龙口合拢施工技术在吹填工程中的应用

张 辉，张 涛，孙 策

(长江水利委员会长江岩土工程总公司，武汉 430010)

新通海沙南通开发区上段岸线综合整治工程第2标段，位于江苏省南通市经济开发区苏通大桥上游1.0km至通常汽渡之间。工程区上接澄通河段通州沙汊道，下连长江北支和南支河段。工程上起南通荣达印染场，下至苏通大桥上游约1.0km，长江岸线总长约3.5km。工程新建围堤总长5510m，形成陆域面积279.3万m2(合279.13hm2)。主要工程项目包括堤基处理、围堤填筑、围堤护坡、堤顶道路、堤顶防浪墙、围区吹填及临时工程等。工程等别为Ⅱ等，主要建筑物围堤等级为2级。

1 龙口设置

1.1 龙口宽度及底高程选定

按照设计施工图纸及本标段现场实际情况，决定在地势较高且平坦的纵堤位置桩号2+225处设置龙口(原滩地高程-1.2m)，经现场实际测量最高潮位标高为2.3m(85高程)，龙口底高程选定为1.05m，龙口宽度为80m。

1.2 龙口基础设计及施工

龙口建成后，每天要经过潮水位两涨两落四次进出水流冲刷，龙口极易受损，为此，龙口基础要采取可靠措施进行施工和防护。

根据滩地高程计算，龙口底部软体排以上至龙口底部最少设置4层充泥管袋，其中最上面一层充泥管袋宜采用200g/m2高强防老化聚丙烯纺织布缝制，以便加强龙口保护，龙口两侧顶头袋装砂用200g/m2高强防老化聚丙烯纺织布充泥管袋叠成1∶3坡式结构。

龙口设置与砂被施工同步进行，不能等全堤身棱体充泥管袋棱体上升后达到一定高度再施工龙口基础，这样会造成龙口段滩地刷深，加大龙口基础施工困难。

在纵堤软体排铺设后进行砂被及袋装砂棱体通长铺设，施工至标高0.55m再铺设厚度为50cm的一层砂被，利用砂被找平形成一个完整的水平出水通道，再在砂被顶部覆盖一层230g/m2高强防老化聚丙烯纺织布，表面块石压载，垂直于主堤轴线，每隔3.0m设置通长砂肋袋，管袋直径30cm，为了减少护底结构两侧冲刷，护底施工后围堤外侧水下抛石固脚一并施工，以控制水流速度，降低保护期间进出龙口的水流速度。护底底部高程为1.05m，即龙口底部高程为 +1.05m(见图1)。

图1 龙口断面设置示意图

1.3 龙口管理与保护

因为隔堤构筑时部分定位船趁潮通过龙口进出，为防止进出的船只损坏龙口，派专职安全员负责管理，如果发生龙口被船或水流损坏立即采取必要的措施进行修复。

1.4 龙口合拢备砂

龙口合拢的主要材料是砂性土，砂性土在采用泥浆泵灌袋的条件下，泌水固结块，在连续加载的施工条件下，充泥(砂)管袋堤身稳定，不会滑坡。另外，龙口合拢时施工速度快，袋体进浆压力大，可能会产生袋体破裂，损失砂土，为此，在龙口合拢前必须在龙口两侧备足砂源，龙口备砂应选择比一般堤身充泥管袋土质渗透性更好的砂性土。在保证砂袋充盈率为80%～85%施工要求的同时，保证备砂数量达到龙口合拢土方数量的两倍。

备砂数量根据龙口断面计算为6984m3，合拢备砂量为14000m3。

砂备于龙口两侧，便于龙口合拢时从两侧取土，减少合拢时的相互干扰。

1.5 机械准备

龙口充泥管袋棱体施工采用水力冲挖机组即泥浆泵施工，龙口合拢第1次平堵隔水(标高至+2.05m)充泥管袋棱体土方为1088m3，泥浆泵的生产效率选定为30m3/h，吹闭气土40m3/h，合拢时在5h内龙口段第1次棱体封堵必须超过下一低高潮位，在10h内(即两潮水)必须完成二次合拢，在48h内必须完成龙口闭气与加高加宽工作。

经计算，第1次封堵所需泥浆泵数量为1088/(30×5)=8台(安排10台);第2次封堵所需泥浆泵数量为1415/(30×10)=5台(安排8台);填芯砂加宽土方泥浆泵所需台数为3626/(40×24)=4台(安排6台)。

2 龙口合拢施工方法

2.1 合拢总体安排

龙口合拢分3步。第1步做好充分的准备，包括组织准备、材料准备、机械准备和后勤准备;第2步当合拢条件具备时，首先进行一期封堵，清除龙口障碍，抛石阻流采用充泥管袋先切断水流实施平堵，将外侧一期棱体突击到计划高程;第3步在实现一期平堵以后，继续实施龙口加固措施，吹填闭气土，加高培厚堤身，达到整体提身宽度、高度要求，消除安全隐患。

2.2 龙口合拢程序

龙口合拢流程见图2。

图2 龙口合拢流程

2.3 龙口合拢方法及措施

2.3.1 合拢前清障

当潮水位降至龙口底部以下，围区内的水位也降至距龙口底部20～30cm时，进行合拢前的清障工作，清除龙口底部上的砂肋袋，覆盖的土工布、块石等障碍物。

2.3.2 合拢方法

龙口合拢时采用临时抛石棱体合拢与外棱体位置袋装砂闭气相结合的合拢方案，待合拢条件全部具备时，进入龙口合拢阶段，合拢时先进行临时抛石棱体的抛石合拢，采用抛石船吊运抛放方法，使龙口外侧抛石棱体合拢(标高+2.0～+2.5m)，再进行堤身部分袋装砂棱体合拢。

袋装砂棱体合拢主要按以下步骤进行:在低潮位进行第1次堤身砂袋充灌平堵隔水，标高至2.05m;第2次进行外棱体水上施工封堵，达到4.0m标高，完成外棱体龙口合拢;最后进行龙口范围内堤芯吹填砂以及内棱体合拢施工。

2.3.3 龙口合拢具体措施

a.临时抛石棱体。临时抛石棱体合拢采用吊运平台直接平抛的办法，组织运输船靠近吊运平台，使用吊机直接抛石，提高抛石棱体高度至+2.5m高程。

b.堤身袋装砂棱体合拢。在龙口合拢时，袋装砂棱体每层厚度按50cm左右控制，铺设时由龙口两侧向中间推进，袋与袋之间必须做到紧密接触，不留渗漏通道，每层袋表面做到平整无凹凸。上层袋在施工时必须与下层袋错缝交叉，消除通缝，确保上下层袋之间互相交叉搭接。

砂袋铺设应确保上下层砂袋错缝搭接，搭接长度一般为5m，底层砂袋施工完毕后再进行第2层砂袋施工，同时严格按设计坡比进行施工，先用通长砂袋铺设2层，最后利用低潮位时候突击加高袋装棱体至+4.0m高程进行龙口合拢，断水后再进行堤芯吹填砂和加固棱体施工。

c.龙口合拢强度计算。龙口堤身外棱体袋装砂合拢分两个阶段进行施工，第1阶段龙口位置二级棱体底2层通长砂袋施工至+2.05m进行断流隔水，第2阶段二级棱体一次性加高至+4.0m。

龙口第1次封堵至标高+2.05m，进行平堵断流，采用8套15kW泥浆泵(备用2套)分开进行施工，每天完成8套×5h/天×30m3/套·h=1200m3，实际需完成土方1088m3，一潮水完成。龙口第2次加高至标高+4.0m，采用5套15kW泥浆泵(备用3套)分开进行施工，每天完成5套×10h/天×30m3/套·h=1500m3，实际需完成土方1415m3，一潮水完成。

一期平堵以后，继续实施龙口加固措施，吹填填芯砂，加高培厚堤身，达到整体提身宽度、高度要求。填芯砂土方为(17.8+19.3)×2×97.7=3626m3，泥浆泵所需台数为3626/(40×24)=4台(安排6台)。

充泥管袋平堵必须在安全、保质前提下快速进行，必须超过下一低高潮位，外棱体在安全封堵到顶后，接着进行外棱体内的堤身闭气土吹填，加宽、加高堤身，直至整个龙口断面达到设计标准。

3 龙口合拢保障措施

3.1 组织机构保障

为了健全龙口封堵施工管理制度，由公司成立施工领导小组，负责整体协调和管理工作，确保了龙口合拢成功。

3.2 人员保障

项目部统一安排管理人员进行现场值班，施工机械、设备由各班组安排值班人员进行24h值守，确保随叫随到，加强现场施工管理、施工协调等工作。

3.3 材料保障

封堵龙口期间应保证施工材料及时到场，并准备一定的储备量，特别是抛石合拢用的块石碎石包等，砂袋也要按各种尺寸要求加工一定的备用量。合拢用的储备砂量是龙口用砂量的2倍以上，砂质要良好。此外，还需要备用发电机、救生衣、下水裤、雨衣、照明设施、食品、饮用水、医疗急救等物资。材料计划数量见下表。

材料计划数量表

3.4 设备保障

必须保证测量定位系统、高程控制、潮位报告的可靠性，提前对使用设备进行维修检查，并配备好常用零件，安排专人值班，确保龙口合拢正常进行。

3.5 安全措施保障

合拢期间加强现场的安全管理，配备足够的救生衣、下水裤、雨衣，以保证人员安全。同时上、下班严格执行点名制度，防止发生意外事故。

合拢期间加强测量观测，对棱体沉降、位移及库区潮位进行跟踪测量，一旦发现情况及时采取措施，确保龙口合拢安全。■