围垦新技术在上虞世纪丘工程中的应用

徐佳法

摘 要：简要叙述了围垦技术在上虞世纪丘工程中的具体应用情况，并介绍了该技术的主要施工方法和具体的注意事项，以期为日后的相关工作提供必要的参考和借鉴。

关键词：围垦方法；土工布袋；滩涂高程；国土面积

中图分类号：TV882 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.137

1 上虞围垦概况

上虞市海涂北濒杭州湾，东连余姚市，西面与绍兴县隔曹娥江相望，地处钱塘江涌潮地段，潮涨潮落每日2次，并且潮水中含泥量较丰富，泥性为粉砂土，容易沉积，易冲刷。自1969年以来，相继已围成十三丘（包括新世纪丘一期南丘约733.3 hm2），面积共18 000 hm2。1991年以前围成的各个丘均采用人工围垦，除了允许存在部分潮流沟外，其滩涂地面高滩必须在3.1 m以上，堤塘土方全部采用人工填筑，堤外坡暂时挡潮依靠人工叠筑石渣草包，堤外抛石坝和护坡抛石采用人工抬运、双胶轮车拉运、拖拉机拉运等，需要大量的劳动力，仅91丘东半丘4 700 m堤塘，人工筑堤所用劳动力多达6万人以上，而七六丘围垦时，一次动用全县劳动力共10万多人，并牵动县、乡镇及各部门的大量精力。1991年以后，采用机械化围垦的方式，抛筑石坝从拖拉机逐渐向自卸车过渡，人工筑堤改用泥浆泵疏筑，堤坝外坡采用疏筑土工布袋暂时挡潮，并逐渐开始低滩围垦，从而大大节约了劳动力、财力和物力。总结上虞围涂史，从开始围垦时的高滩围涂到1991年的低滩围涂，直至2002年朝着深江要地的方向发展，逐步改进施工方法，应用新科技、新材料和新机械，进一步推动围涂工程的顺利开展。

2 围垦新技术的应用

2002-12，上虞市世纪丘治江围涂工程提出了围涂设想，按照基本建设程序的要求完成了各项审批工作。该工程的围垦面积约为3 653.3 hm2，计划分三期围垦，初步设计概算109 218万元，总工期6年。该工程的实施既为上虞国土面积增加了约为3 653.3 hm2，缓解了我市东线海塘抢险压力，并解除了虞北平原的排涝困难，对在建的曹娥江口门大闸减少闸下淤积和钱塘江尖山河段整治起到了积极的作用。我市十分重视该工程，把它列入了重点建设工程，并将其列为绍兴市十大系列工程之一。由于

工程规模大，建设期限长，并且处于深江地段，所以，根据江道、潮流、滩涂等变迁情况，精心组织，科学施工，于2004年底已顺利围成世纪丘一期南丘约733.3 hm2。在实施过程中，在顺坝抛石土工布袋护底、龙口封堵等方面采取了行之有效的施工新技术、新方法，不仅加快了工程进度，还节约了投资。下面介绍了主要做法。

2.1 顺坝抛石、土工布袋护底

顺坝抛石、疏筑土工布袋护底（以下简称抛石护底）的方法应用于上虞市九四丘围涂工程中。其主要作用是保护低滩冲失，减少块石用量，加快抛石坝的抛筑进度，并在九六丘围涂工程中逐渐推广该技术。在世纪丘治江围涂工程一期南丘约733.3 hm2的围涂过程中，进一步改进了抛石护底的施工方法。其改进主要体现在大型潮流沟护底截流方面，采用的具体施工方法是先护滩、再保头、再护底、再护滩。其中，1条潮流沟位于西隔堤抛石坝西侧，潮流沟沟宽278 m，沟底最低高程为-9 m，利用2个小潮汛作业——先在滩涂布置坝轴线，防止护底轴线偏移，在潮流退至流速较缓地区，可以铺设土工布袋时，用船只固定土工布袋于坝轴线上，并用泥浆泵水下取土疏灌至饱满。第一个小潮汛先用8套22 kW泥浆泵向西护滩2 d4个潮间，保护低滩长度200 m以上，再用6套22 kW泥浆泵保护潮流沟西侧滩涂陡岸，并向东出击，4 d时间向东出击150 m。在此期间，2套22 kW泥浆泵在中隔堤抛石坝坝头护底，协助抛石坝工程，在大潮汛期间预留缺口90 m，并在留口段疏筑二层土工布袋护底，以确保水流畅通。第二个小潮汛用8套22 kW、3套7.5 kW泥浆泵用5 d的时间封堵，再用2 d的时间延长护滩段，防止潮流沟封堵后中隔堤抛石坝重新出现新的潮流沟。护底工作既抑制了坝头冲刷坑，又大大减少了块石用量，加快了抛石坝工程的进度。根据测算，仅中隔堤3.4 km长抛石坝就节约了约2×105 m3的块石，节约投资800万元，效益十分显著。在抛石护底工作中，有以下几个要点。

2.1.1 轴线布置

由于护底服务于抛石坝，护底轴线即为抛石坝轴线，所以，用全站仪布置坝轴线，跃过潮流沟，将其布置在西侧的低滩上，用竹杆作为标志插入滩涂2～3 m，防止轴线桩受潮流冲击冲失。

2.1.2 泥浆泵配置

根据潮流沟附近的泥性状况，土质为粉砂质土地，泥浆泵疏筑效率较高，每只土工布袋配置22 kW泥浆泵2套，在3～5 h潮间疏筑。

2.1.3 土工布袋布置及固定

相关规定要求，土工布袋中心线和坝轴线不能偏移轴线2 m。

2.1.3.1 低滩上

第一层ф8型号土工布袋为2只相系横向布置，一端用锚固定，一端用船只固定；第二层ф8型号土工布袋单只横向布置；第三层为ф8型号土工布袋单只纵向布置。

2.1.3.2 潮流沟护底和保头

底层并排4只ф8土工布袋纵向布置；第二层2只ф8土工布袋横向布置；第三层单只ф8土工布袋横向布置；第四、第五层单只ф8土工布袋横向布置，但是，缝隙交叉。

疏筑土工布袋大部分采用ф8×20型号，也适当配置ф4×40型号、ф3×40型号和ф2×40型号，其主要是在ф8土工布袋二侧疏筑保护ф8型号土工布袋。在低滩上，土工布袋为150 g/m2，在保头和潮流沟护底时，土工布袋为230 g/m2，每只土工布袋布置带套疏泥洞2个，每四米布置横向加强筋1条，疏泥洞布置在加强筋上，如图1所示。

2.1.4 土工布袋疏筑

由于施工场地处于低滩上，不能安装电力，所以，动力采用柴油发电机发电，每套22 kW泥浆泵配备电力30 kW，泥浆泵取泥船只必须离疏筑土工布袋100 m以上，每潮变换位置，防止在土工布袋一侧形成小沟而影响土工布袋的安全。管带放入土工布袋疏泥洞并绑扎后，开启发电机和泥浆泵疏筑。每隔20 min移动疏泥管位置，防止袋内泥土布置不均匀，造成土工布袋破裂。

2.1.5 计量

在滩涂上，每个土工布袋疏筑完成后，隔一二个潮间，用铁钎插入土工布袋测量其厚度，每个袋子的测点为6～9个，采用皮尺测量长、宽，水下土工布袋采用记录疏筑时间，与滩涂上土工布袋疏筑时间比较，并计算工程量。

由于该护底办法受水流、工作时间、风浪和取土土源等影响，一般适用于-5 m以上的低滩。如果是-5 m以下的滩涂，低滩长度必须较短（比如潮流沟等），以确保取土土源和受潮流的影响较小。

2.2 内围堰龙口封堵方法

2003-09，世纪丘一期南丘围涂工程开始抛设西隔堤抛石坝；2004-04开始抛设中隔堤抛石坝，通过抛坝促淤，围区内整体滩涂淤涨较快；2004-08，中隔堤抛石坝仅剩龙口800 m；2004-06-03，围涂土方工程开始，先期疏筑西隔堤1 580 m，中隔堤2 900 m闭气土方和西隔堤1 580 m、中隔堤1 000 m大堤土方。在此期间，中隔堤抛石坝龙口压缩至500 m，并在龙口段用土工布袋护底保护龙口滩涂，为龙口封堵创造条件。

由于大堤龙口段滩涂处于-5～-1 m，一次性封堵困难，采用先封堵内围堰，再封堵大堤龙口的办法。

2.2.1 选定内围堰位置

确定了内围堰封堵方案后，布置3条轴线（离中隔堤抛坝300 m、400 m、500 m 3条线）进行方案比选。根据地形测量离中隔堤300 m的1条线，其高程大部分在0 m，则滩涂太低；400 m和500 m处的2条线滩涂高程均在0～2.5 m之间。但是，400 m处的1条线离中隔堤较近，又可以利用电网发电，所以，将离中隔堤400 m处作为封堵内围堰轴线的位置。内围堰全长2 200 m，沿堤线滩涂面高程在0～2.5 m，中间有3条小型潮流沟，沟深1～1.5 m，沟宽100～150 m。

2.2.2 泥浆泵及船只、电力配置

泥浆泵均采用7.5 kW型号。由于封堵工作可利用的时间紧（5～7 h），根据滩涂地形计算每套泵每小时工作量为15 m3，滩涂低的每套泵工作长度为5 m，滩涂高的每套泵工作长度为8～15 m，计算共需配置泥浆泵220套，可供电网电力为2 000 kV，其余120套需用柴油发电机发电，每4套泵配置船1条，需船只55条。60套泥浆泵布置在内围堰背水面侧，160套泥浆泵布置在迎潮面侧，安放泥浆泵取泥位置必须离开内围堰轴线100 m以上。

2.3 疏筑方法

采用二边疏筑土工布袋，中间灌泥，并在背水面疏筑宽10 m高程，在3.5 m拼宽断面。

2.3.1 滩涂高程在1 m以上的断面

滩涂高程在1 m以上的断面如图2所示。

图2 滩涂高程在1 m以上的断面

2.3.2 滩涂高程在1 m以下的断面

滩涂高程在1 m以下的断面如图3所示。

图3 滩涂高程在1 m以下的断面

疏筑土工布袋时，ф6～ф12土工布袋疏筑厚度必须在1 m以上，ф2～ф4土工布袋疏筑厚度必须在0.6 m以上，ф1.27的土工布袋厚度不准低于0.5 m。这样做，可以有效保证布袋叠加后的挡潮高度。以高程1 m以下的断面施工为例，简要叙述其施工过程：①根据滩涂高程计算土工布袋用量，并按照计算量加倍储备各种型号袋。②在布置低层土工布袋时，可根据滩涂高程计算断面宽度，并放好内围堰的脚线样桩。在此过程中，底层土工布袋袋中心线要与脚线对齐。③对于第一个潮间，先疏筑Ⅰ块，即ф12、ф8、ф6、ф4组成的4只土工布袋。因为粉砂土质容易流失，其下铺设无纺布，其上无纺布包裹。ф12土工布袋布置在迎潮面，ф8布置在背水面，允许过潮。为了防止涨落潮过后袋间土体被带走，ф8袋与ф12袋间疏筑ф6袋；为了防止退潮时近潮侧滩涂由于水头差而下跌，所以，在ф12外侧疏筑ф4土工布袋，减少水头差，进而实现保护。④对于第二个潮间，在ф12土工布袋上面再疏筑ф8土工布袋，并用无纺布包裹，允许过水，此为Ⅱ块。⑤对于第三个潮间，在ф8上面疏筑ф4、ф3袋至2.5 m，单袋截流，即Ⅲ块。⑥对于第四个潮间，30%的泥浆泵在迎潮面疏筑土工布袋，增加挡潮高度，70%泥浆泵疏筑Ⅳ块挡潮小断面，防止袋间渗漏，并利于其土工布袋疏筑，从而实现断面截流。⑦根据次序疏筑Ⅴ、Ⅵ块土体和土工布袋，在迎潮面铺设无纺布，防止潮流吸蚀土工布袋，致使土工布袋内土体流走。在该段时间内，由于已截流，所以，可以日夜施工，有效地提高施工效率。

利用这种方法，精心组织内围堰封堵工程，该工程一次成功。内围堰内围成面积约为633.3 hm2，有效减少了进出潮量，为最后大堤龙口封堵创造了有利条件。大堤龙口封堵基本上与高程1 m以下的低滩封堵相同，但是，龙口位置高程更低，所以，应加强机械设备、电力和人力的配置。

3 对龙口封堵技术的思考

世纪丘一期南丘属于深江围垦，滩涂淤涨通过抛坝促淤形成。2004-08中旬，中隔堤抛石坝留置龙口宽度800 m，10月上旬在龙口段进行护底，11月龙口缓缓压缩至520 m。但是，由于围区733.3 hm2的滩涂面积大，进出潮量大，所以，潮流经过护

底袋时，内外侧滩涂冲失较大，2个月时间龙口两侧100～150 m内滩涂刷深2 m以上，而龙口段的护底工作难度较大。经过边施工边探索，思考了龙口封堵过程中的一些技术环节（未经实际操作过），以供以后参考。

3.1 关于龙口留置宽度

根据733.3 hm2围涂龙口的留置情况，该区域基本上为粉砂质土性，留置宽度宜宽不宜窄，但是，不宜太宽，因为这样会增加龙口封堵工作量，加大工作强度。其具体宽度应根据围区面积和围区内的地形条件，经过科学计算而定。

3.2 提前预定龙口位置

提前预定龙口位置，并在预定龙口段抛设向外凸出石坝围堰，具体如图4所示。在抛石坝合拢前，拆除石坝围堰横段，将其作为进出潮的龙口。高程则根据潮流流速、流量和围区滩涂情况而定，并形成抛石护底龙口。采取这种方法的优点是：由733.3 hm2龙口的情况可知，冲失主要在龙口两侧150～200 m之间，把冲失引向大堤龙口外，用抛石护底代替土工布袋护底，容易形成保护，有利于直接封堵大堤龙口，减少内围堰封堵的工作量（因为龙口段此时船抛块石护底十分困难，船抛要求滩涂高程在2 m以下，而留置龙口适宜，龙口段滩涂在-1～1 m之间，所以，采用抛块石护底，每日二潮，潮流过坝后石渣冲失，自卸汽车难以行驶，而且工作量小）。

图4 在预定龙口段抛设向外凸出石坝围堰的平面图

这种龙口预留保护的方法可以解决以下几方面的的问题：①龙口段护底以抛石坝为基础，坚实牢固，有利于龙口内滩涂淤涨；②护底高程可以按照计算结果来确定；③龙口护底两侧的冲刷坑外移，减小了对大堤封堵处的滩涂高程的影响；④减少了内围堰封堵的工作环节，既有充足的时间做好各项准备工作，又可以降低封堵难度，节约投资，提高一次性封堵的成功率。

4 结束语

上虞市世纪丘围垦工程只是刚刚起步，其工作还相当艰巨，而且下一步的工作也将逐渐转向深江围垦，有效解决抛石坝坝头冲刷、龙口封堵等难题将是围垦工作者需要解决的问题。随着经济的发展，土地资源越来越紧张，围垦工程将成为增加土地面积的主流方式，在以后的工作中，要按照省政府科学开发利用滩涂资源的要求，精心组织，科学施工，努力破解技术难题，把世纪丘治江围涂工程做好。由于水文、土质、潮流等要素的不同，各地的围垦方法工艺也不尽相同，但是，其都有相通的地方，希望各兄弟县市和专家、领导多多指导，在采用新工艺、新技术、新材料等方面互相借鉴，提供必要的信息，共同为围垦事业的发展作出应有的贡献。

〔编辑：白洁〕