復雜河道下龍口合攏技術

黃宗清

摘 要：龍口合攏是圍堤工程的關鍵，龍口合攏的成敗對圍海工程的進度、投資和質量有著很大影響。本文針對沿海淤泥質海岸且河道復雜地區，采用拋石結合土工模袋充砂的龍口合攏工藝，降低了合攏風險，取得了較好的經濟與社會效益。

關鍵詞：龍口 合攏 拋石 土工模袋

1.引言

傳統的龍口合攏方法主要有直接拋石合攏和土工模袋充砂合攏兩種方法。本工程采用拋石結合土工模袋充砂堵口合攏技術，首先在龍口堤軸外側利用拋石墻截流后再進行堤內側吹填袋裝砂棱體及閉氣土方，最后形成整個堤身斷面，取得了成功。該工藝可以運用于水流條件下的龍口封堵。

2.工程概況

本工程位于江蘇省南通市濱海園區東側黃海灘地，小廟洪水道末端，河道錯綜復雜。工程位置歷史高潮位4.48m（國家85基準，下同），歷史低潮位-3.6m，平均高潮位1.91m，平均低潮位-1.82m，平均潮差3.73m，灘地土質為粉沙土，抗沖刷能力極弱，極易被潮水沖刷，加上本工程施工區域聯通內陸河道，因此在圍堤施工中防水流沖刷是工程的重點。

3.龍口平面布置及結構

原則上龍口的寬度應盡可能窄些，減少截流的延續時間，但以不引起龍口及其下游河床的沖刷為限。根據當地經驗結合水力計算，控制龍口最大流速3.5m/s，確定龍口保護期寬度為180m，合攏期寬度為60～80m，龍口兩側設泥庫。為確保合攏前龍口底部不被沖刷，龍口底部采用砂肋軟體排+拋石進行防護。龍口結構原設計采用大型充砂袋結構堤芯充填優質閉氣土方，內側邊坡為1∶2.5，外側邊坡為1∶3，外側采用灌砌塊石護面，堤腳采用200～300kg塊石護腳。根據施工現場情況因地制宜，本工程龍口合攏段創新式的采用外棱體拋石結構，經水力驗算，穩定性達到設計要求。

4.施工重點難點分析及應對措施

本工程施工區河道錯綜復雜，且鄰近外海，受風浪及海流影響較大；施工區交通不便，水電供應困難，工況惡劣；龍口底部以淤泥質粉砂為主，穩定性差；施工區潮差較大，大潮汛最大潮差5m，龍口每天需經歷兩次漲落潮，受沖刷嚴重。因此龍口合攏堤身的穩定性以及龍口合攏時的防沖刷為本工程面臨的主要難點，對此，采取以下措施：

4.1施工組織措施

科學組織，合理安排施工活動。確定施工方案，根據總工程量和工期合理劃分施工區和安排施工工作面，形成流水施工。主動改善施工條件，形成有利施工環境，克服風浪及海流的影響，先期進行拋石連續墻，形成擋浪屏障，有利于內側土方施工。進場材料克服陸運不便的困難，組織水上運輸進入施工區。

4.2堤頭砂袋與拋石結合部位的防護措施

砂袋與拋石結合不穩易發生滑移及砂袋破裂問題，在砂袋外側包裹一層軟體排排布，對砂袋有效保護，砂袋施工完成后在砂袋外側及時做好護腳，增加堤身的穩定性。同時加強對堤身的沉降位移觀測，加強監測周圍水深的變化。

4.3防滲、防沖刷的措施

為了保證堤身穩定，必須進行防滲措施，拋石墻截流之后平潮位時立即組織船舶和人員對拋石墻兩側覆蓋一層軟體排排布，排體底部延伸3米并用袋裝碎石壓載，從內側底部鋪設橫穿拋石頂面并延伸至外側底部。

龍口合攏隨著龍口寬度的縮小，水流會不斷增大，對龍口頭部砂袋造成嚴重沖刷。采取抗拉強度更好的260g/㎡機織布袋代替200g/㎡的編織布袋，起到抵御潮流沖刷的作用。龍口保護期底部先鋪設軟體排，延伸至龍口范圍外100m，加大護底寬度，并及時跟進拋石壓排。在龍口合攏前采取充填大砂袋壓穩護底，以防縮窄后水流流速增大掀起軟體排。

4.4合攏時間與方式

合攏時間的選擇不僅關系到合攏難度的大小，而且影響整個工程的施工部署。合攏施工必須一氣呵成，在一個小潮汛內將合攏寬度收縮到60～80m，最終的合攏寬度選擇在50m作業，龍口合攏一氣呵成。封堵龍口時間選擇在11月至1月份枯水期，但要注意寒潮的影響，各龍口最終合攏選擇風浪較小的低平潮時間，有效作業時間約5小時。

5.龍口合攏施工工藝

5.1合攏施工條件

首先，堤身全線已達到設計高程，龍口已經護底，滿足合攏后防滲穩定要求。其次，合攏土工材料及砂石料已備足需用量的2.0倍左右，所使用的設備良好，滿足施工要求。再次，合攏的設備、材料和人員必須安排到位。最后，合攏期間選在天文最低潮、合攏時的各種應急措施已落實。

5.2施工流程

測量定位→龍口護底→龍口縮窄→外棱體拋石墻截流→內棱體袋裝砂合攏→閉氣土方吹填→外側拋石保護。

5.3合攏施工

5.3.1護底施工

為防止龍口所在部位的基礎沖刷，需對龍口底部采用充填砂肋軟體排及散拋石加以保護處理。具體方法是：在其他堤段高度仍低于平均水位，預留龍口的堤段尚未形成集中水流前，采用充填砂肋軟體排及散拋石護底。為達到有效保護，龍口保護面積設置為300×300m，護底排布整塊制作，寬度為100m，長度為60m，搭接長度不小于5m。排布在廠內加工后用定位船運到鋪設現場，在龍口的兩側分別布置2條長度60m左右的定位船，利用定位船上的絞錨機將排布展開并鋪設到指定位置。鋪設好后，砂肋軟體排充灌采用吸砂船直接充灌。砂肋充灌完畢后利用船載挖掘機進行拋石壓排等防護工作。拋投砂肋軟體排壓載塊石必須分區，準確定位，達到拋投均勻，壓載塊石粒徑25～45cm。

5.3.2縮窄施工

保護期龍口設置一般較寬，本工程最寬達180m，如果直接進行拋石合攏工程量大，造價高，合攏困難，所以一般在合攏前幾個潮次將龍口收縮到60～80m左右。施工方法為：先施工至高程+1.5～+2.0m，利用合攏前退潮時間將收縮段突擊施工至高潮不過水標高。龍口縮窄由兩側向中間縮進，采用袋裝砂棱體結構平推，將龍口位置縮窄至60～80m。龍口縮窄利用吸砂船及泥漿泵的方式充填袋裝砂。

5.3.3拋石墻施工

因底部土層為淤泥質粉沙土，受潮汐影響水流流速快，合攏期施工工作時間短，施工強度高，采用傳統的充泥管袋合攏風險較大。經研究采取龍口堤軸外側拋石連續墻截流工藝，在最終合攏段的外側構筑一道拋石連續墻，在龍口的中心外側拋填標高至+5m確保高潮不過水，斷面呈梯形狀。拋石采用大型運輸船運至倒駁點，再由倒駁船乘潮時運至龍口外側，船舶定位完畢后，采用平堵加立堵相結合的方式將外棱體從底層往上拋石至+0.0m，起到護底的作用，最后拋石加高至+5.0，確保高潮位不過水。施工完畢后觀察沉降情況。拋石宜選擇低潮作業，減少偏差現象。

5.3.4袋裝砂及閉氣土方施工

袋裝砂的施工直接關系到整個龍口封堵的安全，如果袋裝砂施工進度緩慢，即使龍口外棱體封堵后，經過幾個大潮也可能出現潰堤現象，因此，無論如何需要保證內棱體袋裝砂的施工強度，盡快形成斷流的靠背砂。具體施工方法：龍口拋石完成截流后，在平潮時對拋石墻兩側覆蓋軟體排，內側排布壓載袋裝碎石。鋪設完畢后集中所有的設備從龍口兩側兩個作業面相向階梯式推進內棱體及閉氣土方，在大潮汛來臨之前達到設計斷面，確保合攏成果。

6.結束語

本文針對沿海淤泥質海岸且河道復雜地區的惡劣工況因地制宜，采用拋石結合土工模袋充砂的龍口合攏工藝，認真分析研究龍口合攏過程中可能出現的難點，積極落實措施和對策，實現了龍口的合攏，取得了較好的經濟與社會效益，為同類工程施工提供了寶貴的經驗。