论吹填区泄水口的设置

刘晓青

摘 要：在吹填造陆工程中，泄水口设置及施工过程是否得当，直接关系到工程的安全、环保及效益。特别是围堰外侧临近海洋开阔水域时，潮汐海浪直接影响泄水口的安全，并对泄水口设置处防渗提出了更高的要求。本文通过临海围堰泄水口施工的介绍，对类似工程具有借鉴意义。

关键词：临海围堰 泄水口 安全施工

1.工程概述

吕四港区位于江苏省南通市启东市，启东地处万里长江入海口。在大洋港以东至大唐电厂西侧浅滩区域，通过滩地围垦、开挖，建设横向约10公里、南北纵深约3公里、总平面面积约35平方公里的环抱式港池。根据施工计划，在西港池南侧吹填区新建泄水口一座，泄水口位于围堰临海一侧。围堤结构形式为吹砂堤结构靠海侧浆砌块石护面。

2.泄水口设计概述

2.1泄水口布置原则

2.1.1泄水口的位置应根据吹填区地形、几何形状、排泥管的布置、容泥量及排泥总流量等因素确定。

2.1.2泄水口应有利于泥浆流程、有利于泥沙沉淀的位置上。一般多布置在吹填区的死角或远离排泥管出口的地方。

2.1.3泄水口的位置要考虑排除浑水后淤积冲刷的影响，宜远离码头、航道、港池。

2.1.4泄水口应选择在有排水条件的地方，排出的浑水对环境和水质将造成不利影响，因此要远离养殖场，在确实无法避免时要采取必要措施予以防范。

2.2泄水口设计的水利计算

Qx2=K.Q.（1-p）

S=πd2/4

n=Qx2/S.v

Qx2——通过排水口排出的流量（m3/s）；

K——修正系数，一般根据经验取1.1～1.5；

Q——挖泥船排入吹填区的泥浆总流量（m3/s）；

p——吹填时泥浆浓度（%）；

S——单个排水管断面；

v——允许的泄流速度；

n——需要设置的排水管根数。

3.工程特点及工艺流程

3.1工程特点

该泄水口施工基本思路为对原围埝进行开挖成槽，布置泄水口后再进行回填，恢复原堤身结构并对泄水口附近堤身进行防护。目前该段围埝标高约+11.0m，计划开挖至+5.7m，铺设一层30cm厚毛石混凝土层，泄水口排水管底标高为+6.0m。泄水口集水井顶标高为+9.5m。根据吹填流量计算，每个泄水口布置集水井Φ800mm排水管口16个，每条排水管长48m（采用8根6m钢管和若干胶套组成）。

本工程特点：施工时需要注意对原沙袋及外侧护坡的保护；施工受潮水影响，施工前需要做好防护埝。

3.2工艺流程

对原围埝进行开挖成槽，铺设排水管后再进行回填。目前该段围埝标高约+11.0m，开挖至+5.7m，布置泄水口排水管底标高为+6.0m，泄水口集水井顶标高为+8.5m。布置集水井排水管16组，本次施工范围内结构采用1.4m毛石混凝土（或毛石）——3.4m砂袋回填——50cm模袋混凝土层——路面。毛石应选用坚实、未风化、无裂缝、洁净的石料，强度等级不低于MU20；底部采用毛石混凝土可以减少水泥用量，减少发热量对结构产生的病害，增强防渗作用。

4.施工方法及措施

4.1施工准备

4.1.1利用RTK对现场原围埝的情况（主要为坡底）进行探摸测量，确定实际断面尺寸。

4.1.2完成原材料的采购、进场工作。

4.1.3施工设备进入施工区域。

4.1.4提前对本工程需使用的集水井进行制作。

4.1.5对现场施工人员进行技术交底，对机械操作人员进行技术考核。

4.2开挖前防护

根据吕四海洋站1985～2 0 0 8年实测资料统计，当地最高高水位7.74m，平均高潮5.24m，但施工时要挖至5.7m，因此采取在泄水口区域靠海侧建设吹砂袋围堰，将拟建设泄水口区域靠海侧进行防护，使泄水口施工不受潮水影响

4.3土方开挖、拆除浆砌块石

由于本工程排水口需要在拆除现有围堤标高+5.7m以上部分以后再进行施工，因此首先需采用挖掘机对现有围埝进行开挖，同时将此部分浆砌块石等拆除，围埝开挖应平整，避免造成上部钢管铺设不平。

4.4铺设土工布倒滤层

土工布倒滤层在施工现场缝合成宽幅后成卷，将土工布运至现场人工铺设。土工布规格为600g/m2，土工布沿岸坡横铺，从导堤海侧开始人工铺展，土工布长度方向应垂直于围埝轴线布置。

土工布沿宽度方向采用缝制连接，水下施工搭接宽度不小于1000mm，陆上施工搭接宽度不小于500mm，双缝缝合，现场缝制；土工布倒滤层施工完成后、袋装碎石垫层前，應检查土工布是否有损坏，同时上部垫层的施工不得对土工布造成破坏，如发现破损，应及时修补。土工布下部垫层要整平，倒滤层应铺实，不得悬空设置。

4.5铺设下毛石层

铺设土工布完毕后立即进行毛石混凝土层（30cm）的铺设施工，为避免上道工序铺设的土工布倒滤层受到风浪的影响发生移位或褶皱，先在土工布倒滤层顶上将预制好的模板按照定好的坐标摆放整齐；然后在模板内进行毛石混凝土的浇筑施工。毛石混凝土铺设后进行平整处理。堤心内采用微膨胀水泥的毛石混凝土；排水管入海侧、距排水管口3米范围内管底采用毛石混凝土。

4.6砌筑、浇筑平台（闸箱、出口处）

砌筑砂浆在现场进行拌合，对闸箱处首先铺设毛石混凝土斜坡（坡比为1：3）浇筑标高由+5米至+5.7米，浇筑至+5.7米后，对斜坡进行刮平找坡，同时将闸箱基础进行定位放线，并安置模板，待混凝土初凝后，开始浇筑闸箱基础的C25混凝土。待C25混凝土浇筑完毕后，再在其周围按设计要求浇筑毛石混凝土。出口处采用块石进行打底找平，出口管口下要铺设毛石及毛石混凝土进行加固，两端三米范围内采用毛石混凝土，管口其余位置采用毛石进行加固。

4.7安装钢管及闸箱

待所浇筑的混凝土初凝后，进行钢管和闸箱的安放，钢管及闸箱安放后，采用5mm贴角焊缝将排水管法兰与集水井焊接牢固。在出水口安装防止海水倒灌的挡水板。

4.8铺设毛石混凝土

钢管铺设完毕后对两钢管间隙进行毛石混凝土填缝，填缝毛石混凝土采用微膨胀混凝土，填缝应密实。之后进行30cm厚毛石混凝土（堤心）浇筑，浇筑完成后在毛石混凝土之上铺设600g/m2高强土工布一层。

4.9铺设充填袋

首先由测量人员对充填袋铺设位置进行放线定位，定位结束后，将加工好的充填袋按照放线标示展布完毕，即可进行充砂作业。

4.10充砂作业

确认袖口与充填管连接完毕后开启泵机进行充填，充填砂袋时，首先沿长边方向进行充填，避免应力集中損坏袋体，并在充填过程中经常调整出砂管口方向，防止袋体在充填过程中受力不均而移位变形，待袋体固定不再发生位移时，再次充填，直至达到理想的充满度。在充填过程中如一次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，再进行二次或多次充填，直到理想的充填高度。

4.11理坡施工

按照设计首先进行袋装砂理坡，砂袋采用聚丙烯编织布，单位面积质量不少于80g/m2，宽为50cm，高为20cm。充填三角缝时自下而上进行，袋装砂必须充满整个三角区，外观尺寸需满足坡比要求。完成袋装砂理坡后，进行复合土工布铺设，复合土工布铺设范围以将充填袋与其层间袋装砂性土全部遮挡为原则，内外均应留2.0m左右的余量。土工布铺设时应留有余量，土工布长度方向应垂直于围埝轴线布置，长向搭接长度不小于1000mm。沿宽度方向的接缝，缝接时，搭接长度不小于100mm，现场缝制；搭接时，搭接长度不小于1000mm。

4.12铺设模袋混凝土

混凝土模袋加工成长方形，其尺寸宽度以护堤坡长断面为准，同时考虑增3%富裕量以备充灌时收缩量的储备，长度一般为10m左右，袋体厚度按设计要求加工（40㎝厚）。铺放作业是将卷好的模袋按设计位置在坡面上打开，在打开过程中应使模袋始终保持向下拉紧的状态，因此，操作者不但要向下滚动模袋卷，而且要随时向下拉紧模袋，另外还应注意使模袋与已有模袋砼之间的搭接宽度始终控制在15-20cm，这样不仅保证了拼缝严密，而且保证了新铺模袋位置相对于已有模袋砼不发生偏斜，使模袋边线与堤轴线之间的垂直关系能很好的承袭下去。最先施工的一块模袋边线需用经纬仪控制，以保证上述垂直关系，模袋铺设前进行人工细理坡，保证二片底层的平整度，确保模袋混凝土浇注的厚度。模袋铺至坡脚后，用砂袋进行压载，然后将坡肩端的手动葫芦打紧，模袋铺放即完成。充灌施工期间2人扶住泵管，以防其有较大的摆动，同时掌握灌口混凝土压力，当出现该处混凝土压力持续上升时说明混凝土在模袋中流动减慢，此时应适当降低充灌速度，当发现模袋内砼流动受阻时，可采取用脚踩踏的方法进行疏导。在一排灌口充灌完毕后，应将坡肩端的锚固绳具适当放松，以防模袋由于充涨收缩而过分绷紧，造成充灌困难，甚至将模袋拉坏。一个灌口充灌完成后，即将灌布套内混凝土清除，将布套塞进灌口并缝合灌口，然后将模袋表面冲洗干净。对于水下的灌口，可以只简单地将布套绑扎封闭。充灌混凝土的技术关键是使混凝土具有良好的流动性及和易性，并保证充灌作业的连续进行。

4.13砌筑混凝土挡墙

利用已形成的路作为施工通道，运输混凝土至现场进行现浇施工；首先利用预留槽安装模板，模板安装后要确认牢固；混凝土浇筑要控制密实度，浇筑完成后表面进行平整。待混凝土形成强度后拆除模板。

5.质量控制和验收标准

5.1土方开挖、拆除浆砌块石：开挖至设计标高，围埝开挖应平整。

5.2铺设土工布倒滤层：清除尖状石块，土工布沿长度方向不得搭接，宽度方向采用缝制连接，水下施工搭接宽度不小于1000mm，陆上施工搭接宽度不小于500mm，双缝缝合

5.3浇筑毛石混凝土层：铺设均匀。

5.4砌筑块石底座、毛石混凝土基础、C25混凝土基础：砌筑到设计标高。

5.5安装钢管及闸箱：钢管由围埝内向围埝外成一定坡度，相邻闸箱间紧密安置。

5.6浇筑毛石混凝土层、铺设上部高强土工布层：毛石混凝土层要求铺设均匀，高强土工布倒滤层铺设要求见要求2。

5.7充砂带充填：充填均匀、搭接严密，袋体达到设计高度。

5.8铺设模袋混凝土：铺设均匀。

5.9铺筑挡浪墙：满足最终宽度、高度要求，平整度要求。

6.结语

通过对临海围堰泄水口布设的探索研究，深刻的认识到在临近海洋一侧布设泄水口施工时需要更加注意泄水口的安全、环保及效益，尤其要提高泄水口的防渗措施。本文通过对临海围堰泄水口施工经验的介绍，希望能对有类似施工环境的工程具有借鉴意义。

参考文献：

[1]JTJ250-98.港口工程地基规范.

[2]JTS257-2008.水运工程质量检验标准.[3]JTJ226-97.港口建设项目环境影响评价规范.

[4]南通港吕四港区匡围工程施工方案.