舟山市某围垦工程海堤龙口段滑移的处理设计

冯 闪，颜君来

(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

1 工程概况

工程位于舟山市六横岛，新建海堤总长6.5km，围垦面积22500亩，为Ⅲ等工程，防潮标准50年一遇。围区开发用作城建、工业、港口用地。主要建筑物有海堤、挡潮排涝闸、通航孔及围区配套设施等。工程于2012年4月正式开工。工程总布置如图1所示。

1.1 设计潮位

工程区多年平均潮位0.24m，多年平均高潮位1.55m，多年平均低潮位-1.00m，大潮多年平均高潮位2.17m，大潮多年平均低潮位-1.65m。50年/10年一遇设计高潮位3.83m/3.23m， 50年/10年一遇设计低潮位-2.54m/-2.40m。

1.2 波浪

郭巨堤堤前波浪要素见表1。

表1 堤前设计波要素(P=2%)

1.3 工程地质

沿线地基土体自上而下可分为如下地层：Ⅰ0层淤泥、Ⅰ1层淤泥质土、Ⅱ1层粉质黏土、Ⅱ2层黏土、Ⅱ3层黏质粉土、Ⅲ2层粉质黏土、Ⅲ3层淤泥质黏土等。地基土指标见表2。

表2 地基土层物理力学指标值表

1.4 原设计龙口介绍

郭巨堤堤顶高程5.4m，防浪墙顶高程6.4m，海堤基础采用塑料排水插板法处理，迎潮面采用复合式断面结构，背水坡采用淤泥土闭气防渗。工程龙口布置在郭巨堤桩号郭0+900m—郭1+600m，涂面高程-6.0m左右。龙口宽度700m，底槛高程0.0m。龙口处的最大涨落潮流速为4.2m/s。原龙口段永久海堤设计断面如图2所示。

1.5 其它情况说明

围区北面有近5000亩(填充区域)的养殖塘，如图1所示。围垦初期，由郭巨山水闸纳潮至临时河道，再供围区内陆养殖进水。养殖排水经临时河道排水闸A、B、C排入围区，再经外青山水闸排出。

图1 工程总布置图

2 龙口段滑移

2.1 滑移事件

2017年9月7日下午龙口段桩号郭1+500m—郭1+350m外海侧出现滑移事件，截流堤顶高程2.5m，塌陷深度约3.00m。镇压层向外海移3.00m左右。

图2 原龙口段海堤标准断面图

2.2 原因分析

2.2.1地基排水插板固结效果大大降低

原设计龙口底槛高程0.0m，底宽700m，布置在海堤桩号郭0+900m—郭1+600m，后为满足施工期间围区内渔船能正常进出，将龙口段调整为“前期龙口实施高程为-3.0m，后期按原设计龙口实施至高程0.0m并进行保护，要求龙口堵口前的至少6个月须将龙口高程由-3.00m抬高至高程0.00m，形成原设计龙口，以满足龙口段堤身安全稳定要求。”

在工程实施过程中，为减少后期围区陆域形成开发成本，在2015年8月—2017年3月期间，围区持续接纳宁波地铁开挖弃土，累计约1250万m3，用于围区回填(围区平均涂面-5.5m左右)。考虑运泥船舶吃水要求，围区龙口底槛高程并未抬高。

根据2017年3月的龙口段地形测量，龙口段涂面高程基本同原始地形(-6.0m左右)，考虑龙口冲刷、沉降(前期龙口底槛高程低，大块石保护相对难度大)等因素，初步判断龙口段水平碎石排水系统有所破坏(抛泥船进出围区曾发生200kN土工布被螺旋桨卷起的现象)。另外，龙口段堤身抛石压载几乎没有，导致地基土排水插板固结效果大大降低。

2.2.2加载速率过快，间歇时间不足。

根据施工过程记录，自2017年3月底开始实施龙口段抛石施工，至6月底，龙口段抛填至高程2.0～3.0m，加载速率过快(3个月加载厚度8.0～9.0m)，间歇时间不足。原位监测数据也未及时指导施工。

3 处理措施

3.1 处理原则

考虑地基排水固结效果(水平排水碎石垫层破坏、堤身抛石堆载预压几乎没有)大大降低、工程进度要求，按照地基土快剪强度指标对龙口段海堤断面进行调整。分三阶段实施：

第一阶段(堵口合龙)：确保龙口合龙，截流堤堵口后，断面稳定；减少堵口前现阶段施工方量及施工强度。

第二阶段(安全度汛)：堵口合龙后，海堤按照安全度汛和稳定要求先行实施；对合龙后外海侧断面进行二次抛填，并对主堤进行加高，满足度汛要求。

第三阶段(永久海堤)：抓紧开展龙口段地质补勘工作，根据补勘成果完善永久断面设计。

3.2 断面结构调整

按照安全度汛要求，标准采用10年一遇设计高潮位3.23m，堤顶石坝实施至高程4.0m，土方实施至高程3.5m。按照上述原则进行计算，堵口截流堤调整断面如图3所示、海堤度汛断面如图4所示。

(1)海堤度汛断面：①海堤外侧镇压平台抬高、加长，高程由-1.0m抬高至0.2m，宽度由11.0m拓宽至26.2m；②二级平台高程-4.0m抬高至-3.0m，宽度由10.0m拓宽至14.0m；增设三级平台，高程-5.50m，宽度10.0m。

(2)堵口截流堤断面调整：①堵口断面向外海侧平移6.0米，确保堵口截流向围区侧滑动稳定；②堵口截流前，海堤外海侧二级平台可抛填至高程-4.0m，其下以1∶4的坡度至涂面，即图3阴影部分暂不实施。减少堵口前施工方量和强度，确保堵口顺利。

图3 堵口截流(合龙)堤调整断面图

图4 海堤度汛断面图

3.3 施工要求

①实际施工需特别重视工程安全，按照进度要求，精密组织、科学合理地安排施工进度及强度；②堵口前需确保龙口段高程0.2m以下按照调整的截流堤断面实施完成，并进行断面测量验收；③施工过程需特别加强原位监测，除按照原施工图布置观测设施外，需增加2～3个原位监测断面，每个断面布置3个沉降观测点。原位监测数据及时指导施工。

4 结语

结合本工程实践，对软土地基海堤龙口的设计、施工总结如下：①龙口布置(宽度、底槛高程等)除按常规水力计算外，还需结合工程实情(通航等)综合考虑确定。② 龙口一旦形成，必须做好追踪监测等工作，及时掌握龙口断面、涂面冲刷等变化情况，便于及时采取对策，确保顺利堵口；③龙口合龙是一项系统工程，堵口前应统筹合理安排(时间、备料、进度及施工强度)。④对于软土地基，一旦发生堤身滑移，应立即停止加荷，并及时对该堤段进行地质补勘，然后进行稳定计算及调整。必要时可适当延缓工期，以确保工程安全。