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漳州LNG项目护岸施工遭遇的损坏及防护措施

2017-10-30马俊杰

珠江水运 2017年18期
关键词:护面季风大块

马俊杰

摘 要:漳州LNG项目接收站的填海造地工程为其先行工程,由于防波堤没有先行施工而先进行护岸及填海造地施工,护岸施工时毫无掩护,实际就相当于临时防波堤。文章就该工程护岸施工过程中遇到的几个问题及采取的解决措施进行简要介绍,为后续防波堤施工及类似工程提供一些经验。

关键词:LNG项目 扭王块

1.工程概况

漳州L NG项目位于福建漳州兴古湾,填海造地工程形成陆域面积39.3万m2,新建护岸总长为1764.8m,其中东护岸243m,南护岸1176.8m,西护岸345m。护岸为带胸墻的抛石斜坡堤结构,外坡坡度为1:1.5,扭王字块体护面,扭王块规格分别为6~T,扭王块下设大块石垫层,坡脚设护底块石。上部防浪墙高度分别为5~8m,堤顶设7m宽砼道路。护岸典型断面图如图1所示。

2.主要自然条件

工程所在地春、夏两季以SE向风为主,秋、冬两季以NE向风为主。秋冬季节风力较大,平均风力4~5级,最大6~7级,极大风力可达8~9级。该地区6~10月经常受台风袭击,平均每年6~7次,最多年14次(1961年)。

3.冬季季风造成的破坏及其原因分析和采取的防护措施

3.1冬季季风造成的破坏

工程于2014年1月份开始进入东护岸施工阶段,施工以自岸侧向海侧陆推推进为主。刚伸入海侧便受到大风浪的冲击,大风可达9级,每次持续约3~4d。堤心石破坏严重,堤身高度降低约1~4m,堤头里程倒退,300kg以下小块石基本被拖入大海,外侧坡度被拉大至1:3左右,内坡块石被冲刷至坡底。

3.2季风造成的破坏原因分析

冬季季风之所以能对本工程造成很大的破坏,与工程所在地有重要关系,本工程位于无掩护的开敞海域,且正好处于兴古湾岬角,无风三尺浪形容当地最恰当不过。冬季季风天,风力可达9级,伴随着波浪、潮流的综合影响,使得涌浪周期变至长约6~12s,能量巨大。堤身造成破坏主要有以下几点原因:

(1)块石规格过小,外侧没有及时进行大块石防护。设计护岸堤身块石重量为0~500kg,这么小的块石根本无法抵抗巨浪的冲击。

(2)受地形影响,护岸所在位置的海浪呈现出旋转流特征,并以兴古湾东端岬角为分界。护岸随着向前延伸,受旋转流影响加大,加之遇到大风及长波涌浪的影响,堤头位置随着涌浪的来回往复旋转而被切削、冲刷,块石被拖入内、外侧海中,致使堤头里程倒退。

(3)内侧无依靠。本工程主要为吹填造地,护岸内侧设计为吹填疏浚土,故护岸没有合拢无法进行吹填施工。由于内侧无任何依靠,且距坡底深约15m左右,波浪越过坡顶后,直接冲刷护岸内侧,将块石冲入坡底,使内坡迅速变缓。

3.3应对季风造成的破坏采取的措施

季风季节虽给护岸施工带来了难度和损坏,但可以根据天气情况提前进行防护。针对季风的特点及其造成的影响,采取以下措施:

(1)增大块石重量,并及时对外坡采用临时防护。后续施工中,将块石重量提高到0~3000kg,特意挑选了大块石抛填至外侧,并在风浪小的时候及时利用大型挖机进行理坡,在理好坡的外坡顶部堆放大块石,并摆放了一排22T扭王块以减少越浪量。

(2)堤头根据天气变化适时采用大块石填筑。针对旋转流造成的破坏,根据天气预报及时调整堤头填筑用料,风浪较小时填筑常规堤心石,遇到天气变化及风浪较大时便填筑大块对堤头进行防护。

(3)对东护岸内侧进行抛砂防护。本工程东护岸条件最为恶劣,受风浪影响最大,且东护岸为后期护岸推填的施工通道,若无法保证东护岸的安全畅通则后续工程基本无法施工。为此,对东护岸内侧抛填了一条宽30m的砂堤。

采取以上措施后,并加快了填筑进度,季风季节的大浪没有再对堤身造成大的影响,东堤于2014年5月份(季风季节后)施工完成,且此后即使遇到台风亦没有造成大的破坏。

4.台风造成的破坏及其原因分析和采取的防护措施

4.1台风造成的破坏

工程所在地每年6~10月为台风季节,台风距离工程所在地直线距离170km,风浪造成的影响最大。南护岸被台风横扫过后,整个堤身基本遭到破坏。对护岸的外半侧亦造成了很大的破坏。

4.2台风造成破坏的形式和原因分析

台风和冬季大风造成的破坏不同,台风来势凶猛,但持续时间较短(约6~12h)。对于本工程来讲,台风的破坏为表现为整体性,即被台风横扫后堤身高度整体降低。分析其分析其原因主要为:

(1)外侧护面结构没有形成。随着台风的到来,海浪波长变长波高变高,波能变的集中,海浪遇到护岸块石后迅速爬高,整体盖过护岸。纵使护岸靠海侧有大块石,但根本无法抵抗海浪的冲击,3h内大块石便被拉入大海。

(2)堤头没有采取有效防护。即使采用了临时防护,但由于时间紧迫,简易的临时防护往往无法抵抗台风的袭击。且堤头三面放坡,受强风及强浪的袭击,块石向三个方向滑移,迅速造成失稳,使得堤身高度自堤头向后不停降低。

(3)外侧块石理坡厚度不足,部分位置咬合不紧。涌浪首先将外侧咬合不紧处块石拉开缺口,紧接着将缺口内小块石拉入海中,随着小块石的流失,相邻的大块石垫层失去了支撑随之发生塌陷并被海浪持续拖入海中。

4.3应对台风造成的破坏采取的措施

应对台风的破坏比应对季风大浪造成的破坏要难得多,因为台风的威力巨大且不可预估,但还是可以采取一些措施,以尽量降低损失,以便台风过后及时修复,组织生产。针对本工程,采取以下措施:

(1)加高护岸并加快外侧护面结构的形成。加高护岸1.5m,填筑高度高出设计胸墙底板0.5m。并及时对外坡进行理坡,并及时安装扭王块护面块体,尽量缩短护面结构和堤头的距离。

(2)密切注意台风动向,及时对堤头进行防护。由于台风造成的破坏主要从堤头开始,故对堤头进行防护至关重要,采取的措施是大块石加C25砼灌浆防护。在收到台风信息时便将大块石向堤头进行堆积,并趁低潮利用大型挖机将大块石挖拋至堤头下部,使块石堆积厚度达到5m以上。

(3)加强大块石垫层的理坡质量。对大块石垫层理坡进行重点检查,力求一定要理到底部,大潮水低潮时进行下部理坡,小潮水进行靠上部位的理坡,并且要求一定要将大块石抛入海中以防止坡脚位置坡度不够,并且严格控制理坡厚度,厚度不达标者重新进行返工。

(4)及时进行护底块石抛填及对护面块体外侧进行3~5T反压防护。5月份后虽进入台风季节,但平时风浪较小,可采用船拋工艺。抓紧这个时间及时进行护底块石施工,为护面块体安装创造条件,且护面块体安装好后及时进行大块石反压。

采取以上措施后,后续台风虽造成了一定的影响,但损失大大减小,施工进度大大加快。随着后续护面块体的安装、上部防浪墙及陆域造地的完成,整个填海造地于2016年10月份基本完工。

5.结束语

综上所述,防波堤及护岸的施工期是最薄弱期,尤其是堤头及其附近位置,往往会因为防护工作及后续工序无法跟上而造成损失,必须引起高度重视。防护的方式需根据工程所在地的自然条件和工程的实际情况进行选取,但无论采用何种方式,能够快速推进形成整个防波堤或护岸结构是最有效的减少损失的办法。

参考文献:

[1]严恺.海港工程[M].北京:海洋出版社,1996.

[2]曹兵,靳克,周加杰.印尼Adipala防波堤施工期波浪与堤头防护分析[J].水运工程,2014(01):188-191+196.

[3]沈浩,韩时琳,赵利平.风成波浪与堤岸相互作用的综述[J].水运工程,2004(05):12-15+46.endprint

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