复杂河道下龙口合拢技术

黄宗清

摘 要：龙口合拢是围堤工程的关键，龙口合拢的成败对围海工程的进度、投资和质量有着很大影响。本文针对沿海淤泥质海岸且河道复杂地区，采用抛石结合土工模袋充砂的龙口合拢工艺，降低了合拢风险，取得了较好的经济与社会效益。

关键词：龙口 合拢 抛石 土工模袋

1.引言

传统的龙口合拢方法主要有直接抛石合拢和土工模袋充砂合拢两种方法。本工程采用抛石结合土工模袋充砂堵口合拢技术，首先在龙口堤轴外侧利用抛石墙截流后再进行堤内侧吹填袋装砂棱体及闭气土方，最后形成整个堤身断面，取得了成功。该工艺可以运用于水流条件下的龙口封堵。

2.工程概况

本工程位于江苏省南通市滨海园区东侧黄海滩地，小庙洪水道末端，河道错综复杂。工程位置历史高潮位4.48m（国家85基准，下同），历史低潮位-3.6m，平均高潮位1.91m，平均低潮位-1.82m，平均潮差3.73m，滩地土质为粉沙土，抗冲刷能力极弱，极易被潮水冲刷，加上本工程施工区域联通内陆河道，因此在围堤施工中防水流冲刷是工程的重点。

3.龙口平面布置及结构

原则上龙口的宽度应尽可能窄些，减少截流的延续时间，但以不引起龙口及其下游河床的冲刷为限。根据当地经验结合水力计算，控制龙口最大流速3.5m/s，确定龙口保护期宽度为180m，合拢期宽度为60～80m，龙口两侧设泥库。为确保合拢前龙口底部不被冲刷，龙口底部采用砂肋软体排+抛石进行防护。龙口结构原设计采用大型充砂袋结构堤芯充填优质闭气土方，内侧边坡为1∶2.5，外侧边坡为1∶3，外侧采用灌砌块石护面，堤脚采用200～300kg块石护脚。根据施工现场情况因地制宜，本工程龙口合拢段创新式的采用外棱体抛石结构，经水力验算，稳定性达到设计要求。

4.施工重点难点分析及应对措施

本工程施工区河道错综复杂，且邻近外海，受风浪及海流影响较大；施工区交通不便，水电供应困难，工况恶劣；龙口底部以淤泥质粉砂为主，稳定性差；施工区潮差较大，大潮汛最大潮差5m，龙口每天需经历两次涨落潮，受冲刷严重。因此龙口合拢堤身的稳定性以及龙口合拢时的防冲刷为本工程面临的主要难点，对此，采取以下措施：

4.1施工组织措施

科学组织，合理安排施工活动。确定施工方案，根据总工程量和工期合理划分施工区和安排施工工作面，形成流水施工。主动改善施工条件，形成有利施工环境，克服风浪及海流的影响，先期进行抛石连续墙，形成挡浪屏障，有利于内侧土方施工。进场材料克服陆运不便的困难，组织水上运输进入施工区。

4.2堤头砂袋与抛石结合部位的防护措施

砂袋与抛石结合不稳易发生滑移及砂袋破裂问题，在砂袋外侧包裹一层软体排排布，对砂袋有效保护，砂袋施工完成后在砂袋外侧及时做好护脚，增加堤身的稳定性。同时加强对堤身的沉降位移观测，加强监测周围水深的变化。

4.3防渗、防冲刷的措施

为了保证堤身稳定，必须进行防渗措施，抛石墙截流之后平潮位时立即组织船舶和人员对抛石墙两侧覆盖一层软体排排布，排体底部延伸3米并用袋装碎石压载，从内侧底部铺设横穿抛石顶面并延伸至外侧底部。

龙口合拢随着龙口宽度的缩小，水流会不断增大，对龙口头部砂袋造成严重冲刷。采取抗拉强度更好的260g/㎡机织布袋代替200g/㎡的编织布袋，起到抵御潮流冲刷的作用。龙口保护期底部先铺设软体排，延伸至龙口范围外100m，加大护底宽度，并及时跟进抛石压排。在龙口合拢前采取充填大砂袋压稳护底，以防缩窄后水流流速增大掀起软体排。

4.4合拢时间与方式

合拢时间的选择不仅关系到合拢难度的大小，而且影响整个工程的施工部署。合拢施工必须一气呵成，在一个小潮汛内将合拢宽度收缩到60～80m，最终的合拢宽度选择在50m作业，龙口合拢一气呵成。封堵龙口时间选择在11月至1月份枯水期，但要注意寒潮的影响，各龙口最终合拢选择风浪较小的低平潮时间，有效作业时间约5小时。

5.龙口合拢施工工艺

5.1合拢施工条件

首先，堤身全线已达到设计高程，龙口已经护底，满足合拢后防渗稳定要求。其次，合拢土工材料及砂石料已备足需用量的2.0倍左右，所使用的设备良好，满足施工要求。再次，合拢的设备、材料和人员必须安排到位。最后，合拢期间选在天文最低潮、合拢时的各种应急措施已落实。

5.2施工流程

测量定位→龙口护底→龙口缩窄→外棱体抛石墙截流→内棱体袋装砂合拢→闭气土方吹填→外侧抛石保护。

5.3合拢施工

5.3.1护底施工

为防止龙口所在部位的基础冲刷，需对龙口底部采用充填砂肋软体排及散抛石加以保护处理。具体方法是：在其他堤段高度仍低于平均水位，预留龙口的堤段尚未形成集中水流前，采用充填砂肋软体排及散抛石护底。为达到有效保护，龙口保护面积设置为300×300m，护底排布整块制作，宽度为100m，长度为60m，搭接长度不小于5m。排布在厂内加工后用定位船运到铺设现场，在龙口的两侧分别布置2条长度60m左右的定位船，利用定位船上的绞锚机将排布展开并铺设到指定位置。铺设好后，砂肋软体排充灌采用吸砂船直接充灌。砂肋充灌完毕后利用船载挖掘机进行抛石压排等防护工作。抛投砂肋软体排压载块石必须分区，准确定位，达到抛投均匀，压载块石粒径25～45cm。

5.3.2缩窄施工

保护期龙口设置一般较宽，本工程最宽达180m，如果直接进行抛石合拢工程量大，造价高，合拢困难，所以一般在合拢前几个潮次将龙口收缩到60～80m左右。施工方法为：先施工至高程+1.5～+2.0m，利用合拢前退潮时间将收缩段突击施工至高潮不过水标高。龙口缩窄由两侧向中间缩进，采用袋装砂棱体结构平推，将龙口位置缩窄至60～80m。龙口缩窄利用吸砂船及泥浆泵的方式充填袋装砂。

5.3.3抛石墙施工

因底部土层为淤泥质粉沙土，受潮汐影响水流流速快，合拢期施工工作时间短，施工强度高，采用传统的充泥管袋合拢风险较大。经研究采取龙口堤轴外侧抛石连续墙截流工艺，在最终合拢段的外侧构筑一道抛石连续墙，在龙口的中心外侧抛填标高至+5m确保高潮不过水，断面呈梯形状。抛石采用大型运输船运至倒驳点，再由倒驳船乘潮时运至龙口外侧，船舶定位完毕后，采用平堵加立堵相结合的方式将外棱体从底层往上抛石至+0.0m，起到护底的作用，最后抛石加高至+5.0，确保高潮位不过水。施工完毕后观察沉降情况。抛石宜选择低潮作业，减少偏差现象。

5.3.4袋装砂及闭气土方施工

袋装砂的施工直接关系到整个龙口封堵的安全，如果袋装砂施工进度缓慢，即使龙口外棱体封堵后，经过几个大潮也可能出现溃堤现象，因此，无论如何需要保证内棱体袋装砂的施工强度，尽快形成断流的靠背砂。具体施工方法：龙口抛石完成截流后，在平潮时对抛石墙两侧覆盖软体排，内侧排布压载袋装碎石。铺设完毕后集中所有的设备从龙口两侧两个作业面相向階梯式推进内棱体及闭气土方，在大潮汛来临之前达到设计断面，确保合拢成果。

6.结束语

本文针对沿海淤泥质海岸且河道复杂地区的恶劣工况因地制宜，采用抛石结合土工模袋充砂的龙口合拢工艺，认真分析研究龙口合拢过程中可能出现的难点，积极落实措施和对策，实现了龙口的合拢，取得了较好的经济与社会效益，为同类工程施工提供了宝贵的经验。