝需求。
　　工程平面布置见图1。
　　（2）龙口位置
　　龙口布置在顺堤，樁号为顺1+150m～顺1+230n，龙口宽度80m，底槛高程为1.5m。该处原始涂面高程在-0.40m～-1.0m左右，冲沟位置涂面高程在-1.50m～-4.14m左右，冲沟宽约30m。
　　2.堵口设计及实施
　　（1）设计标准
　　工程主要建筑物级别为3级，堵口合龙标准采用非汛期5年一遇高潮位3.79m及其典型潮型。最终截流选在月内小潮期间。
　　（2）堵口时机选择
　　根据类似工程经验，为了降低堵口难度和风险，堵口选在潮位低、潮差小、风浪小、雨量少的时段，同时需考虑堵口合龙后有足够的时间加高培厚堤身，选择在10月下旬至次年4月上旬。另为了降低堵口后来年的度汛风险（P=10%），在条件成熟的前提下考虑尽早堵口。根据工程施工总进度安排、当地水文潮汐条件、堵口前后的工程量及施工强度等综合考虑，选择2011年11月～12月内小潮期（农历初四～初十或农历十九～廿四）截流堵口。
　　（3）堵口潮型
　　以非汛期5年一遇设计高潮位为控制，将典型潮位过程作适当修正后采用。其中，将非汛期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）堵口水力计算
　　①计算方法
　　龙口水力计算按水量平衡计算涨落潮时内港水位、单宽流量和水头差随时间的变化规律，并推求最大流速。水量平衡基本方程式：
　　〔Q内一（Q闸+Q泄+Q渗）〕△T =V2 一V1
　　式中：
　　V1、V2——△T时段初、末港内水量；
　　Q内——△T时段内内陆流域来水平均流量；
　　Q闸——△T时段内水闸泄水平均流量；
　　Q泄——△T时段内龙口溢流平均流量；
　　Q渗——△T时段内龙口渗流平均流量；
　　△T——时段长（1800s）。
　　② 库容曲线
　　根据围区涂面水下地形图及围区南片回填，计算的围区库容曲线见表1。
　　③计算结果
　　不同底槛高程及龙口宽度，水力计算结果见表2～3。
　　由结果可知，新建水闸不参与分流，涨潮最大流速3.548m/s，落潮最大流速-2.940m/s，新建水闸参与分流，涨潮最大流速3.510m/ s，落潮最大流速-2.825m/s。流速小于龙口度汛最大流速4.32m/s（涨潮流速），相应龙口保护的块石稳定重量满足堵口时块石抗冲稳定要求。按照堵口最大流速3.548m/ s计算，堵口抛石单块重量要求大于75kg。
　　（5）安全稳定分析
　　①堵口截流堤断面
　　根据龙口段实测地形图进行堵口截流堤设计。截流堤断面：堤顶高程4.5m，宽度8.0m，内外边坡1：1.5，外海侧边坡用大块石保护。经安全复核，截流堤轴线位于堤轴线外海侧5.0m，桩号顺1+190截流堤典型断面见图2。
　　②堵口截流堤断面抗滑稳定计算
　　a.计算方法
　　采用《海堤工程设计规范》（SL435-2008）中瑞典圆弧滑动法，按总应力法计算公式：
　　（6）堵口施工工序
　　堵口施工包括堵口合龙、合龙后截流戗堤加宽加高和土方闭气。
　　①堵口合龙
　　堵口合龙采用临时截流戗堤，断面尺寸：堤顶高程为非汛期5年一遇高潮位3.79m加安全超高并考虑到风浪雍高和波浪爬高等因素，取4.5m；堤顶宽度按两车交会考虑取8.0m；两侧边坡为1：1.5。经计算，堵口临时截流堤需石方3150m3（已考虑冲损），施工于2011年11月下旬小潮汛的2天内完成。合龙采用立堵进占方式。堵口截流以后，紧接着进行临时截流戗堤的加宽加高施工。
　　②加宽加高
　　堵口合龙完成后，立即开始截流堤两侧镇压层抛填理坡和闭气土方覆盖，然后再将堤身逐步加高至堤顶。石方堵口合龙后，马上进行土方闭气施工。先用袋装土封堵抛石堤内侧边坡进行，进行小断面闭气。完成后，采用活塞式淤泥输送泵进行加宽加高。
　　3.堵口控制要点
　　堵口是整个围垦工程的关键，在堵口施工过程中必须充分准备和重视。通过本工程龙口堵口的施工，总结主要控制要点如下：
　　（1）堵口施工受水文气象、潮汐等因素影响很大。为了降低堵口施工难度和安全保证，堵口施工应抓住潮位低、潮差小、风浪小、雨量少等有利时段。因此要密切关注气象预报等信息，在确定近期没有台风等恶劣天气的情况下开始堵口。同时，应提前作好人员、设备、料源等准备工作，不要因为人为因素而错失良机，一旦错过机会，堵口时间就得推迟。
　　（2）堵口合龙时间短，工程量大，施工强度大，需要投入大量的人力和机械设备，容易造成车辆拥堵和其他安全隐患，因此堵口合龙前，必须制定周密的施工方案，确保安全和堵口施工顺利进行。
　　（3）在堵口过程中，应密切注意内外水位差、单宽流量、流速等变化情况，加强对堵口和非堵口段的观测和监测。同时，堵口所需石料均需提前备足，且按大于1.5倍工程量备料，施工机械组织能满足强度要求。
　　（4）堵口合龙后，海堤施工须抓紧按设计断面要求完成，在下个台汛期前，保证海堤达到度汛要求。
　　为保证堵口段堤身的稳定，后续工程施工要求平衡开展，同时通过新水闸的正常运行，减小围区内外水位差。
　　（5）堵口合龙后内外水位差加大，将增加闭气土方施工难度，同时可能出现因渗漏产生的闭气土方区的孔洞，施工过程中应密切关注，采取必要的措施防止出现大面积滑塌，确保堤身安全。
　　（6）做好针对台汛期可能造成的堤坝溃口应急预案，做好应急准备，包括抢险备料、施工组织、组织领导等。制定切实可行的应急补救措施，避免再次受损或出现险情。
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