袋裝砂圍堰龍口合龍施工技術

◎ 秦學 謝亭亭 中交水利水電建設有限公司

1.工程概況

1.1 工程簡介

欽州港東航道擴建工程（一期）吹填區平整工程一標段圍堰工程為袋裝砂斜坡堤結構，新建6條圍堤，總長4 497m，其中東1堤、南1堤為永久性建筑，設計重現期為50年一遇，A、B、C、D堤為準永久性建筑，周邊陸域形成后為隔堤，設計重現期為25年一遇。工程形成圍區面積73.76×104m2。

1.2 水文地質條件

（1）潮汐性質及潮型、潮位特征值：本地區潮型為不正規全日潮型，其主要特征表現為：大潮汛時潮汐一天一漲落，小潮汛時一天兩次漲落，據資料統計，一個月一天一次漲落時間約為19～25天。

（2）設計水位：設計高水位為2.82 m（8 5高程），設計低水位為-1.46m，極端高水位為3.91m極端低水位為-2.75m。

（3）潮流：本地區潮流為往復流，其流向基本為南北向，潮流以全日潮為主，潮流流速的分布為近岸大于外海，表層大于底層。欽州灣內漲潮平均流速為0.08～0.28m/s，最大流速為0.54m/s；落潮平均流速為0.09～0.55m/s，最大流速為0.95m/s。

（4）工程地質：根據工程地質勘查報告，本工程表層1～2m為淤泥質土，標準灌入擊數＜1擊，不能作為持力層；以下為粉質黏土層，該土層承載力較好，可作為持力層。考慮到龍口合龍時需短期加高至設計標高，要求基礎有較大承載力，否則存在不均勻沉降等各種問題，施工時先進行基槽清淤，將淤泥質土挖除后再進行軟體排、袋裝砂施工。

1.3 龍口段平面布置及斷面結構形式

龍口原計劃布置在東1 堤，因考慮到東1堤面向外海，掩護條件較差，且中石油輸油管路布置在東1堤、D堤，這兩條堤需優先施工。綜合以上考慮，將龍口段布置在B堤K0+150～K0+300處，共150m。龍口段底口寬度1 20 m，上口寬度150m，兩側坡比1∶2，為防止端頭沖刷，在端頭處鋪設350g機織復合布；底部為250m×110m的砂肋軟體排護底，外側施工0.8m厚的護底拋石、1.4m厚的袋裝碎石倒濾層及500～600kg塊石護坡，內側吹填護堤砂。

2.龍口合龍時間選擇

龍口合龍應避開惡劣氣候，風、浪、涌較小，同時根據潮汐規律，選擇良好的潮汐時間段。龍口合龍優先選擇小潮汛時施工，該時段潮差較小，通過龍口進出圍堰的水量較小，流速較小，有利于合龍施工。同時合龍后堤身斷面加高加固施工時間充足，可避免龍口過水風險。根據潮汐預報表，項目部將龍口合龍時間定為2020年9月26日～10月5日，該時段欽州海域西南季風期已過，以北風風浪為主有利于現場施工。

3.龍口合龍施工部署

龍口工程是圍堰施工期的重要臨時工程，龍口的設置使施工期內潮水可自由出入圍堰，使圍堰內外側基本無水位差，圍堰因不承受側向壓力，才得以順利加高施工。龍口合龍是圍堰施工的關鍵工序，其能否順利實施關系到工程工期長短及工程造價，且合龍時涉及到大規模的設備投入、人員投入，在合龍前需根據工程情況進行周密的技術論證。

龍口合龍施工應制定詳細計劃，明確各節點要求。根據合龍時間，項目部將龍口合龍分三個階段，明確各階段完成節點要求，同時為防止合龍期水流對底層袋體的沖刷，采用了強度更高、防沖刷能力更強的機織布作為袋體材料。又針對不同階段風險分別準備了不同數量的備用袋體，防止施工過程中出現爆袋等情況。

第一階段：9月26～10月1日之前，將除龍口段以外的堤段加高到設計標高，龍口段150m采用平堵工藝，底部抬高到-2.0m標高，達到合龍前條件。袋裝砂工程量為196m2（-2.0m以下斷面面積）×150m（斷面長度）=29400m3；采用抗沖刷能力較強的350g/m2機織布加工袋體，投入2個班組從龍口兩側向中施工，每個班組每日至少可完成袋裝砂4000m3。

第二階段：10月2～3日，龍口兩側采用立堵工藝，同步收攏施工至設計標高，龍口剩80m寬，同時80m處標高抬至-1.0m。袋裝砂工程量為20m2（-2.0m～-1.0m斷面面積）×150m（斷面長度）+75m2（-1.0m～+5.0m斷面面積）×70m（斷面長度）=8250m3；采用抗沖刷能力較強的350g/m2機織布加工袋體；組織3個班組，投入2個班組（其中1個備用）從龍口兩側向中間施工，每個班組每日至少可完成袋裝砂4000m3。

第三階段：10月4～5日，龍口斷流完成合龍并加高至+3.0m以上。袋裝砂工程量為49m2（-1.0m～+3.0m斷面面積）×80m（斷面長度）=3200m3，投入3個班組，爭取盡快斷流，斷流后全面抬高袋裝砂標高。

4.保證措施

4.1 龍口合龍前措施

（1）合龍前應保證龍口底部未被水流沖刷，避免增加合龍難度。9月26日前龍口段軟體排鋪設完畢，除龍口段，袋裝砂加高至+5.0m標高。

（2）抓緊進行其余堤段的理坡施工，增加堤身整體穩定行。截止到9月30日基本完成東1堤、南1堤外側理坡施工。

（3）加強堤身巡查，對堤身薄弱處進行加固處理，避免龍口合龍后在側向水壓力作用下薄弱點出現透水垮塌險情。

（4）測量水位，對比潮汐預報表水位與實際水位的差值，為確定開始合龍時間提供依據。經測量，潮汐預報表預測的最低潮時間、最高潮時間基本與實際相符，預報潮位與實際潮位誤差小于20cm。

（5）觀察龍口處水流的換流情況、流速情況以及平流時間，預判開始合龍最佳時間。根據觀察結果，項目部將龍口合龍開始時間確定在10月4日13：00（最低潮前1小時）。

（6）根據龍口合龍施工強度，組織好采運砂船隊及工人；對合龍用的所有材料都備足余量。

（7）做好合龍后外側拋石護坡、內側加固等相關準備工作。

4.2 龍口加固施工及后續防護措施

龍口斷流及封堵完成后圍區內水位基本固定，但外側水位隨潮水回落，易形成較大的內外水位差。此階段龍口結構最為危險，需做好防護措施以確保堤身安全。

（1）龍口斷流后，斷面加高加固需快速、連貫施工，最短時間鞏固現有成果。繼續加高至高潮位以上，確保高潮位時砂袋不過水，一旦過水龍口有被沖開的風險。

（2）龍口加高完畢后在堤內側鋪設一層無紡布，并在內側拋填護堤砂，延長堤身滲徑，實現閉氣，防止滲透破壞，同時可加強堤身穩定。

（3）龍口加高完畢后盡快完成外側碎石倒濾層及護坡施工，增加斷面強度，提高龍口的穩定性；

（4）龍口合龍完畢后圍堰薄弱環節容易出現流砂、透水等問題，需在最低潮時巡視，觀察堤身安全情況，發現透水等問題及時處置。

（5）加強堤身沉降、位移觀測，監測堤身安全。

5.龍口合龍實施

9月26日開始實施龍口合龍第一階段施工，第一階段施工于9月30日完成。10月1日對龍口進行測量摸底，第一階段完成袋體基本未被沖刷。10月2日下午～10月3日順利實施龍口合龍第二階段施工。10月4日13：0 0龍口水流逐漸變緩，具備鋪砂袋條件，現場分3個班組同時進行鋪砂袋施工；14：00最低潮，潮位-0.26m，底層袋均已鋪開并進行充砂作業，其中有1個袋體因充灌袋體速度過快而爆袋，但由于處置得當，迅速鋪設新袋體進行充灌；15：00潮高-0.24m，底層袋充灌完畢，砂袋基本出水；16：00潮高+0.02m砂袋標高達到+0.15m，實現龍口斷流，龍口合龍基本成功。

6.結束語

欽州港東航道擴建工程（一期）吹填區平整工程一標段圍堰工程采用袋裝砂施工工藝順利完成了龍口合龍，達到了預期目的。本工程龍口合龍從時間選擇、流速計算、施工部署安排以及采取的各項措施以及經驗教訓可為本地區類似工程提供經驗。