稳定中沙岛,截流南股槽(发表).doc

稳定中沙岛，截流南股槽工程建设中的体会徐佳法1，陈东海2，刘冠男2（1上虞市海涂围垦管理局，浙江 上虞312366；2浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江杭州310016）摘 要：中沙岛是钱塘江河口由于江面较宽，在潮流涨落期间江中泥沙沉积和各种复杂水力条件影响下形成的岛屿。中沙岛把钱塘江尖山河段分成南、北二股槽沟，其北股槽为主流，南股槽为支流。南股槽自余姚市临海浦闸为起点，上虞市已围九六丘东塘角外为讫点并入北股槽。该槽沟长期困扰上虞、余姚两市的一线海塘度汛、抢险，并制约两市的治江围垦进程。关键词：中沙岛；截流；钢栈桥；成效；示意图2005年底由于江道变迁和钱塘江南股潮发育加强，致使在建上虞市世纪丘治江围涂工程各抛坝坝头江道刷深严重，最深达-21米。顺坝每米抛石量达到800-1000m3,投资大且进度缓慢，世纪丘围涂工程进展从而受阻。为此我们暂缓世纪丘围涂工程建设，采取科学的治江与围涂相结合的办法，大胆提出建设钢栈桥，进军中沙岛，以“稳定中沙岛，截流南股槽”为主要内容的上虞市治江围涂临时促淤工程的思路并付诸实施。2006年2月开始钢栈桥建设，2006年8月完成。2006年10月开始主体工程建设，至2007年4月7日成功截流南股槽，2007年6月完成中沙岛护岸。全部工程内容于2007年6月顺利完成，为促淤围垦打下坚实的基础。一、实施方案的选用1、截流位置选定。由于钱塘江潮流汹涌，涨落潮流速大，江道容易变迁，我们选择南北二股潮交汇处为截流位置，其主要原因是二股潮交汇后，经碰撞抵消各自的能量，产生一个动态的平衡，从而使该区域范围内江道稳定变化小，水力条件相对较好。2、南股槽截流方法的选定。采用双向截流，其原因一是该工程处于钱塘江强涌潮地段，其沉积泥沙以粉砂为主，受潮流冲击易引起江道刷深；二是中沙岛是长期潮流进出沉积的土堆，随着单向坝体的进展，中沙容易冲刷倒坍。中沙保护不是固头可以解决，是需要保护中沙西岸整个岸线，且中沙西岸向西延伸着一定距离沙滩，船只难以靠岸，无法用块石加以保护，土工编织袋保护时间短，同时岸线长，保护工程量极其巨大。故采用单向抛设坝体始终处于深江抛坝局面。为此南股槽截流采用双向抛坝方式，以中沙为基地，通过中沙西岸向西抛设坝体，随着坝体向西进展，既可以固头护岸，又可加快截流进度。3、钢栈桥位置选定。以中沙为基地，开辟一个新的工作面，需架设一座桥梁使岸段与中沙相连。该桥梁是施工期间临时桥梁，主要服务于施工期，工程完成后需拆除，故桥梁采用钢栈桥方案。钢栈桥建设位置有三个：东侧为上虞与余姚交界处、中间为世纪丘一期南丘东北角、西侧为九六丘东塘角。鉴于上虞与余姚交界处江面太宽，达5KM左右，且车辆进出道路6KM为简易石渣路面，余姚境内1KM简易石渣路面面宽只有5米，二辆自卸汽车难以交汇；九六丘东塘角位置较好，但二个工作面车辆都需进出九六丘东堤，路面宽仅为6M，车流量太大，干扰极大；而在世纪丘一期南丘东北角，该位置江面宽3KM，相对较窄，车辆可以分流，干扰较少，且简易路面仅为2KM，路面宽10M，路面石渣厚度达50CM，质量较好，利于行车和车辆交汇，同时距中沙北岸护岸距离最近。综上分析，钢栈桥选址在世纪丘一期南丘东北角较为适宜。二、精心组织，科学施工1、临时钢栈桥工程钢栈桥是已围岸段与中沙岛连接的唯一通道，承担着南股槽截流东端工作面的块石等材料运输和中沙保护的任务，是上虞市治江围涂临时促淤工程的重要组成部分和关键性临时工作，关系到整个工程的成败。钢栈桥工程设计长度3km，需通行40-50T自卸汽车，运行要求较高。该工程处于钱塘江强涌潮南股槽地段，受潮流、风浪、台风、洪水影响较大，同时，该钢栈桥作用不同于一般的钢栈桥，一般的钢栈桥作为主体工程施工服务的便道，而该钢栈桥作为工程交通桥梁使用，设计无国家标准，必须借鉴施工经验。在实际施工中，我们经历了潮流急（流速最大为56米/秒）、江道深（-21-23米）、水流紊乱（水流流速分布不均匀）、江道变迁频繁等极为不利的水力条件，台风、暴潮、突发性气候变化、飑线等恶劣的自然环境。2006年8月2日架通，8月25日钢栈桥全部完工，为临时促淤工程建设创造了条件。桥梁建设的顺利成功，主要有以下几点。采用了合理的招标方式和选择了优秀的承包单位。招标采用设计、施工、运行维护总承包的方式，投标单位必须具有在钱塘江河口段有类似钢栈桥施工业绩，从中选择优秀的投标单位为该桥梁的总承包单位。借鉴实际经验。在桥梁施工困难阶段，我们组织了省内著名的水利、桥梁专家召开多次专家论证会，分别就桥桩稳定性、深水急流区的施工及成桥前防台汛措施进行充分论证讨论，完善设计，提出方案，为桥梁顺利建设起到了十分重要的作用。同时在桥梁施工最困难阶段，深水急流区无法施工时，根据钱塘江江道时刻随着上游洪水发生变化的经验，及时进行江道观测，6月中旬，河床抬高，总承包单位根据实际河床高程和丰富的施工经验，大胆提出群桩短跨方案，并组织实施，确保桥梁顺利架通。2、主体工程主体工程建设主要是11.336KM的顺坝抛设（包括截流和稳定中沙）。在实际施工中由于江道变迁，南股槽截流段由原来的2000米变为4000米，江道河床在-7-1.0米之间。我们自2006年10月13日开工至2007年4月7日完成南股槽截流，2007年6月25日完成中沙护岸，工程如期完成。在实际施工中我们采取了以下方法，确保了工程顺利建设。护底施工方法。南股槽主槽区1000米范围内采用船抛块石（平抛）护底，块石必须具有一定的级配，块石直径不宜过大。因为江道区域内土质为粉砂土，大块体块石容易使水流绕流引起砂土冲失而下沉。由于水流流速上大下小，呈倒三角形分布，护底高程控制在0米以下，减少护底块石冲失，护底宽度在50米左右，确保立抛坝体抛设在护底块石上，其下游侧有5米左右超宽，上游侧有10米左右超宽（上游为坝体外的主江道，该部分块石可承担以后的堤塘堤脚防冲）。在其他区域采用土工编织袋冲管泥护底，其护底宽度在25米左右，允许内侧露袋，但外侧上游侧块石厚度必须在2米以上，确保坝体的稳定和防御北股潮的冲刷。护底高程控制在2.0米左右，确保整个坝体结构石方断面量。土工编织袋克重采用200g/m2，使其有足够的强度抵抗4-5天大潮冲击，其类型根据泵的能力一般采用8*40、8*20为主，层层叠高，阶梯形向前疏筑，有利于抑制土工编织袋护底坝体顶端冲刷坑形成和扩大。小潮汛低坝出击，大潮汛加高加固。由于钱塘江涌潮，有大小潮之分，农历每月廿八至初六、十四至十九为大潮汛，其余天为小潮汛或在小潮汛过度期。小潮汛期间潮位低、流速小、冲击力小，我们抓住小潮汛有利时机，加速出击，降低坝面高程，一般控制在4.5米左右（潮浪不越过坝面），大潮汛期间加固加高并出击，加快坝体进展。场地储备块石，确保截流用石量。由于虞北地区山体少的地理环境，块石供应不足，且山体较高，容易坍方，夜间无法供石。为保证截流期间块石供应，我们在施工现场选择了二个地段备石，白天组织抛坝，傍晚17时-20时坝头无法施工（抛坝现场无法安装电力）时备石，共备石13万立方。并在截流期间二个坝头采用自发电供电照明，为截流期间日夜施工创造条件。工程自2006年10月13日开工至2007年6月25日完成，抛设块石136.5万方，疏筑护底土方35万方，护坝土方65万方，顺利达到“截流南股槽，稳定中沙岛”的目标。三、工程建设的初步成效该工程于2007年6月25日全部完成，自工程完成至今仅4个月，产生的效果十分明显。总体效益。2007年4月7日，南股槽成功截流，使我们围垦人的梦想成为现实。通过南股槽治理，从而加速了本区域的围垦进程，扭转了原来深江围垦的局面，大大节约治江围涂成本；通过南股槽治理， 缓解上虞东线一线海塘的抢险压力，七四丘、九六丘15KM临江海塘堤外滩涂由原来的-6-7米淤涨至23米高程，增强了抵御了台风大潮的能力，扭转了原来长期抢险的局面，减小了地方每年的抢险投入。钢栈桥建设效益。钢栈桥建成后，在稳定中沙岛，截流南股槽中发挥了巨大作用。一是为成功截流南股槽创造了条件：开创了以中沙为基地的新的工作面，承担了70多万方块石运输任务，加快了截流进展；二是抑制了中沙坍塌：钢栈桥建设期间，中沙北岸坍塌厉害，仅2005年底至2006年8月，中沙北岸坍塌1500米左右，2006年10月主体工程开工后，首先完成施工道路1450米，其后是进行中沙护岸2KM，并采用土工编织袋冲填泥护岸，较好地达到了保护中沙岛的目的。滩涂淤涨效益。2007年4月7日南股槽截流成功后，南股槽槽区加速淤涨，原南股槽主槽江道长期在-6-7米，目前截流区附近已达到3.0米以上，自西向东已淤至3.0-3米，且