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关于上虞市世纪新丘治江围涂工程(标准海塘)建设的探索与思考

2015-06-02陈建军

科技与创新 2015年9期
关键词:结构设计

陈建军

摘 要:简要叙述了上虞市世纪新丘治江围涂工程的建设背景和工程设计中需要重点考虑的问题,并提出了相关的解决措施,以期为日后的相关工作提供借鉴和帮助。

关键词:标准海塘;结构设计;堤塘施工;涌潮

中图分类号:TV871.1 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.128

1 工程概况

上虞市世纪新丘治江围涂工程位于钱塘江河口尖山河段南岸上虞岸段,是钱塘江尖山河段整治工程的重要组成部分。该工程西端与上虞市九六丘一期北堤相接,东端与余姚岸段相连,围涂面积约为1 713.3 hm2,堤线总长14 332 m。其中,一线临江海堤11 098 m,下游规划港区段3 234 m(不包括世纪丘二、三期北堤3 582 m),均为百年一遇防洪潮海堤。该工程建设的主要目的是治理钱塘江尖山河段南岸上虞岸段,我市新增国土面积约为1 713.3 hm2,同时,也是为了保障绍兴滨海新城、上虞滨海新城和杭州湾上虞工业园区的建设安全,为绍兴、上虞经济建设提供稳定、安全的保障。

在建的世纪新丘保护区域包括绍兴滨海新城、上虞滨海新城和杭州湾上虞工业园区,这是绍兴市、上虞市工业经济发展的支撑平台和浙江海洋经济绍兴、上虞的主平台区域。同时,工程区域涉及到了在建的嘉绍跨江大桥、上虞卧龙电器专用码头、上虞污水外排口、新东进闸、拟建的3#排涝闸、虞北渔港和规划中上虞港区等省市重点基础设施建设。该工程位于钱塘江强涌潮地段,是钱塘江南岸江道变迁最敏感的区域之一。在工程实施的过程中,它会受到涌潮和台风的影响,所以,工程建设的复杂程度较大,对技术的要求也比较高。

2 工程设计施工需考虑和采取的措施

2.1 结构设计突出施工安全性和可靠性

由于该工程位于钱塘江强涌潮地段,江道变迁极其频繁。随着季节的变迁,江道变化出现“一周一小变,一月一大变”的情况,潮流流速最大为5~6 m/s,潮差接近10 m左右。该工程最关键的防冲设施板桩施工安全和运行牢固性尤为突出,原设计主要是在抛石坝外施工,所以,必须利用船只水上作业。要想抗御涌潮施工,就必须采用大型施工船只,但是,当处于低水位时,水深又不满足船只的吃水深度,无法在施工时保证船只和船上人员的安全。另外,在抛石坝外安装板桩时,由于江道变迁,板桩冲淤数模和设计计算的最大刷深在-11 m高程以下,板桩自立难度大,所以,必须采用防护板桩的相关措施,板桩两侧需抛设大量的块石,该部分抛石随着潮流的变化呈现出极不稳定的状态,进而影响使用的牢固性。针对上述情况,利用现有的坝体调整设计方案,采用堤塘内退的方法,将板桩安装在抛石堆内侧,建成200~300 m3/m的抛石坝断面方。这样做,能够确保板桩的稳定,将板桩安装在抛石坝内侧,把板桩施工由水上作业调整为岸上作业,大大提高了施工安全性。

2.2 堤身沉降处理

现有堤塘内退进行标准堤塘施工时,土堤在疏筑完成后,必须立即进行护坡结构施工。由于上虞海涂土方的可塑性大,固结时间长,人工难以戽实就会存在沉降问题,如果处理不好沉降问题,就会出现土堤沉降、护坡结构不沉降和护坡与土堤错位的现象。为此,采用绍兴县标准海塘建设的新技术——机械戽水密实处理。具体的处理方式是:先用挖掘机在土堤桩基进行机械扰动戽实,土堆每400 m为一段(200 m+200 m,交叉施工)。其中,200 m土堤疏筑高度在2 m左右,停泵疏土,泥浆泵疏土会尽早转移到旁边的200 m区域疏土,停泵疏土区域进行机械戽水,挖掘机从该段四周逐渐向内进行扰动土方,使水从土层中析出,加快固结。液化后的土体大约在10 min后开始冒气泡,大约20 min后冒水,有砂粒流出,并且出水量相当大,而排出的水体经排水沟汇集后会抽排或引出。第一次戽水后,土体并未达到处理效果,应间隔12 h后进行第二次、第三次戽水,直至土体中的大部分水排出,土体难以液化为止。一般处理次数为7~10次,时间约为5~7 d。挖掘机有效处理深度为3 m,这样交替进行,直到达到土堆疏筑高程。根据绍兴县施工后的结果,采取这种方式能有效控制土堤年沉降,使其处于1~2 cm以内。

2.3 交叉工程的协作性

对于上虞市世纪新丘治江围涂工程,其主体内部为北线一线标准堤塘,建设标准为100年一遇。但是,在建设过程中,其所涉及的交叉工程数量较多,自西向东分别为嘉绍跨江大桥、虞北渔港、3#排涝闸、新东进闸、污水外排口、临江码头(卧龙电器专用码头)和上虞港区等。标准海塘建设与上述工程的建设从时间上和位置上均是交叉的,所以,要周密考虑标准海塘设计和分期计划。

2.3.1 嘉绍跨江大桥

嘉绍跨江大桥建设需在2012年度,即2013年前建成,与标准海塘交叉的关键点在于施工栈桥。为此,该段标准海塘实施安排在2013年底,避开了大桥主体建设时间,以保证大桥建设。

2.3.2 虞北渔港

虞北渔港处于标准海塘4+347~5+154段位置。如果虞北渔港先期建设,那么,渔港二端与标准海塘的连接必须开塘作业。所以,该段标准海塘内绕并提前到2013年实施,使标准海塘和虞北渔港堤塘在施工和时间上有机结合起来。

2.3.3 3#排涝闸、新东进闸

3#排涝闸位于标准海塘堤线上,起于虞北渔港东侧,相关工作人员必须积极与市水利局沟通对接,及早落实其位置。新东进闸已建成通水,标准海塘与2座排涝闸闸体的衔接需督促设计单位落实具体的方案。

2.3.4 污水外排口

目前,污水外排口的临时排放口已基本建成。为了保证其与标准堤塘有机结合,管底高程必须在8.5 m以上,并在堤塘内侧50 m进行架高,架高至8.5 m以上,并落实相关加固措施,以满足现有堤塘内退后建成永久标准海塘的防渗防冲要求。

2.3.5 临时码头

临时码头处堤塘已内退20~30 m,既保证了目前临时码头的建设,也为标准海塘内退而不影响临时码头创造了必要的条件。

2.3.6 上虞港区

目前,上虞港处于初步设计阶段,由于港区标准海塘建设时必须结合港区建设的要求,所以,设计方案采取内绕至世纪丘北堤,其一线标准海塘结合港区共同建设,港区一线标准海塘位置采取临时促淤堤的方式设计,既减少了建设投资,也为港区研究和建设创造了条件。

3 工程建设时序上思考和计划

鉴于世纪新丘(标准海塘)建设工程量大、堤线长和自然位置复杂、各段标准堤所涉及的保护区十分重要,所以,必须要采取分期建设的方式。该项目实施时所处时段必须涉及台风期,同时,又必须考虑各工程之间的时序性。

3.1 分期建设的时序性

目前,海涂区域作为绍兴、上虞经济发展的重要平台,其保护区的重要性越来越突出,但是,由于工程所涉及的堤线长,经过多次分析、研究,根据区域内开发、建设的情况,工程分三期实施。

一期:虞北渔港(包括渔港)—临促二期东北角—世纪丘三期北堤交叉处(桩号5+154~11+098),长5 944 m。

二期:虞北渔港—九六丘外抢险固滩两端起点(桩号0+000~5+154),长5 154 m。

三期:下游港区规划海堤西堤(桩号XK0+000~XK1+502),长1 502 m;东堤(桩号DK0+000~DK1+732),长1 732 m;世纪丘二、三期北堤长3 582 m,促淤坝3 341 m。

一期建设重点保护杭州湾上虞工业园区东Ⅰ区和东Ⅱ区的建设安全,并且要将嘉绍跨江大桥、虞北渔港和标准海塘的建设期错开;二期保护上虞滨海新城运动休闲中心和绍兴滨海新城的建设;三期保护规划上虞港区的建设,并促进港区内的土方淤涨,以确保港区建设土方相对平衡。

3.2 工程各工序之间时序性的思考

由于该工程实施时受钱塘江强涌潮和台风的影响较大,所以,在工程实施阶段,必须要考虑各工序建设的时序性,重点要考虑堤塘开挖内退和台汛期防御的要求。

3.2.1 堤塘开挖内退与标准施工关系

该工程最大的工作量是板桩浇筑和安装,板桩浇筑完成后,必须到达安全期后才能运输安装。针对板桩量大、安装时间紧的特点,在开挖堤塘时,应考虑分段开挖,堤塘开挖一段,板桩安装一段。为了减少板桩安装受涌潮的影响,采取了围堰的方式,即开挖堤塘时,在已成坝体内侧留5~10 m的宽土方平台,防止涌潮潮流进入板桩施工区。对于堤塘开挖,笔者认为应选择在每年的10—11月,即每年台汛期结束后,至第二年的3—4月完成堤塘开挖和内退堤塘的疏筑,进而为标准堤塘护坡、护坦结构实施争取足够的施工时间。

3.2.2 台汛期防御要求

由于上虞海涂受台风的影响较大,一般均在07-15进入台汛期,8—9月份是严重影响期。为了保证该工程在建设时具有较强的防御台风的能力,在07-15前必须完成护坦工作,同时,9.0 m以下的护坡工程必须具备防台能力。

〔编辑:白洁〕

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