臺州市路橋區黃礁涂圍墾工程施工實踐探討

樓孟華

(浙江省第一水電建設集團有限公司 杭州 310051)

1 工程概況

黃礁涂圍墾面積約為10224畝,主要由海堤、水閘及圍區配套工程組成。海堤采用100年一遇設計高潮位加100年一遇設計波浪,允許部分越浪;水閘:防潮標準采用100年一遇設計,排澇標準采用20年一遇24h暴雨24h排出。

(1)工程區為低山丘陵、島嶼和濱海平原,島嶼高程一般在150m以下,海灣灘涂坡度平緩,涂面穩定,其高程一般0～-3.5m之間,屬典型的濱海平原地貌。山坡覆蓋層主要為第四系全新統坡殘積 (dl-elQ4)粉質粘土夾碎石。灘涂覆蓋層為第四系全新統海積 (mQ4)淤泥與淤泥質土、坡洪積 (dl-plQ4)含砂、粉質粘土碎塊石及第四系上更新統沖湖積 (al-lQ3)粘土等。

(2)設計流域地處東南沿海,氣候溫和,雨量充沛,屬亞熱帶季風氣候區,全年季節變化明顯,降水量年內分配不均。黃礁涂所在地20年一遇高潮位4.56m,低潮位-3.35m,高潮多年平均潮位1.99m,低潮多年平均潮位-1.56m。

2 施工部署

2.1 工程難點

本工程的特點是施工工程量大,圍墾工程主要由海堤、水閘及圍區配套工程組成,部分分項工程需水上作業,且施工受加荷速率及潮汛影響,因此短時間內施工強度較大,施工時必須充分發揮機械化作業的優勢,才能保質保量地完成施工任務。

2.2 施工方案

根據本工程的施工特點、自然條件、工期要求等情況,工程施工原則上采取平行與流水作業相結合的方法。將本工程劃分成三個工區:1#工區負責大港灣海堤,石料取自子云山石料場;2#工區道士冠排水閘的施工,基坑開挖出石料利用填筑于大港灣海堤;3#工區負責白果山海堤的施工,石料取自白果山石料場。海堤施工工區按先下后上,先深后淺進行交叉作業。同時根據實際情況,堤基處理與拋石填筑分成水上及陸上兩部分。

根據本工程的施工特點、自然條件、工期要求等情況,海堤工程施工原則上采取平行與流水作業相結合,水上施工與陸上施工相結合的施工方法。其主要施工方案為:

(1)基礎處理土工布在施工營地的土工布拼接場進行拼寬,根據施工部位退潮露灘情況采取船鋪或陸上人工鋪設,水下鋪布由專用水上鋪布船根據GPS定位進行鋪設,陸上鋪布采用人工候潮鋪設。

(2)對于不露灘的大港灣海堤段排水碎石墊層采用帶有定位系統的自航平板駁拋填;而對于不露灘部分塑料排水板采用專用插板船候潮GPS水下定位施打塑料排水板,其余則采用軌道式專用插板機候潮施工。

(3)海堤迎潮面灌砌塊石擋墻、灌砌石護面在堤身拋石沉降穩定、并結合觀測資料具體分析后進行施工。外坡理砌塊石施工,采用反鏟挖機在退潮時按設計斷面進行理坡。

3 基礎處理工程施工技術

本工程海堤堤身基礎處理采用塑料排水板、土工布加碎石墊層的復合加固法,并結合壓載的處理方法。其中堤基塑料排水板打設間距1.4m,正方型排列,插入涂面以下深度白果山海堤為4～22m,大港灣海堤為 15～29m,排水板插打共計1702530m;另 30kN/m 有 紡 土 工 布 鋪 設155093m2,120kN/m高強有紡土工布鋪設228247m2,排水碎石墊層拋填130212m3。為了減小沖刷,土工布鋪設和碎石墊層的施工間隔時間不能太長,應及時覆蓋壓實。

3.1 基礎處理工程施工流程

本圍墾采用塑料排水板法進行基礎處理施工的工序流程如下:施工測量放樣→30kN/m有紡土工布鋪設→碎石墊層拋填→塑料排水板插設→上層120kN/m高強有紡土工布鋪設。

3.2 土工布鋪設施工技術要點

本工程白果山海堤灘地高程較高,可采用人工在退潮時直接將30kN/m有紡土工布鋪設于灘涂面上,用竹樁穿麻繩插入涂泥中分段壓牢,而大港灣海堤涂面高程較低,退潮時基本不露灘,則采用專用的土工布鋪設船進行水下GPS定位鋪設,同時鋪設船上自備挖掘機拋碎石壓沉排布,做到隨鋪隨壓。鋪設質量的關鍵是定位后的壓沉,土工布到位后不再位移及飄浮。為了更好控制好土工布鋪設質量,還應注意以下要點。

(1)土工布鋪設前,灘面應加以平整,鋪設基面上的雜物應清除干凈。布的徑向 (或縱向)必須垂直堤壩軸線鋪設,徑向有紡土工布鋪設寬度比碎石墊層設計寬度兩側延伸1m,平行堤壩軸線方向土工布嚴禁搭接。

(2)土工布鋪設時,由船上檢測系統實時反映出土工布鋪設軌跡,發現偏差,立即進行調整。并打印土工布鋪設軌跡圖,作為原始資料存檔。

(3)土工布材料質量應鋪設平順,松緊適度,并與基面密貼;不出現扭曲和折疊,徑向不搭接;對鋪設過程中有損壞處,應修補或更換。

3.3 排水碎石墊層施工技術

本工程碎石墊層直接鋪設在基底30kN/m土工布上,主要為排水插板提供生產和施工條件,碎石墊層設計寬度基本同排水板處理寬度,由于部分灘地小潮時無法露灘,同時考慮到施工工期要求,碎石墊層采取水上船拋及陸上車拋兩部分方式施工。本工程碎石墊層采取如下質量控制措施。

(1)嚴格控制原材料的質量,對不符合設計要求的材料不得使用。

(2)加強拋填區的測量工作,當各區段碎石墊層數量達到設計要求后進行下一道工序施工。

(3)結合海上拋填的施工經驗,拋填時采用船只行駛頂流、偏角的方法,以達到拋填料拋填均勻。盡快排水插板及第一層拋石覆蓋,防止沖刷。

3.4 塑料排水板施工

本工程海堤基礎處理塑料排水板采用槽型土工聚合物排水帶,寬10cm,型號為C型。排水板采用正方型布置,間距1.4m。排水板插入涂面以下深度白果山海堤為4～22m,大港灣海堤為15～29m,其中大港灣海堤部分堤段 (樁號為 D1+360)插板需插入至巖基。對于白果山海堤堤基排水板施工則利用退潮露灘時間,在已填筑好的碎石墊層上鋪設枕木軌道插板機作業;對于基本不露灘的大港灣海堤堤段,排水板采用專用插板船水下GPS定位候潮進行施打。塑料排水板的施工對于本圍墾基礎工程來說相當重要,采取以下施工技術。

(1)根據排水板施工區段及水域的風流、水流條件合理地確定拋錨系纜。錨纜系統必須穩定可靠,使用方便,并隨時根據水位變化調整錨纜長度。

(2)插板機插板時應準確定位,在轉盤和打設過程中避免損壞,防止淤泥進入板芯堵塞輸水通道,影響排水效果。

(3)打入地基的塑料排水板應為整板,如確需接長,每根帶只允許有一個接頭,接長帶的使用量不得超過總打設根數的10%,且應分散使用。

(4)插設應垂直,并應達到設計深度,并采取防止發生回帶的措施,若回帶500mm以上應補打。發生回帶的根數不超過總根數的5%。

(5)嚴格控制間距和深度,一般排水板間距允許偏差為±100mm,正誤差不得連續出現,抽查量不應少于2%;垂直度偏差不應大于1.5%;并應隨機抽取一定數量的孔數校核排水板插設深度。

4 堤身拋石填筑施工

根據本工程的施工條件,堤身拋石采用陸拋。堤身拋石采用天然混合級配石料,拋填層兼作施工路面,利用拋填車輛碾壓密實,堤頂按設計要求預留沉降超高。根據設計及潮水位情況,海堤堤身拋石采用5t自卸汽車裝石料進行立拋進占,堤身拋填施工應薄層輪加,均衡上升,同時做好堤身沉降觀測工作。拋石填筑的基本原則是:先深后淺,先點后線,薄層輪加,均衡上升。

拋填過程施工加載按設計加載曲線進行,每層加載間隔時間根據設計要求的橫堤加荷曲線圖進行控制,施工過程中根據原位觀測資料作適當調整,以確保施工期安全。拋填根據設計加載曲線分層進行,每層厚度控制在70～150cm左右 (第一層可適量加厚,每層間歇期不少于30～60d,4.5m高程以上部分拋石厚度不得大于70cm。

5 堤身閉氣土施工

本工程海堤堤身閉氣土方位于堤身內側,堤身拋石與內側子堤之間,共計約79.56萬m3。施工時,土方按石方領先,土方緊跟的原則施工。取土區取土時應從遠到近。閉氣土施工,平均潮位以下閉氣土方采用船拋,用抓斗挖泥船挖泥、液壓對開駁運輸拋填。平均高潮位以上閉氣土方采用絎架筑堤。

筑壩土料分層填筑,分層厚度不大于 50cm,沿堤軸線往返進行,采用梅花型投料,這樣有利于土料脫水,加快自然固結速度,相應降低堤身荷載。在填筑面表層沿海塘軸線每隔20m橫向開挖排水溝進行排水。土方閉氣過程需按照加載曲線進行,按 “薄層輪加,均衡上升”的原則分層梯級推進,保持與石壩平行,進度稍微滯后,高程略低。

在總加荷分級的前提下,每級按30～50cm左右厚度的薄層分層填筑,薄層填筑時間間隔以前一層可以上人為原則。施工中要防止填筑面土體龜裂,當層面曝露時間過長時,應適當灑水濕潤。填筑施工中除沉降、位移觀測外,還必須分層分段取樣進行容重試驗,當含水量比較大時,應適當增加間歇時間。

6 結語

本文針對黃礁涂圍墾工程施工實踐,提出海堤堤身基礎處理、堤身拋石填筑、堤身閉氣土等施工方法,同時提出相關的施工技術要點。工程實踐表明,本圍墾工程所采取的施工技術能使該工程能做到一次性合攏截流成功,這些施工措施可為同類工程提供參考。

1 陳華愛.福清過橋山圍墾工程施工介紹[J].水利科技,2009,21(11):21～22

2 朱先根.灘涂圍墾施工的思考 [J].科技資訊,2008,30(02):13～15

3 陳彬.綠波圍墾施工技術問題的處理[J].上海水利,2006,32(12):35～37