简析城市沙滩以西保滩工程几项结构优化措施

王 兆 飞

(上海市金山区水务建设工程安全质量监督管理站，上海 201500)

·水利工程·

简析城市沙滩以西保滩工程几项结构优化措施

王 兆 飞

(上海市金山区水务建设工程安全质量监督管理站，上海 201500)

结合金山区城市沙滩以西保滩工程的概况，对该工程在施工期所采取的几项结构优化措施进行了介绍，简要分析了加宽内平台、变单棱体为双棱体结构、设置高压喷射灌浆防渗墙等措施的优点，为提高保滩圈围类工程综合效益提供借鉴。

保滩工程，结构优化，防渗

0 引言

当前，沿海城市为了提高沿海滩地的综合利用效益，往往考虑在一线大堤后联合开发集湿地旅游、海滨浴场、休闲娱乐等为一体的旅游目的地。在此情况下，如果将一线大堤单纯的防护功能与旅游项目的使用功能有效结合起来进行考虑，对大堤结构进行加强，适当增加抗渗措施，将大大提高大堤的结构安全富裕度，给施工安全和加快进度创造十分有利的条件，同时满足了堤内滩地建设海滨浴场等设施的安全使用要求，避免了围内滩地二次施工对保滩大堤造成的影响和额外投资，具有良好的经济效益和社会效益。

上海市金山区城市沙滩以西保滩工程成功地实施了这一意图，为金山区的发展提供了新的增长空间，对其他类似城市沿海保滩圈围工程具有一定的借鉴意义。

1 工程概况

金山区城市沙滩以西保滩工程是针对上海石化总厂海塘和金山区城市沙滩海塘之间凹入地区所采取的保护措施，不仅提高了一线大堤设防标准，同时可以保护一线大堤堤前滩面不受波浪淘刷，将来可以在围内形成稳定安全的海滨浴场。该工程为金山区政府2013年度重点工程。

本工程位于上海市金山区城市沙滩西侧堤与上海石化总厂海塘之间，南临杭州湾；新建保滩坝1 670.66 m；工程总投资约1.46亿元。保滩坝原设计坝体断面采用了半透水的结构，即高程4.0 m以下为相对不透水的充砂管袋，4.0 m以上为允许透水的过滤层结构；坝型为单棱体结构，坝顶标高为5.5 m，坝顶宽度5.0 m，顺坝内、外坡比皆为1∶2.5；使用聚丙烯编织袋充砂填筑堤身，堤身最宽处为55 m；外坡结构从堤身向外海依次为袋装砂垫层10 cm、防渗土工布、袋装碎石垫层15 cm，50 cm厚灌砌块石护坡；内坡结构与外坡结构类似，但灌砌块石厚度为40 cm；堤顶为25 cm厚混凝土道路；外坡放置3 t扭王块体。

当保滩坝的充砂管袋结构坝顶高程施工至5.2 m～5.5 m时，考虑到施工期的安全、工程进度以及兼顾将来城市沙滩西侧海滨浴场的开发建设等因素，经过综合分析利弊，最终决定对保滩坝结构采取一定的优化措施，从而增加施工期结构安全度，并通过加强结构抗渗措施，为将来海滨浴场建设创造条件。优化措施在施工期一并得到实施。

该工程于2013年11月开工建设，于2014年9月完工，目前运行良好，完全达到了建设预期目标。

2 保滩坝结构优化方案

如图1所示,虚线部分为坝体原设计断面，实线部分加阴影处为采取的优化措施。与原设计相比，本工程采取了“加宽内平台、变单棱体为双棱体结构、设置高压喷射灌浆防渗墙”等三项主要措施的坝体结构优化方案。

3 坝体优化方案要点及施工注意事项

3.1 加宽内平台措施

经过新工况条件下坝体稳定安全复核，确定增加平台宽度，即将内侧3.0 m高程平台由宽3.0 m改成宽15.0 m，并增加一道平台格埂，同时取消堤顶滤水层，改为充砂管袋坝体。该措施的实施主要有以下优点:

1)有效地延长了渗径，提高了坝体抗渗安全度。2)坝体满足成为海滨浴场围水大堤新工况条件下的使用功能。3)可以节省工期，确保施工期安全。

本工程工期要求很紧张，当保滩坝已经施工至高程5.2 m～5.5 m时，内坡面结构开始实施。如围内干地作业，则可以连续施工，缩短工期。但此时外海侧需抵抗5.5 m左右的高潮位，造成内外水位差比原设计更大，必须采取一定的结构加强措施。假如不进行干地作业，则由于赶潮施工，工期将受到影响。采取加宽内平台措施后，有效地解决了该难题，实施了干地作业，确保了施工的安全并缩短了工期。

3.2 变单棱体为双棱体结构措施

在原设计单棱断面基础上，内侧增加辅坝，辅坝顶宽1.5 m，顶面高程3.0 m，内外侧坡度比分别为1∶2.5和1∶1.1，主辅坝中心距23.25 m；辅坝结构与主坝基本相同，两坝间直接吹填砂，主辅坝有效结合形成了双棱结构坝体[1]。实施该措施，具有以下几方面显著优势：

1)辅坝可直接作为海滨浴场防护坝，避免了二次施工对保滩大堤造成损害风险，减小了工程综合投资。

2)主辅坝间用砂直接充填，比整体用充砂管袋施工简便，降低工程成本。

3)主辅坝间形成了“缓冲带”，减小内外海侧的作用力在主辅坝间的直接传导，同时切断了直线渗漏通道，有效地降低了渗漏对大坝稳定安全的破坏几率。

3.3 设置高压喷射灌浆防渗墙措施

在主坝顶内侧沿大坝纵向设置高压喷射灌浆防渗墙措施；在堤顶路面钻孔注入混凝土浆液，钻孔孔距1.5 m(包括旋喷和摆喷)，墙底高程至-3.8 m，高压喷射墙体有效厚度0.2 m，渗透系数k=1×10-6cm/s，深度插入滩面以下的粘土泥面下2.0 m～4.0 m。

该防渗墙的运用具有以下优点：

1)弥补了大坝半透水结构的某些劣势，大大提高了坝身整体抗渗能力，对于维护海滨浴场正常使用起到了至关重要的作用。

2)高压喷射灌浆以其优良的施工效果，较低的经济成本在水利工程的防渗处理中已得到广泛应用[2]；该技术对施工场地要求不高，不需对地层进行开挖，抗渗效果好，适应地基能力强，处理深度较大。

3)考虑本工程大堤内外侧承受双向水头，适宜采用垂直防渗。垂直防渗常见的方法有高压喷射灌浆、抓斗薄壁防渗墙、振动沉模防渗板墙和深层搅拌桩；综合比较，同时借鉴已使用多年的城市沙滩大堤经验，采用高压喷射灌浆防渗墙最适合本工程[3]。

3.4 施工注意事项

为了顺利地实施坝体优化方案，根据围海筑堤工程受海潮、地形等特殊环境因素影响，施工期要注意以下主要事项：

1)要结合当地气候、地形等条件，慎重选择合龙位置和时间，要制定合龙专项施工方案；在合龙后，要密切关注潮位和大堤尤其是龙口部位的安全，保证内平台加宽的安全顺利实施。

2)辅堤和内平台加宽施工，关系到主堤的防渗安全和将来海滨浴场的稳定运行，必须在保证其安全质量的前提下再考虑加快施工进度等问题。

3)施工前要先采用围井进行试验段的施工，认真确定高压喷射灌浆的各种技术参数，严格控制防渗墙施工质量。

4 结语

保滩工程实施结构优化方案后，满足了新的工况条件下保滩坝的渗透稳定，有利于工程安全，并且加快了内坡护面的施工进度，同时为将来海滨浴场的开发建设打下很好的基础，整体上大大提高了保滩大堤的安全富裕度。

[1] 王 辉，郭 勇，侯 萌.高压喷射防渗帷幕在“围堤型水库”中应用的思考[J].上海水务，2007(2):24-26.

[2] 王永庆，阮龙飞.高压喷射灌浆在聚丙烯编织袋充填坝防渗中的运用[J].中国水运，2010(10):159-162.

[3] 阮龙飞.上海市金山城市沙滩水库堤坝防渗设计[A].第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C].2008：700-705.

Briefly analysis of several structure optimization measures on the West City Beach protection

Wang Zhaofei

(WaterConservationConstructionEngineeringSafetyandQualitySupervisionManagementStationinJinshanDistrictofShanghaiCity,Shanghai201500,China)

Combining with the survey of the beach protection projects in the west of the urban beach in Jinshan District, the paper introduces some structural optimal measures during the construction period, briefly analyzes the advantages of measures including the widening inner platform, replacement of single-edge structure with the double-edge one, and the anti-leakage walls of high-pressure jet grouting, so as to provide some reference for the comprehensive benefits of beach protection projects.

beach protection project, structural optimization, anti-leakage

2015-08-23

王兆飞(1988- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)31-0204-02

TV512

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