台州市路桥区黄礁涂围垦工程施工实践探讨

楼孟华

(浙江省第一水电建设集团有限公司 杭州 310051)

1 工程概况

黄礁涂围垦面积约为10224亩,主要由海堤、水闸及围区配套工程组成。海堤采用100年一遇设计高潮位加100年一遇设计波浪,允许部分越浪;水闸:防潮标准采用100年一遇设计,排涝标准采用20年一遇24h暴雨24h排出。

(1)工程区为低山丘陵、岛屿和滨海平原,岛屿高程一般在150m以下,海湾滩涂坡度平缓,涂面稳定,其高程一般0～-3.5m之间,属典型的滨海平原地貌。山坡覆盖层主要为第四系全新统坡残积 (dl-elQ4)粉质粘土夹碎石。滩涂覆盖层为第四系全新统海积 (mQ4)淤泥与淤泥质土、坡洪积 (dl-plQ4)含砂、粉质粘土碎块石及第四系上更新统冲湖积 (al-lQ3)粘土等。

(2)设计流域地处东南沿海,气候温和,雨量充沛,属亚热带季风气候区,全年季节变化明显,降水量年内分配不均。黄礁涂所在地20年一遇高潮位4.56m,低潮位-3.35m,高潮多年平均潮位1.99m,低潮多年平均潮位-1.56m。

2 施工部署

2.1 工程难点

本工程的特点是施工工程量大,围垦工程主要由海堤、水闸及围区配套工程组成,部分分项工程需水上作业,且施工受加荷速率及潮汛影响,因此短时间内施工强度较大,施工时必须充分发挥机械化作业的优势,才能保质保量地完成施工任务。

2.2 施工方案

根据本工程的施工特点、自然条件、工期要求等情况,工程施工原则上采取平行与流水作业相结合的方法。将本工程划分成三个工区:1#工区负责大港湾海堤,石料取自子云山石料场;2#工区道士冠排水闸的施工,基坑开挖出石料利用填筑于大港湾海堤;3#工区负责白果山海堤的施工,石料取自白果山石料场。海堤施工工区按先下后上,先深后浅进行交叉作业。同时根据实际情况,堤基处理与抛石填筑分成水上及陆上两部分。

根据本工程的施工特点、自然条件、工期要求等情况,海堤工程施工原则上采取平行与流水作业相结合,水上施工与陆上施工相结合的施工方法。其主要施工方案为:

(1)基础处理土工布在施工营地的土工布拼接场进行拼宽,根据施工部位退潮露滩情况采取船铺或陆上人工铺设,水下铺布由专用水上铺布船根据GPS定位进行铺设,陆上铺布采用人工候潮铺设。

(2)对于不露滩的大港湾海堤段排水碎石垫层采用带有定位系统的自航平板驳抛填;而对于不露滩部分塑料排水板采用专用插板船候潮GPS水下定位施打塑料排水板,其余则采用轨道式专用插板机候潮施工。

(3)海堤迎潮面灌砌块石挡墙、灌砌石护面在堤身抛石沉降稳定、并结合观测资料具体分析后进行施工。外坡理砌块石施工,采用反铲挖机在退潮时按设计断面进行理坡。

3 基础处理工程施工技术

本工程海堤堤身基础处理采用塑料排水板、土工布加碎石垫层的复合加固法,并结合压载的处理方法。其中堤基塑料排水板打设间距1.4m,正方型排列,插入涂面以下深度白果山海堤为4～22m,大港湾海堤为 15～29m,排水板插打共计1702530m;另 30kN/m 有 纺 土 工 布 铺 设155093m2,120kN/m高强有纺土工布铺设228247m2,排水碎石垫层抛填130212m3。为了减小冲刷,土工布铺设和碎石垫层的施工间隔时间不能太长,应及时覆盖压实。

3.1 基础处理工程施工流程

本围垦采用塑料排水板法进行基础处理施工的工序流程如下:施工测量放样→30kN/m有纺土工布铺设→碎石垫层抛填→塑料排水板插设→上层120kN/m高强有纺土工布铺设。

3.2 土工布铺设施工技术要点

本工程白果山海堤滩地高程较高,可采用人工在退潮时直接将30kN/m有纺土工布铺设于滩涂面上,用竹桩穿麻绳插入涂泥中分段压牢,而大港湾海堤涂面高程较低,退潮时基本不露滩,则采用专用的土工布铺设船进行水下GPS定位铺设,同时铺设船上自备挖掘机抛碎石压沉排布,做到随铺随压。铺设质量的关键是定位后的压沉,土工布到位后不再位移及飘浮。为了更好控制好土工布铺设质量,还应注意以下要点。

(1)土工布铺设前,滩面应加以平整,铺设基面上的杂物应清除干净。布的径向 (或纵向)必须垂直堤坝轴线铺设,径向有纺土工布铺设宽度比碎石垫层设计宽度两侧延伸1m,平行堤坝轴线方向土工布严禁搭接。

(2)土工布铺设时,由船上检测系统实时反映出土工布铺设轨迹,发现偏差,立即进行调整。并打印土工布铺设轨迹图,作为原始资料存档。

(3)土工布材料质量应铺设平顺,松紧适度,并与基面密贴;不出现扭曲和折叠,径向不搭接;对铺设过程中有损坏处,应修补或更换。

3.3 排水碎石垫层施工技术

本工程碎石垫层直接铺设在基底30kN/m土工布上,主要为排水插板提供生产和施工条件,碎石垫层设计宽度基本同排水板处理宽度,由于部分滩地小潮时无法露滩,同时考虑到施工工期要求,碎石垫层采取水上船抛及陆上车抛两部分方式施工。本工程碎石垫层采取如下质量控制措施。

(1)严格控制原材料的质量,对不符合设计要求的材料不得使用。

(2)加强抛填区的测量工作,当各区段碎石垫层数量达到设计要求后进行下一道工序施工。

(3)结合海上抛填的施工经验,抛填时采用船只行驶顶流、偏角的方法,以达到抛填料抛填均匀。尽快排水插板及第一层抛石覆盖,防止冲刷。

3.4 塑料排水板施工

本工程海堤基础处理塑料排水板采用槽型土工聚合物排水带,宽10cm,型号为C型。排水板采用正方型布置,间距1.4m。排水板插入涂面以下深度白果山海堤为4～22m,大港湾海堤为15～29m,其中大港湾海堤部分堤段 (桩号为 D1+360)插板需插入至岩基。对于白果山海堤堤基排水板施工则利用退潮露滩时间,在已填筑好的碎石垫层上铺设枕木轨道插板机作业;对于基本不露滩的大港湾海堤堤段,排水板采用专用插板船水下GPS定位候潮进行施打。塑料排水板的施工对于本围垦基础工程来说相当重要,采取以下施工技术。

(1)根据排水板施工区段及水域的风流、水流条件合理地确定抛锚系缆。锚缆系统必须稳定可靠,使用方便,并随时根据水位变化调整锚缆长度。

(2)插板机插板时应准确定位,在转盘和打设过程中避免损坏,防止淤泥进入板芯堵塞输水通道,影响排水效果。

(3)打入地基的塑料排水板应为整板,如确需接长,每根带只允许有一个接头,接长带的使用量不得超过总打设根数的10%,且应分散使用。

(4)插设应垂直,并应达到设计深度,并采取防止发生回带的措施,若回带500mm以上应补打。发生回带的根数不超过总根数的5%。

(5)严格控制间距和深度,一般排水板间距允许偏差为±100mm,正误差不得连续出现,抽查量不应少于2%;垂直度偏差不应大于1.5%;并应随机抽取一定数量的孔数校核排水板插设深度。

4 堤身抛石填筑施工

根据本工程的施工条件,堤身抛石采用陆抛。堤身抛石采用天然混合级配石料,抛填层兼作施工路面,利用抛填车辆碾压密实,堤顶按设计要求预留沉降超高。根据设计及潮水位情况,海堤堤身抛石采用5t自卸汽车装石料进行立抛进占,堤身抛填施工应薄层轮加,均衡上升,同时做好堤身沉降观测工作。抛石填筑的基本原则是:先深后浅,先点后线,薄层轮加,均衡上升。

抛填过程施工加载按设计加载曲线进行,每层加载间隔时间根据设计要求的横堤加荷曲线图进行控制,施工过程中根据原位观测资料作适当调整,以确保施工期安全。抛填根据设计加载曲线分层进行,每层厚度控制在70～150cm左右 (第一层可适量加厚,每层间歇期不少于30～60d,4.5m高程以上部分抛石厚度不得大于70cm。

5 堤身闭气土施工

本工程海堤堤身闭气土方位于堤身内侧,堤身抛石与内侧子堤之间,共计约79.56万m3。施工时,土方按石方领先,土方紧跟的原则施工。取土区取土时应从远到近。闭气土施工,平均潮位以下闭气土方采用船抛,用抓斗挖泥船挖泥、液压对开驳运输抛填。平均高潮位以上闭气土方采用绗架筑堤。

筑坝土料分层填筑,分层厚度不大于 50cm,沿堤轴线往返进行,采用梅花型投料,这样有利于土料脱水,加快自然固结速度,相应降低堤身荷载。在填筑面表层沿海塘轴线每隔20m横向开挖排水沟进行排水。土方闭气过程需按照加载曲线进行,按 “薄层轮加,均衡上升”的原则分层梯级推进,保持与石坝平行,进度稍微滞后,高程略低。

在总加荷分级的前提下,每级按30～50cm左右厚度的薄层分层填筑,薄层填筑时间间隔以前一层可以上人为原则。施工中要防止填筑面土体龟裂,当层面曝露时间过长时,应适当洒水湿润。填筑施工中除沉降、位移观测外,还必须分层分段取样进行容重试验,当含水量比较大时,应适当增加间歇时间。

6 结语

本文针对黄礁涂围垦工程施工实践,提出海堤堤身基础处理、堤身抛石填筑、堤身闭气土等施工方法,同时提出相关的施工技术要点。工程实践表明,本围垦工程所采取的施工技术能使该工程能做到一次性合拢截流成功,这些施工措施可为同类工程提供参考。

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