围堰施工技术在滨海市政工程中的应用 市政工程施工技术
时间：2020-03-30 07:41:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本方通过介绍了围堰施工技术在丙洲水道及官浔溪入海段整治工程B3标段的应用，通过优化该工程的海上围堰的施工工艺实例，提高了围堰稳定性及防渗效果，且节约工期，施工安全方便。�
关键词：海上砂围堰;防渗;稳定性
近年来随着厦门建设的迅猛发展，围海造路工程及滨海整治市政工程的增多，海上砂围堰被广泛采用。本工程由于现况地质条件与设计勘察时的地质条件发生很大变化，使原设计的施工工艺在现况地质条件下施工难度极大，且施工期长，不利后面工序的展开。在保证围堰设计断面不变的前提下，优化设计施工工艺，减少施工工期。�
1 工程概况�
1.1 工程概况�
本工程挡潮闸处于靠海侧滩涂位置，受潮水影响。为使挡潮闸在干地面上施工，在挡潮闸周边修筑一条“U”型结构围堰，上、下游围堰端头与南堤相接，形成一个不透水封闭干地面场地。该围堰为砂围堰，两侧采用袋装砂防护。在堰体迎水面铺二布一膜土工膜。�
1.2 水文�
厦门高潮位为黄海标高3.70m，历年最高潮位为4.75m；低潮位为黄海标高-2.50m，历年最低潮位-4.08m，平均高潮位1.58m，平均低潮位-1.73m。�
1.3 地质条件�
本工程地貌单元为近岸滩涂地貌，主要由海湾潮滩和潮沟构成，潮滩多为平缓的泥滩、沙泥滩。场地及附近无滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝等不良地质作用和地质灾害。�
本工程施工范围内淤泥厚0.8～4.2m。灰黑色，饱和，流塑状，主要由粘粒组成，含中粗砂含量10～30%及少量有机质组成，压缩模量Es=1.6Mpa，渗透系数K=6.56*10��-7�cm/s。本淤泥层具有高压缩性，低强度，低透水性等特点。�
2 围堰设计方案�
1)根据对工程所在地现场勘察，调阅有关资料，可知工程所处海域百年一遇天文大潮时水位高程�4.75米。围堰设计按20年一遇潮水位�4.43米设计，增加安全超高后，确定围堰堰顶高程为�5.40米。�
2)围堰堰顶宽度设计5.0M，堰体背水面坡比1：2.5，迎水面坡比1:2，�-1.0高程以下坡比为1:3。迎水面在�2.50米高程和�-1.0高程各设一条3.0M宽度的马道平台增加堰体稳定性。。�
3)结构：该围堰主要由吹填砂袋形成迎水及背水，吹填砂形成堰体中部，两布一膜土复合土工膜迎水面防渗，模袋混凝土及堰顶迎水面侧防浪墙组成。�
设计围堰断面图见下图�
3 原设计施工工艺与优化施工工艺对比�
1)原设计施工工艺框图�
2)优化施工工艺框图�
3)优化围堰断面�
3.4 优化施工工艺优点�
由于环东海域整治工程的实施，以及围堰附近航道的开挖，已把原有淤泥和砂层抽走，深度经现场粗测约10m，该片海域淤泥已不再是沉积多年相对稳定的淤泥体，属于流动性很大的浮淤。现有地质条件与原地勘发生了变化，特别是现有航道段内的淤泥塑性强，流动性大，随潮水涨退不断流动。如在此状态下直接进行抽淤作业，基槽尚未形成，周边浮泥随着潮水的涨落又将填满基槽，流态浮泥将无法清除干净。因此，根据围堰轴线周边地质情况的勘察，针对大量存在的浮泥，决定采用戗堤进占挤淤，后实施防渗体的施工方法。采用该方法减少了围堰施工的难度及施工工序，提高了围堰施工的效率，缩短围堰施工工期。 �
在围堰戗堤进占过程中，利用逐步形成堰体推力和进占时填料的下泻冲力，把堰体基础面的淤泥挤开。淤泥挤至围堰两侧约50m。由于淤泥渗水率小，挤至两侧的淤泥即可作为围堰堰脚的防渗体，也是围堰两侧护脚，在一定程度上抵制围堰侧向滑移。采用该方法增强了围堰防渗效果及围堰堰体的稳定性。�
4 施工方法�
4.1 戗堤进占挤淤�
由于戗堤施工具有机械化程度高、取材便利等特点，非常有利于围堰在短时间内贯通，形成有利的施工通道，从而加快工程进度。在保证按设计图断面施工的前提下，先施工围堰戗堤，利用戗堤进占挤淤。戗堤成型后，进行反开挖，两侧边坡充填砂袋施工及土工膜施工。�
采用戗堤进占的方法，先施工围堰堰体中部的吹填砂部份，采用15T自卸汽车上下游同时进占的端进法填筑施工，即分别从上、下游由左岸往右岸方向进占。进占戗堤高程3.0米，此高程进占完成后堰堤在3.0米的高程约有15M的宽度，该宽度可以满足围堰继续施工的交通要求。�
4.2 充填砂袋防护�
戗堤进占施工完成后，进行围堰堰体充填砂袋施工。由于先行进占戗堤的围堰中部砂断面超过设计堰芯断面。在充填砂袋过程中，采用反开挖，进行堰芯断面修整，并利用堰芯超断面砂作为充填砂袋的用料。不足部分外运进场使用。�
4.3 土工膜铺设�
围堰防渗主要靠围堰迎水面土工膜进行防渗，因此土工膜铺设应严格按要求进行施工。布幅与布幅之间搭接严密，采用搭接50cm，并在搭接处用手提缝纫机穿涤纶线包缝。水下铺设采用土工膜铺设船和人工相结合的方法进行铺设，搭接宽度≥1M，铺设平整，两端拉直拉平，不出现皱折现象。并立即对铺设好的土工膜面用砂袋压住，搭接处砂袋满铺。当天铺设的土工膜当天必须用砂袋全部加压保护完成。�
4.4 膜袋砼护坡�
土工膜铺设完后，在土工膜上进行膜袋砼施工。膜袋砼为在铺设好的膜袋里灌注砼，在围堰坡面形成一个刚性整体。即保护了土工布不受紫外线辐射，延长使用寿命，又使围堰形成一个整体，增强围堰的抗冲刷能力，且膜袋砼增强了围堰的防渗效果。�
4.5 围堰拆除�
围堰拆除的顺序为先内后外，从中间往两头，自上而下分层端退法(后退式)开挖拆除。围堰拆除的同时，外海侧采用绞吸船把填筑围堰时挤出的淤泥，抽至指定的弃泥点。�
4.6 基坑排水�
针对本工程基坑面积大施工期较短而且集中的特点，基坑排水采用排水沟与集水井相接合的方法。沿围堰内坡角设置排水沟，并每隔100m设一集水井集中水流后，通过抽水泵抽出基坑。 �
5 施工安全监测�
5.1 施工监测的目的和必要性�
在围堰填筑施工过程中，挤淤及压载对原状地表淤泥或土层施工外力，导致淤泥层或土层的应力重分布，有可能引起围堰的变形或沉降，在围堰断面形成前，以上原因可能导致少许不稳定状况的存在。因此，在围堰施工以及主体施工过程中，必须制定详细的监测方案，并根据监测结果，及时反馈信息，指导施工，确保围堰及围堰内建（构）筑物及作业人员的安全。�
5.2 监控量测项目设计�
根据以往类似围堰施工安全监控测量数据来看，围堰前三周的沉降量较大，特别是前两周，如果在此期间遇大潮，水位变化较大时，沉降量不稳定。一般需要4～6 周后才趋向稳定。根据以往对围堰施工监控经验，采取以下观测项目来对围堰进行监控。�
说明：（1）堤头附近的情况：当堤头附近范围内出现裂缝，缝宽逐渐增大时，表明堤头有失稳定现象；如果堤头部位高程在逐渐下降，说明堤头发生“沉陷”，出现这些现象时立即停止施工，待沉陷稳定后再进行施工或改变推填方式。�
（2）填筑过程中，随围堰进展情况依次设点，及时监测已填好段。�
（3）填筑过程中，注意保护好监测点。监测点设在不易被破坏处，并浇筑砼保护。�
1)在整个围堰的施工过程中，将按上表所列的各监测项目分别进行监测。�
2)围堰成型后，基坑施工前应测得稳定的初始值，且不应少于两次，现场监控测量贯穿整个施工过程的始终，当情况发生变化时，加密观测并及时上报，监测结果要作详细规范记录和处理。�
3)加强监控测量工作的管理，确保信息反馈的准确及时。�
4)监测量测的数据处理�
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①量测成果整理�
每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录，对每一个量测断面内每一个量测项目，均进行以下资料整理：�
a.原始记录表及实际测点图。�
b.位移值随时间的变化图。�
c.位移速度、位移加速度随时间变化图。�
②数据处理�
每次量测后均应对量测面内的每个量测点（线）分别回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移和掌握位移变化规律，并由此判断围堰的稳定性。�
利用已经得到的量测信息进行反分析计算，提供围堰结构的状态，预测未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。�
6 优化后围堰可靠性�
1)戗堤进占施工过程中，受每天涨潮退潮的影响，潮水位以下堰体部分形成稳定的自然坡，坡比约1∶10，戗堤断面大于堰芯填砂断面，增加了围堰的稳定性。�
2)由于围堰坡度缓，堰底变宽，增大渗径，且两侧有挤出的不透水淤泥防护，不会出现管涌现象。�
3)在戗堤进占施工过程中，每天两次潮起潮落，对堰体起着非常好的稳定、加固作用，使堰体达到动态稳定状态。�
4)在戗堤进占施工过程中，15T自卸汽车和装载机，不断在堰体上行驶，对堰体产生碾压作用，使堰体逐渐达到整体密实状态，增大堰体抗滑性能。�
5)在戗堤进占施工过程中，淤泥被挤至两侧。由于淤泥渗水率小，挤至两侧的淤泥即可作为围堰堰脚的防渗体，也是围堰两侧护脚，在一定程度上抵制围堰侧向滑移。�
6)戗堤施工完成后，在背水面和迎水面进行防护。在背水面和迎水面进行充填砂袋防护。且迎水面铺设二布一膜土工膜防渗，并沿外坡脚铺设30m,并加盖砂袋保护，增强抗渗性能。土工膜铺上加设一层30cm厚膜袋砼。戗堤的防护措施，提高了围堰的整体性，增强了围堰的抗滑性能。�
7)为验证戗堤挤淤施工是否达到把淤泥挤出的目的，使围堰不坐落在不稳定的淤泥层上，围堰填筑一段后，我司在围堰上游及下游两处进行钻芯取样，�
上游处取芯深度为10.38m，顶面标高2.5m，下游处取芯深度为12.14m，顶标高2.4m。从钻探过程中发现，该两个钻孔填砂的质量较好，锤击进程中无发现异常情况，填砂中淤泥量较少或未见，表明该两钻孔填砂施工已基本将原有的淤泥层挤压出去，挤淤效果较好。�
围堰合拢后，在围堰龙口位置内外侧堰体再次分别钻芯取样，查看挤淤效果。�
内侧取芯深度为13.50m，顶面标高4.28m，外侧取芯深度为15m，顶标高4.28m，从钻探过程中发现，该二个钻孔填砂的质量较好，锤击进程中无发现异常情况，填砂中淤泥量较少或未见，表明该三钻孔填砂施工已基本将原有的淤泥层挤压出去，挤淤效果较好。�
以此判断，戗堤挤淤基本达到挤出淤泥的目的，使围堰坐落在淤泥层下的自然密实砂基上。�
7 结语�
通过对丙洲水道及官浔溪入海段整治工程B3标段海上围堰施工实例，对设计施工工艺在不降低结构安全性的前提下进行了优化，取得了良好的效果：�
1）通过优化施工工艺，减少了围堰施工的难度及施工工序，提高了围堰施工的效率，缩短围堰施工工期1.5个月。�
2）按照围堰的安全监测要求对围堰进行观测，根据观测结果，围堰合拢稳定后累计最大沉降56mm，最大位移26mm。二个月后沉降及位移达到稳定状态。�
3）围堰防渗效果�
围堰基坑初期在围堰防渗土工布铺设前，水量较大，在每个集水井安排一台水泵抽水。后期在土工布及膜袋砼施工完后，只在下游测安排两台水泵即可满足排水要求。�
本工程通过对围堰设计施工工艺的优化，合理确定了施工工艺，制定了切实可行的施工方案，并通过专家论证，确保技术先行，从技术安全上保证了围堰实施的安全，对类似工程的施工具有借鉴及指导作用。
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