海淤土地基水中倒土筑堤技术在三洋港枢纽工程中的应用

张业林

海淤土地基水中倒土筑堤技术在三洋港枢纽工程中的应用

张业林

一、概述

三洋港挡潮闸枢纽是沂沭泗河洪水东调南下工程新沭河治理工程的关键性骨干工程，位于江苏省连云港市郊新沭河入海口临洪口。根据规划，三洋港枢纽按新沭河50年一遇洪水标准设计，设计流量6400m3/s；河道强迫泄洪水位作为校核洪水工况，校核流量7000m3/s；设计挡潮标准为100年一遇高潮位，历史最高潮位作为校核挡潮标准。工程的主要功能是：挡潮防淤，保护河道治理成果，促进行洪安全；降低滩地糙率，保障行洪河道畅通；改善排涝条件，节约运行费用，延长设备使用寿命；利用河槽蓄水，为连云港市增加水源；改善交通条件，促进港口发展。三洋港枢纽为Ⅰ等大（1）型工程，主要建筑物包括：挡潮闸、排水闸、上下游引河等。挡潮闸闸室每孔净宽15m，共33孔，排水闸闸室每孔净宽6m，共3孔，工程总投资约6亿元。

闸址处新沭河左右堤较为顺直，堤距约1500m，新沭河原中泓河道顶宽约180m，底宽约100m，主槽底高程约－6.5m，走向偏向右堤，呈大的“S”形弯，泓道中心线距新沭河右堤约260m。挡潮闸及排水闸均布置于泓道左侧滩地，施工期利用原中泓河道导流，挡潮闸具备导流条件后封堵原中泓，填筑右岸跨中泓连接路堤，连接堤长约168m，堤顶高程7.0m，顶宽9.5m，堤顶设净宽7.0m沥青混凝土路面，原设计上、下游边坡比均为1∶6。

二、工程地质及水文地质条件

闸址区原中泓河底（3）层淤泥和淤泥质粘土土质软弱、厚度大、力学性能差，厚约3.5m，标准贯入击数0.8～2.1击，比贯入阻力平均值为0.35MPa，十字板剪切强度Cu=15.7kPa，天然地基承载力45kPa，（4）层粘土和粉质粘土层厚 4～5m，天然地基承载力190kPa，工程力学性能良好，其下伏各层力学性能亦较好。

中泓为潮汐河道，施工期观测的最低潮水位约为-2.0m、最高潮水位约为2.5 m。根据2010年9月28日实测潮型，涨落潮时河水最大流量约1210m3/s，最大点的流速2.1m/s，断面平均最大流速1.2m/s。

三、路堤填筑方案调整缘由

原右岸跨中泓连接堤填筑方案为常规干地施工，上、下游填筑围堰后抽干基坑集水，清基后逐层填筑跨中泓连接堤至设计高程，原施工方案右岸连接堤土方填筑总量约15万m3。

因施工期三洋港闸址处原中泓河道冲刷加深，向已施工完成的排水闸下游排水通道靠近，如按原施工方案抽干基坑集水、清基后干地施工可能存在以下问题：①排水通道与原中泓之间的隔堤挡潮水头差达10.4m，对隔堤的稳定及已建建筑物的安全带来不利影响；②基坑水抽干后影响上、下游围堰的安全；③由于截流坝为块石坝，抛石护底长度为36.8m，下游围堰存在渗流，积水难以抽干；④原施工方案基坑降水、清基均需一定的时间，堤身需从堤基逐层碾压至堤顶，且软基筑堤需控制填筑速率，加之场区土层含水率均达50%以上，需长时间翻晒后方可上堤，制约施工进度。鉴于以上情况，为确保工程安全，加快工程施工进度，需对三洋港枢纽右岸跨中泓连接堤填筑方案进行优化调整。

四、水中倒土筑堤施工方案

根据技术经济比较，右岸跨中泓连接堤3.0m高程以下由干地填筑调整为水中倒土填筑，施工期控制中泓水位不超过1.0m；为保证堤防的稳定、控制沉降，水中倒土堤身及其下淤泥质堤基采用粉喷桩处理，粉喷桩桩径0.5m，排距1.45m、行距1.45m，桩顶高程2.5m，桩底高程－10.0m，桩底进入第（4）层粘土和粉质粘土层约0.5m，粉喷桩共计4545根；3.0m高程以上堤身采用干地填筑，上、下游边坡由原设计1∶6调整为1∶3，填筑压实度不小于0.94。右岸跨中泓连接堤断面及地基处理见图1。

图1 跨中泓连接堤断面及地基处理图

粉喷桩施工技术要求：一是水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，粉喷桩28d无侧限抗压强度不低于1.8MPa，水泥掺入比为 20%，喷粉量为67kg/m，采用4搅2喷，即开始下沉空搅、提升搅拌喷粉、下沉喷粉复搅、提升复搅（不喷粉）成桩；二是桩位放线误差不大于5cm，桩体垂直度偏差不得超过1.5%；三是粉喷桩施工时必须保证桩体完整性，施工完毕以后，应按相关规范要求采用轻便触探、低应变动力法等检测桩身的完整性；四是水上部分填筑前，表面扰动破坏土层及其他施工废渣等必须清除彻底，75cm以内铺土厚度可适当减薄，调整至合理含水率，宜采用轻型压实机具压实，防止对已施工粉喷桩造成破坏。

五、结语

跨中泓路堤由干地填筑调整为水中倒土筑堤后，确保了已建工程安全，加快了工程施工进度，2013年12月，三洋港枢纽工程顺利通过了投入使用验收。根据工程观测资料，已建跨中泓路堤水平及垂直位移较小，满足相关规范及堤顶道路的正常使用要求。海淤土地基水中倒土筑堤在该工程的成功应用，为以后解决类似工程问题积累了宝贵的经验■

（作者单位：江苏省水利工程建设局210029）