江南海涂围垦工程堵口施工技术分析

梁金池

(福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000)

1　工程概况

苍南县江南海涂围垦工程位于苍南县东海岸、鳌江河口南岸，东濒东海，南接琵琶山、舥艚港，西依江南平原。工程由北堤、顺堤、舥艚堤、施工便道、北闸、琵琶闸组成，与东塘标准堤形成2个子围区，围区总面积2907 hm2。自北而南子围区面积分别为1260 hm2、1647 hm2。本工程为Ⅲ等工程，北堤、顺堤、舥艚堤及沿线水闸建筑物级别为3级。水闸施工围堰和施工便道属临时性建筑物，为5级建筑物。北堤位于工程的北端、鳌江入海口南侧，海堤总长3700.33 m，靠近东塘一侧涂面高程较高，靠近顺堤一侧涂面较低，涂面高程从2～-2 m。顺堤位于工程的东端，海堤总长5879.79 m，涂面高程基本一致，多为-2 m。堤线走向基本平行于东塘，顺堤南端与琵琶山相连。舥艚堤位于工程南端，海堤总长3521.12 m，同北堤一样，靠近东塘一侧涂面高程较高，靠近顺堤一侧涂面较低，涂面高程从2.5～-0.6 m。

2　施工的特点和难点

(1)堵口合龙施工具有用时短、工程量大的特点，使得施工强度非常大，在此情况下，施工时就必须调用大量的机械设备和人力，所以容易引发车辆堵塞和其他安全问题。

(2)在堵口前做足施工准备工作，包括准备足够的原材料和对机械设备性能的调试等；在堵口的过程中应密切注视内外水位的落差和水的流量与流速。

(3)在堵口合龙后，须加快堵口段和非堵口段中的土方薄弱区域的强度施工，并加强对堵口段和闭气土方欠缺段堤身的检测工作，若发现有沉降或位移现象，则应采取有效措施进行补救，确保工程的安全性。

(4)在堵口合龙围区形成之后，海堤与水闸工程应迅速进行施工，特别是在台汛期之前，必须保证全线石坝的顶面高程≥6 m，闭气土方顶高程≥4 m。

(5)在堵口合龙之后而台汛来临之前，应保证闭气土方的高程和具有足够的凝固时间，从而在保障土方稳定性的基础上提高闭气效果。

(6)在堵口的合龙期和台汛期必需落实抢险组织工作和物资准备工作，特别是台汛期，因为潮位高和台风袭击力度强，容易导致堤坝的溃口，为了避免损失扩大和次生险情的发生，应制定周密且具有可行性的应急预案，建立应急响应机制。

3　施工技术分析

3.1　龙口的设置

该工程总共设置了两处龙口，其中龙口A的设计宽度为800 m，龙口B的设计宽度为1000 m。龙口段的涂面高程在-2.0～-0.5 m之间，龙口的表层和两侧全部采用单体重量≥140 kg的大石块进行保护。

3.2　堵口前准备工作

3.2.1在料场备足各种施工用料

龙口封堵之前，应在料场准备足量的各种施工用料，为了有效避免高速水流的冲刷，确保封堵工作能够顺利完成，在备料过程中应尽量增加大块石的储备。应按照堵口的截流断面设计和实际的地形测算来确定各类用料的储备量，由于在施工过程中一般会出现沉降和石料被冲走的问题，实际的备料量必须达到计算量的1.5倍以上。

3.2.2制定设备投入计划

应按照龙口合龙的施工进度要求制定设备的投入计划，同时配备足够的人员保证施工的顺利开展。并在合龙之前做好设备的检修和保养工作，确保每一台设备处于最佳的备战状态。

3.2.3组建合龙管理机构

指挥部应按照专家和设计的标准要求，召集设计、施工和监理单位制定合龙方案。在项目部中，由施工调度员、技术员和安全管理员等组成合龙施工管理领导小组，领导小组在对堵口技术方案进行全面交底的基础上，督促各项施工准备工作的就绪。在龙口合龙的过程中，项目部的全部管理人员及施工人员必须保持一级待命状态，并随时准备执行指挥部的指令，以此确保龙口封堵的顺利实现。

3.3　堵口截流的重点

3.3.1正确选择堵口时机

应按照工程的总进度和当地的水文潮汐条件确定堵口的时间，一年中最佳的堵口截流时间应该是台汛过后的12月份[1]。这是由于在12月份实现截流之后能够给后续的围堤加高加固工作争取更多的时间，从而保证了工程在台汛来临之前全面竣工。在堵口工程实施之前还必须具备以下条件：

水闸的主体工程已经竣工，并已经具备使用性能；非龙口段的海堤高程已经达到设计标准：即石方堤坝高程为6.0 m，土方高程达到5.5 m，其他断面满足设计要求；堵口技术方案已获得上级主管部门的审核批准；堵口的石方备料和机械设备等都具备施工的标准要求，堵口技术方案已经进行了全面传达，准备工作全部就绪；大潮汛期刚过去。

3.3.2堵口的流程与方法

在启动堵口流程之前，由于2 m以下的石方断面施工已经完成，因此堵口程序可按照水力计算结果开展，以下根据实际堵口的步骤进行逐条讨论：

(1)将底篮高程抬高3 m，龙口宽度维持不变。利用10 t自卸汽车从两侧同时抛料，并用T120型推土机进行平整。施工强度若抛料宽度按照24 m计算，则总共需要的石料量为4800 m3。可施工的时间若按照非汛期5 a一遇的潮型统计，则每天应该施工的时间为20 h，除去机械提前避潮因素后，每天实际能够利用的时间只有18 h。每小时的施工强度若按照自卸车每次抛填4个工作面、每个工作面用时8 min计算，则每小时需要完成150 m3的施工任务，总共需要的施工时间约为31 h。龙口位置水的流速和石料选择按照水力计算的结果，当前龙口的最大水流已经从以前的3.04 m3/s降至1.88 m3/s，因此应选择≥70 kg的石料。

(2)在4 m高程立抛束窄龙口到100 m。施工机械和方法与以上较为相似。工程量若抛填宽度按照20 m计算，则总共需要石方量为3000 m3。每天实际能够利用的施工时间为18 h，每小时的施工强度若按照自卸车每车抛填4个工作面、每个工作面用时10 min 计算，则每小时的施工强度为120 m3，共需施工时间为25 h。龙口流速和石料的选择按照水力计算结果，龙口的最大流速为1.88 m3/s，在此情况下，应选择单块重量≥40 kg的混合石料进行施工。

(3)进行立抛截流。所使用的施工机械和施工方法与以上相同。若抛石宽度按照6 m计算，则共需要的石方量为600 m3。可施工时间与以上相同，即每天实际利用时间按18 h计算，每小时的施工强度若按照自卸车每车抛填4个工作面、每个工作面耗时12 min计算，则每小时的施工量为50 m3，共需的施工时间为12 h[2]。

通过以上三步的分析发现，龙口的石坝部分可在3 d左右时间实现合龙。

(4)进行土方闭气施工。该施工是利用专用筑堤设备，从内侧取土分层填筑。为了达到最佳的闭气效果，在土方闭气施工之前，须将原龙口的护底块石采用反铲挖掘机全部清理干净。详细如图1所示。

图1　堵口流程

堵口施工通常包含以下4个部分：即龙口段的底篮抬高施工、龙口束窄施工、堵口合龙施工和合龙后的加宽加高施工。

3.4　龙口土方的闭气施工

(1)进行龙口的闭气：当石方堵口合拢之后，应立即进行土方的闭气施工。首先应在抛石体内侧采用袋装土进行封堵，即进行小断面闭气。

(2)对龙口进行加高加宽：在小断面闭气基本结束后，应立即利用活塞式淤泥输送泵筑堤设备进行龙口的加高加宽。土方闭气施工中，应集中全部的土方设备全力进行施工，最大限度的缩短施工时间[3]。

3.5　龙口安全度汛的保障措施

(1)底部的保护措施。底篮的底层铺设4 t/m的精编土工布，土工布上面铺垫50 cm厚的碎石，再上层抛投厚度为1 m的大石块，要求单块石块的重量≥150 kg；在底篮的两侧需要制作合金网兜石笼充当底脚，而外围则抛投单块重量≥150 kg的大块石作为防冲平台，抛投宽度应向底篮两侧各延伸36 m。

(2)在堤头保护过程中，利用合金网兜石笼充当底脚，用单块重量≥150 kg的大石块进行干砌护面[1]。

(3)为了预防超标准汛情对堤头带来破坏，应在堤头两侧准备充足的石料等防汛应急物资。

4　结　论

在进行围垦工程施工过程中，堵口施工是最为困难、施工最为复杂的一个施工环节，堵口合龙效果会直接影响围海工程的进度和施工质量。文章以实际工程为例，对围垦工程堵口施工技术进行了分析，该工程使用大龙口形式进行施工，使用编织布进行护底，将水流速度保持在1.87 m3/s，最大流速不超过3.05 m3/s，堵口使用大块石立抛截流，取得了良好的截流效果。

参考文献：

[1]张莎.浙江沿海地区深水软基围垦工程施工方法与实践[J].浙江水利水电专科学校学报，2007(1)：34-36.

[2]王振奥.围海堵口工程水力条件研究[D].天津：天津大学，2010.

[3]莫庆华.水坝堤防防堵口的施工技术[J].大众科技，2011，7(3)：90-91.