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水利工程论文-淤泥质低海滩上吹沙袋匡围建闸的实践及启示.doc

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水利工程论文-淤泥质低海滩上吹沙袋匡围建闸的实践及启示.doc

水利工程论文淤泥质低海滩上吹沙袋匡围建闸的实践及启示摘要东台市沿海属淤长型海岸,滩面每年平均向外淤长100m左右,淤高15~20cm。1956年建的东台河闸至1996年已失去排涝作用。关键词淤泥质低海滩吹沙袋匡围建闸一、问题的提出(一)低海滩建闸的必要性东台市沿海属淤长型海岸,滩面每年平均向外淤长100m左右,淤高15~20cm。1956年建的东台河闸至1996年已失去排涝作用。为解决东台市北部较低洼地区的排涝问题,1996年8月,江苏省水利厅和农业资源开发局批复,同意东台市在原东台河闸东4.8km处的低海滩上建净宽40m的挡潮排涝闸一座。在低海滩上建闸,在江苏省境内尚无先例。在闸址的选择上,东台市曾搞了高中低滩三个比选方案。从工程的难易上比较,距东台河闸3.5km的高滩上建闸最易,5.0km处的低滩最难,但考虑岸滩淤长的速度,闸址向低海滩移近1km,即可延长闸使用寿命10年,故东台市报建时把闸址选在距老闸东4.8km的低滩上。问题是闸址选在低海滩上,如何构筑挡潮的施工围埝,传统的人工挑土作围埝方案已是不可能了。鉴于近年来,外地已有使用吹沙袋作挡潮埝的成功经验,故东台建设者亦计划使用吹沙袋作挡潮埝。(二)拟建新闸处滩面的自然环境1.滩面的地貌特征。地面高程为真高2.2m~2.5m,其东南900m左右为东台河闸下的环形港槽,滩面上除有少量的潮水沟外,密密长满了高1.5m左右的杂草,表层为30~40cm的淤泥。2.滩面潮汐情况。该海区为不规则半日潮,平均涨潮历时为3小时,落潮历时为9小时25分,平均高潮位为真高2.53m,平均低潮位为0.83m,历史最高潮位为5.50m。小汛时每潮可露滩5~6个小时,大潮汛每潮只能露滩3~4个小时。有偏东大风时,露滩时间更短。3.滩下近地面土层情况。据地质勘探资料,建闸处真高2.5m~1.0米为过饱和的淤泥质粉质壤土,1.0m~0.4m为轻粉质砂壤土,0.4m~2.0m为轻砂壤土,2.0m~11.2m为粉砂土。(三)低海滩匡围吹沙袋方案较优在低海滩上匡围,用土直接作挡潮埝是不现实的。国内外在低海滩上匡围的方案常用抛石、抛混凝土块体,或打管桩再抛石筑围埝。如东台低滩匡围采用上述方案,据估算,硬质材料的围埝每m断面造价在1万元以上,仅2.7km低滩挡潮埝即需花费2700万元。显然,在财力上东台市是难以承受的。按东台拟定的方案测算,从吹沙袋围埝(单品字形)到标准海堤筑成,每m造价2000元,为硬质材料围埝的20。经过论证,省、市水利部门批准了东台市用吹沙袋匡围建新东台河闸(川水港闸)的方案。二、吹沙袋匡围在兴建川水港闸中的运用在低海滩上构筑挡潮围埝的断面,上海等地是采用内外两道阶梯式吹沙袋防护,中间同步吹填沙土。在风浪大、潮流湍急处还沿挡潮埝的外脚用抛石顺坝防护。如按此方案施工,不仅造价高,且时间上不允许。因为围埝的开工时间必须在主汛期后,最早在9月下旬。而新建的挡潮排涝闸又要于次年6月底前放水,这中间只有8个多月的时间。但开工前要做的准备工作既多、且难要割除茂密的互花米草、架设临时低压线路、土方施工的机电设备要进场展布等等。这些工作多数要避开潮水,在较深的淤泥中跋涉,其艰难可想而知。工程技术人员在详细计算工作量后表明,施工围埝的构筑方案按标准、按常规已不可能,只能先抢筑临时挡潮埝挡住潮水,再以人机结合的方法加固挡潮埝,直至构筑成标准海堤。(一)临时挡潮埝工程设计临时埝为单品字形,埝顶设计高程为5.0m(据东台河闸历年统计资料,冬季潮位大于真高4.5m的只出现过2次),用5~6层吹沙袋垒成。充填后吹沙袋埝底宽6.8m、顶宽1.3m,内外坡均为1∶1。每个袋长30m,袋上下错缝。为防止上层吹沙袋滑动,袋的四角及中间的两侧均拉铁丝绳固定。(二)保临时埝措施临时挡潮埝设计标准较低,在正常高潮位(真高3.5m~4.0m)也会发生局部的渗漏和管涌,甚至发生吹沙袋滑移,故在临时埝施工过程中,施工人员采取了多种措施保埝。涨潮时作专人在吹沙袋埝上巡查,发现有渗漏、管涌随即用编织袋灌土堵塞并利用落潮间隙组织民工就近用粘壤土护脚,防止了围埝底层渗漏和管涌的发生。(三)大港槽吹沙袋挡潮坝拟建新闸围埝范围内有两个较大、较深的港槽,一个是原来东台河闸下港道一个是港镇蹲门村的排水港槽。港槽内水量集中,涨落潮流的能量较大,为了取得用吹沙袋在大港槽中打挡潮坝的经验,工程建设者安排先堵蹲门村较小的排水港槽,利用小汛抢堵获得成功。原东台河闸下港道,口宽150m,中泓底高程1.0m。在对该港堵截中,施工单位曾几次受挫,尤其是在1996年11月12日冬季的特大高潮(潮位真高4.3m)中挡潮坝全面溃决。面对严重的挫折,工程建设者不气馁,群策群力,采取坝址适当后移,避开深塘,集中24台机组打突击战,坝体采用吹沙袋顺横垒放相结合的方法,利用小潮汛的7天时间使大坝合拢。大坝合拢后,又在坝后的港槽内迅速用吹沙袋打了二道坝,中间吹填沙土,以保证挡潮大坝的安全。(四)吹沙袋筑路低泥滩上施工,其表面有较深的淤粘土,还有部分潮水沟,施工人员行走困难。故在滩面割除部分互花米草后,工程指挥部即安排了两台柴油机带动的直靠冲挖机组放在小船上,穿插在潮水露滩时充填吹沙袋铺路。经过10多天的努力,一条宽2.8m、长1000m的吹沙袋人行道终于连接上了吹沙袋围埝。这条吹沙袋路,在挡潮埝合拢前是施工人员便捷的通道,合拢后又成为打井设备及建筑物前期施工设备进场的唯一路道。三、施工中把握住的几个重要环节(一)趁潮水进场,低泥滩上布工场拟筑挡潮围埝的滩地每天均要上潮水两次,人员要避潮进场,设备进场就更难了。经集思广益,建设者找到了解决难题的一系列措施架临时线路的木杆利用潮水浮运到杆位机电设备用船运到位置,在泥滩上用木杆搭三角架吊起泥浆泵、电机等,搭高脚棚放置变压器、控制柜水力冲填队伍沿2.7km低滩围埝的红线布设了36台套泥浆泵。他们在潮水露滩时抢施工,潮水上滩前用三角架吊起电机、泥浆泵,人员撤离现场,潮退了再上滩施工。(二)开塘打弃土,解决土料和水源吹沙袋筑围埝,要求就近有砂性土和充足的水源。但此处滩面表层为淤粘土,不能作充填土料,表层向下1.5m左右才有轻粉质砂壤土,能作为吹填的土料。滩面涨潮有水,但此时不能施工落潮后不仅滩上、即使潮沟内也基本无水。面对此处境,施工人员进场先从南北两港边开始,用大港槽中的水在滩面上开塘蓄水、打弃土,逐步向滩中心开进,接着将这些塘轮流作蓄水塘和取土塘。后来还在取土塘的四周加筑小土埝,使一般潮水不能进塘,以减少下一低潮前取土排渗积水的时间。(三)趋利避害,多方争取吹填时间低潮滩施工,因潮水影响,施工时间短,前期工程进度上不去。对此,经过广大施工人员的献计献策,采取了以下几条措施1.利用南北两港道,增加交通船,落潮时人员进场可提前,涨潮退场时间可推迟。2.把当地潮汐时刻表发到班组,明确有人守潮,利用低潮多争取施工时间。3.取土塘增加排水机械,减少因排积水而耽误的取土时间。(四)人工筑土埝与吹沙袋埝结合,加快匡围进度低滩吹沙袋围埝合拢后,4000多民工首先在南北两端较高的滩地上筑土埝使吹沙袋与老海堤相连。当埝顶高程达5.0m、顶宽2.0m后,即筑海堤吹填土仓的内埝与隔埝,土仓筑好后即用水力充填标准海堤,做到了筑施工围埝与筑标准海堤有机结合。内外两道围埝均合拢后,埝内水力冲挖闸塘的机组即开工,并利用挖出的偏沙性土吹填海堤。闸塘开挖工程于1996年12月31日完工。从而保证了新闸建筑物工程能于1997年元旦按时开工,并于当年6月16日比预定工期提前半个月放水。新闸工程还被省、市评为优良工程。四、几点体会(一)用单品字形吹沙袋作挡潮埝风险大川水港闸区匡围长4.5km,其中在2.7km低滩上用的是单品字形吹沙袋

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