钱塘江强涌潮区围垦工程施工方案的研究与实践

1　基本情况

钱塘江赭山湾九上顺坝围垦工程面积46617hm2,位于钱塘江强涌潮急流顶冲地带,地处萧山钱江农场附近,距杭州国际机场5km,距钱江二桥人口处3km,距钱江六桥1km,是萧山区今后经济发展的黄金地段。整个赭山湾整治规划从1958年开始,第一期工程至1970年完成,抛坝11km、筑堤1517km,既使白虎山至九号坝之间的海塘达到治江规划线要求。又围成土地333313hm2,现属萧山的红垦、红山等农场。第二期工程于1982年止,完成九号坝至东风角之间海塘8km。第三期工程从1984年开始抛坝至1989年完成,围涂34617hm2,剩下的从九号坝上游至东风角长512km,可围滩涂46617hm2,俗称“九上顺坝围垦”。该期围垦堤线按钱塘江治江规划线布置,是赭山湾最后一期围垦,距主江道最近,受涌潮急流破坏力最强,堆石坝多次抛筑,多次被冲断未能封堵,围垦难度很大。

2　围垦工程的研究与实践

2.1　本期围垦特点本期围垦工程是萧山区历史上围垦难度较大的一次,与其他围垦相比,具有3个特点。(1)高程低。该期围垦堤线长512km(已达到钱塘江治江规划线),堤线位置平均高程4103m,比平均适围高程518m低1177m,其中东风角0+000开始向东北方向至2+800段长2800m,堤线位置,最高高程517m,最低高程312m。3+200至4+800段长1600m段堤线位置最高高程为2165m,最低高程为0104m,平均高程1122m,是历次围垦中高程最低的一期围垦。(2)沙滩软。由于沙滩属新淤涨土,表层淤泥厚,滩涂面软弱易陷,行人困难,给架设高、低压线路、运输、安装变压器带来很大困难。(3)工程险。本期围垦工程于2000年2月份开工,属春季围垦,施工期雨水多,外江水位变化大而快,而且由于涂面淤软,原有抛石坝有大量块石被涌潮冲散,堤塘清基困难,堤身防渗截流难度很大。由于淤泥含量高,导致筑堤泥浆沉淀时间长,固结速度慢,堤身稳定加高难,大堤形成后又将受到梅雨季洪水冲刷和秋汛大潮顶冲的双重威胁,属萧山历次围垦中工程风险最大的一次。

2.2　本期围垦的实施方案本期围垦根据滩涂高程低、潮流沟深而宽、涂面软弱易陷、工程位置险要等特点,按照围垦结合治江的原则,制定了一次规则分两期实施的围垦方案。具体是全线采用上下游同时机械化抛石促淤,低高程段采用泥浆泵外江水下取土填淤,龙口深槽处采用堤线暂适当退进,筑临时过渡性围堰,形成内封闭,以加快龙口回淤,再按设计堤线完成围堤任务。其中:计划一期工程筑堤41247km(其中一线固定堤线长21262km,过渡斜堤11985km),围成面积280hm2;二期工程筑堤41105km,其中:一线固定堤线长31005km,过渡围堤111km,围成面积18617hm2。

2.3　围垦工程施工的研究与实践(1)平面布置。堤轴线的布置,根据原有地形与促淤的实际情况,除按规划线尽可能一次围成固定堤线外,根据一次规划分期实施的方案,又考虑滩涂适围高程拟定一期围涂范围,并尽可能围进原有1号坝节制闸,以便构通内地河道,解决必要水源与临时排涝通道,又达到了以围促淤的目的,还可争取时间,加固新围堤塘,加快实施二期围垦,以逐步创造条件达到规划要求治理江道的目的(图1)。

(2)设计标准。围垦一线堤塘按防御百年一遇洪潮水位的标准设计。同时,考虑到抛石坝几经涌潮冲动,造成堤塘部分基础夹有石方,难以清基。为了防渗需要,除有条件尽可能采用挖槽清石截水防渗外,在大堤内坡910m高程,加设5m宽的中平台和提高了护塘地的高程,使其达到710m,增加了堤身的渗径长度,提高了防渗效果。又根据筑堤需要土方量开挖沿塘河,以达到堤成河通的目的(图2)。

(3)围垦工程施工实践。本期围垦的施工方法,总体上可分为两种:即对一期工程采用小断面闭气、大断面跟进的施工方法;对二期工程采用留出龙口,全线推进的施工方法。抛坝促淤的方法选择。由于本工程处于坐弯顶冲的特殊地段,涌潮对工程破坏力很强,抛坝堵口的方法有两种:常规的抛石促淤方法,即先易后难,先完成上游3000m坝的堵口促淤,再抛堵下游最深最大的缺口;上下游同时挺进,这样可以减轻涌潮从下游进入后,对上游坝身的冲失程度和加快合拢的进度,提高促淤效果。两种方法经理论分析和实践比较,确定采用第二种方法,于11月25日两头挺进,获得满意的结果。抛石坝断面的确定。抛石坝断面的设计,既要考虑坝身安全需要与节省工程量投资,又要考虑工程实施时,作业面的需要。为此设计坝面宽为8m(双车道),高程采用在平均高潮位以上1m左右,即高程为810m。边坡1∶115—112。70%块石、30%石碴混抛,既达到坝身密实又有反滤效果,同时完成了施工交通路面,这样可保证作业时间与工程进度。抛坝促淤经验的探索。当初为了加速促淤的要求,暂留进潮口于400m,待上游280hm2淤涨围堤以后,抛石坝全线合拢,但发现余下的13313余hm2滩涂,因光靠抛石坝中渗水进入滩涂,促淤进度缓慢。经研究又选择在下游坝身较好、修复容易的地段,在高程610m以上开引潮促淤口子80m,加快了促淤进程,这样不到1个月的时间,余下的18617hm2滩涂除200余m缺口外,其余基本达到了适围高程,为实施二期围垦创造了条件。施工顺序与原则。要抓住小潮汛低潮位的有利时机,突击先筑小断面,把1d两潮拒之门外,再以快于(015～018m)/d增潮速度加高加固。同时为了解决取土困难,采用水上与水下、堤内与堤外同时取土,待小断面闭气以后,全部转入堤内取土,以加快进度,减少投资。龙口封堵。在进潮龙口部位,由于流速过高、高程低,堵口筑堤难度很大。采用适当退进200～300m,先筑临时月形子堰,以减少进出口水量,减轻退潮时水流对龙口的冲刷,使缺口自然促淤。实践证明,围堰筑成以后,不到半个月,缺口已基本淤平,再按规划线筑堤,这样顺利地完成了第二期堵口围垦18617hm2的任务。抛石护坡。在土堤竣工并经验收合格以后,立即组织力量,一面进行塘面泥结石路面修筑,一面在外坡铺土工布,抛50cm厚石碴反滤层,再抛块石厚1～115m护坡防潮、度汛,为大汛过后冬季建设永久性标准海塘打下基础。

3　结　语

九上顺坝围垦工程,经过精心的研究设计、科学合理的施工,自1999年10月30日开始抛石筑坝至2000年1月14日,抛石坝基本合拢(除400m预留缺口外),并于2月26日至3月15日完成一期围垦280hm2。紧接着对二期围垦滩涂采取促淤、填淤、回淤等多种措施,迅速填平了潮流沟和低洼滩地。从4月27日开始到5月初首先完成了龙口月亮形子堤,形成了二期围垦的封闭圈。6月7日至6月13日,按设计堤轴线要求完成了龙口的封闭。至此,九上顺坝250hm2围垦工程全面完成。实际共完成土方240万m3,抛石65万m3(其中抛石加固坝身及堵坝用石40万m3,抛石护坡25万m3),投工35505工,出勤泥浆泵5880台时,共投资5000万元左右。由于围区土地平坦,地层深厚,淡水资源可靠,排涝出口近,且位于大中城市和杭甬、杭金衢高速公路附近,交通便利,是发展鲜活高档农产品、副食品的优良商品基地。该区块濒临钱塘江,风景优美、交通便捷,是观潮、疗养、度假、农业园区观光和房地产开发的好地方;也是吸引外商投资办厂的黄金地段。其投资开发的效益估计是十分显著的。同时通过围垦拉顺堤线,改善湾道水流条件,束窄江面,刷深主航道,有利于发展航运事业,也完成了赭山湾九上顺坝段已经历38年的治江任务,因此工程具有显著的经济效益和社会效益。

相信经过以上的介绍，大家对钱塘江强涌潮区围垦工程施工方案的研究与实践也是有了一定的认识。欢迎登陆鲁班乐标，查询更多相关信息。