1 项目建设背景
上海市位于长江三角洲和太湖流域的东缘, 是我国最大的港口和重要的经济、科技、贸易、金融、信息和文化中心。自1993年党中央提出以浦东开发为龙头、带动长江三角洲及整个长江流域经济发展的重大决策以来, 长江三角洲地区经济迅猛发展, 同时上海城乡建设用地不断增加, 耕地减少量较大。因此, 合理、科学、有计划地利用滩涂资源, 是上海城市发展的需要。
目前, 高滩涂资源已明显紧缺, 大力开展中、低滩涂促淤圈围工作, 已成为缓解用地矛盾、保证二十一世纪上海可持续发展的一条最有效途径。崇明北沿圈围工程是在这样的大背景下实施的滩涂造地工程, 工程包括高滩围堤及夹泓围堤二个子项。崇明北沿圈围工程现已实施完成, 运行良好, 但在施工过程中出现严重的龙口涮深, 造成了较大的经济损失。现就此问题出现的原因作分析, 以总结经验和教训。
2 夹泓围堤概况
2.1 夹泓围堤及龙口设置
夹泓围堤长度为1468.08m, 设置一个龙口, 设置在夹泓围堤最深处中段 (中心桩号为夹泓围堤桩号0+800, 滩地平均高程为-1.80m, 吴淞高程) 。
2.2 龙口结构设计
龙口宽度:龙口底部 (高程-1.80m) 宽度为250m;龙口上部 (高程4.00m) 宽度为308m;龙口护底:采用砂肋软体排护底 (护底高程为-1.8m) , 软体排尺寸为398m×187.5m;龙口护底压重保护结构:“4个堤头及各50m外伸段坡面均采用一层铅丝石笼保护, 龙口段内外棱体下部采用200mm厚袋装碎石和铅丝石笼一层镇压保护, 棱体内外及及中间的龙口护底采用铅丝石笼网格加大块石镇压保护, 铅丝石笼单重1t, 间隔4m, 大块石单重≥80kg, 呈间隔布置, 压重达150kg/m2”。
2.3 龙口涮深
在本工程实施过程中, 发生了龙口严重涮深的现象, 最深处达-16.0m。
3 龙口涮深原因分析
3.1 设计原因
3.1.1 工程龙口直接设置在深达5.5m厚的淤泥层上欠妥
本工程《地勘报告》单位在报告第4.1点中对设计单位作了如下提示:“本工程围堤、坝当采用第 (1) 层淤泥质粉质粘土为天然地基持力层时, 需考虑基底强度低、压缩性高的不利因素以及层厚变化造成地基不均性影响, 建议清除表层淤泥层并采用渗透性好的垫层材料加速排水和地基土固结。第 (2) 层砂质粉土夹粉质粘土, 工程特性较佳, 但具1-1有一定不均匀性, 设计时应予以注意。”但设计未予充分重视。
3.1.2 在未经处理的淤泥质粉质粘土 (俗称烂污泥) 的滩地上直接铺设砂肋软体排
根据交通部《水运工程土工织物应用技术规程》明确要求:土工织物不宜直接铺设在淤泥质软土上, 宜在织物和软体和软体之间设置砂垫层, 其厚度水上不小于0.5m, 砂垫层宜采用中粗砂, 本工程施工图设计采取直接在淤泥质粉粘土上铺设砂肋软体排, 软体排由230g/m2丙纶长丝机织布和150.00g/m2涤纶无纺布针刺复合而成。施工单位借用“长专3号”铺排船铺排, 前后历时1个多月完成铺排, 以后陆续在软体排上抛填大块石和笼装块石压排, 当南北吹填管袋分别吹填到K0+970m和K0+620m桩号, 即夹泓围堤龙口宽度350m时, 通过现场观察和测量发现:在抛石坝头水流明显加快, 多处出现旋涡, 听到哗哗的响声, 发现软体排有漂浮现象, 这说明滩面已经冲涮, 并形成沟槽。
3.1.3 排上压载偏差造成砂肋软体排搭接处破坏
由于设计未按《地勘报告》提示要求, 采取适当的地基处理措施。同时砂肋软体排的搭接宽度仍按常规设计成2m。当水上抛投沉放笼装块石发生偏差时 (砂肋软体排搭接处无笼装块石压重, 而搭接处两侧有笼装块石压重) , 会导致排下淤泥的流动, 造成搭接处的砂肋软体排向上隆起形成淤泥包, 当达到一定程度时, 特别是在潮流的作用下, 将搭接处排下淤泥带走而形成龙口护底破坏, 造成龙口破坏。
3.1.4 堤头压载造成砂肋软体排的撕裂
根据《夹泓围堤龙口结构图》说明“4个堤头及各50m外伸段坡面均采用一层铅丝石笼保护, 龙口段内外棱体下部采用200mm厚袋装碎石和铅丝石笼一层镇压保护, 棱体内外及及中间的龙口护底采用铅丝石笼网格加大块石镇压保护, 铅丝石笼单重1吨, 间隔4m, 大块石单重≥80kg, 呈间隔布置, 压重达150kg/m2”。由于4个坝头处的压力远大于非坝头处的压力, 造成排下淤泥向坝头边压载较小处挤压, 形成向上隆起的淤泥包, 一方面坝头处加载对排体产生向下的撕扯力, 另一方面非坝头处由于挤淤的作用, 使排下淤泥包进一步向上鼓起, 形成对排体向上的撕扯力, 从而形成软体排排体撕裂破坏 (特别在搭接处, 更可能形成搭接破坏) 。在涨落潮流的作用下, 带走排下的淤泥, 从而形成龙口护底破坏。
3.2 施工原因
3.2.1 施工经验不足, 质量难以保证
砂肋软体排搭接宽度未达到设计要求的2m, 加速龙口涮深的形成。施工单位从未进行过同类砂肋软体排的施工, 缺少铺设砂肋软体排的经验, 因此很难保证砂肋软体排的搭接宽度达到设计要求的2m。由于设计缺陷存在“先天不足”, 又因铺排质量难于保证 (搭接宽度很有可能小于2m) 的缺陷, 加速了龙口护底坡坏。
3.2.2 缺乏自有设备, 延误工程主要节点
由于铺排作业船为非施工单位自有设备在铺设软体排前期由于租借出现问题造成铺排船未能及时到位或到位后又给调走, 使得龙口段软体排铺设的最终完成日期比计划工期延后了26天, 相应龙口内、外棱体抛石合龙也延后1个月。由于合龙延后, 长江水位升高, 这也是造成本工程龙口涮深的原因之一。
3.2.3 擅自缩窄龙口宽度, 是龙口涮深的主要原因
在夹泓围堤龙口段施工时, 设计施工图要求的龙口上口宽为308m, 下口宽为250m, 施工单位在组织抛石船水上龙口处抛石时擅自缩窄龙口宽度100m, 与设计施工图要求宽度有较大的差异。造成龙口处水流加速, 达5.0m/s这是造成本工程龙口涮深的主要原因。
3.3 施工监理原因
夹泓围堤龙口施工时施工单位擅自缩窄龙口100m, 导致严重后果, 施工监理未及时制止并要求施工单位按图施工, 是施工监理的严重失职。
4 结语
强调施工监理单位职责、技术素质与责任心, 选择整体素质较高的监理单位、技术素质较高的总监。今后同类型促淤圈围工程招标时, 提倡设计、施工联合体招标模式, 必须在招标中重视施工单位有无类拟工程的施工经验及与工程施工相匹配的自有设备能力, 避免发生重大技术缺陷的发生。对于施工难度极大的工程, 提倡成立专项指挥部, 邀请有关方面领导、专家, 及时解决工程实施过程中出现的问题, 使工程顺利实施。
摘要：长江滩涂圈围造地是缓解上海用地矛盾的有效途径。本文介绍了崇明北沿滩涂圈围工程, 该工程位于崇明岛北部。工程包括高滩圈围大堤4126m, 夹泓围堤1468.08m, 夹泓围堤上设置一个龙口。龙口设置的合理性及龙口顺利合龙是保证圈围工程实施的关键。本文分析了崇明北沿圈围工程施工中龙口严重涮深的原因及其应该吸取的经验与教训。
关键词：围堤,龙口,涮深