象山县道人山涂围涂工程南围区龙口堵口设计要点

杨波泽 宇庆武

摘要：围涂工程的龙口堵口是海堤施工的关键节点，其堵口设计至为重要。道人山涂围涂工程南围区面积大、涂面高程低、风区长，施工条件相对较差，堵口施工存在一定的复杂性，为便于指导施工，在堵口施工前进行堵口设计，采用理论分析明确堵口控制要素，为成功堵口提供设计依据。

关键词：道人山涂；南围区龙口；堵口设计要点；象山县

1.工程概况

象山县道人山涂围涂工程位于宁波市象山县白岩山盐场外侧滩涂，围涂面积2.12万亩，海堤全长约5345m，设计防潮标准50年一遇。本工程围区属软土地基，地基土上部为新近海相沉积的淤泥、淤泥质粘土。海堤龙口滩涂高程相对较低在-3.0～-2.80m。属于开敞式海域，直面东海风浪大，破坏能力强。

根据设计，南围区总面积约1.7万亩，设置一个龙口位于南堤桩号2+000～2+600段，其中2+000～2+300段龙口平均底高程为-1.00m，2+300～2+600段龙口平均底高程为0.00m。為防止水流冲刷龙口，龙口段采用排水板碎石垫层基础处理后，采用单块重量不小于300kg的大块石对龙口底槛进行护底，龙口两侧坝头也采用块重300kg以上的大块石进行盘头保护，同时在内外侧块石护底范围外20m滩涂范围内涂面上先铺设3t/m有纺土工布一层，再在其上抛袋装碎石压重，每平米压重为100kg。

2.堵口水力计算

2.1设计标准

工程现处于施工状态中，本次堵口设计按照《2013潮汐表》中的预报潮位进行设计，经统计分析，堵口期间潮位未超过非汛期5年一遇标准，满足设计要求。龙口控制流速不大于4.0m/s。

2.2堵口时机选择和设计潮型

为确保龙口合拢后至2014年7月台汛期来临前，工程除坝顶及内坡未完成外其余均需完成，保证2014年渡汛安全，龙口合拢时间宜选择尽量靠前，堵口时间选择在大潮汛过后的小潮汛期，考虑到整个工程的工期要求，因此选择2013年11月底作为龙口合龙大致时间。

为堵口设计更加接近堵口施工过程中的实际情况，本次采用《2013潮汐表》中西泽港2013年11月的潮位预测资料，堵口设计潮型为通过《2013潮汐表》查得的预报潮型。经过对施工进度及预测潮位分析，确定龙口自11月22日（农历十月二十）开始堵口，日潮从2.29m逐步下降至1.54，因此建议堵口合龙时间为27日，最晚不得超过29日，以便有足够的时间进行土方闭气，12月1日前完成外侧和堤顶抛石保护。

2.3 堵口水力计算

2.3.1 口门宽度及布置选择

根据前期设计，道人山涂围涂工程度汛口门宽度南堤为600m，根据堵口施工强度要求，在汛期可适当压缩，堵口合龙前口门宽度需要根据束窄后龙口最大流速确定。

根据《滩涂治理工程技术规范》（SL389-2008）附录G，计算堵口的转化口门线，计算公式如下：龙口的转化口门线方程为： ；龙口转化口门线上的任一点的最大流速值计算式： ；

从上述等值线图可以得出以下结论：

（1）当采用较宽的龙口（300m以上），用平堵的方法，从水力指标来看，均能满足控制流速要求；

（2）当采用窄而深的龙口（龙口宽度小于100m，底槛高程低于-0.7m），由于水流过分集中，水力条件急剧恶化；

（3）当底槛高程高出平均中潮位0.4m以后，口门宽度对各水力要素的影响较小。

初拟三个堵口口门宽度方案：方案一：合龙口尺寸为B=300m；方案二：合龙口尺寸为B=200m；方案三：合龙口尺寸为B=100m。各方案的控制水力指标见下表：

经过分析比选，本次以水力条件与地基稳定情况较好、所留合龙段工程量适中的方案二作为推荐方案。

2.3.2 堵口水力计算

截流堤结构采用顶宽8m，顶高程为4.5m，两边坡为1：1.5的断面型式。堵口段海堤全断面设计成果与非堵口段相同。其底高程与非堵口段相同，迎水坡采用大块石保护，护面表层大块石单体重量不小于200kg。

按最大流速控制4.00m/s以下进行计算，南龙口每天进占33.3m，至27日下午，堵口合龙，将潮水挡出堤外。根据计算成果，在堵口过程中南龙口的各水力要素均能满足规范要求。南堤堵口计算合龙前逐日进行堵口计算成果如下：

3.堵口程序

①龙口修复。将冲损部位修复至设计断面；②龙口底槛抬高。南龙口底槛高程统一抬高至0.00m；③龙口束窄。将南堤龙口段束窄至200m（桩号位置为2+100～2+300），抛石抛至4.00m高程，分两层加荷，要求在堵口前完成3.0m高程以下的石方填筑，龙口完成截流后适时加高至4.00m高程，两层间歇期不小于30天；土方小断面施工至3.00m高程，可分两层进行加荷，两层间歇期不小于7天，要求在堵口前完成；④龙口截流。11月22日～27日龙口闭合，截流堤抛石立堵抛至3.00m高程，将潮水挡在堤外。至此完成龙口合拢。

4.施工强度复核

考虑储料系数1.5倍，200m截流龙口段工程量如下：龙口截流堤抛石量为0.75万方，小石坝抛石量为1.03万方，石料共需备料3.5万方（含截流堤加高所需石方）。土方回填至小断面3.0m高程，共需备料4.1万方。

根据实际测算数据，抛石单车次从料场装料——龙口卸料——回料场装料总需时为44分钟；按小潮期6个小时落潮计算：龙口堤头（料场供料）单车次抛填方量为：6小时×60分钟÷44分钟/车×10方/车=80方。按此计算，40辆车每日2车次计，每日可抛量为6400方石料，对照堵口截留抛填用料3.5万方，已满足6天堵口截流强度。

1.0m高程以下土方量为3.18万方，采用取土能力强的活塞式泥浆泵外海取土，填筑强度按2000方/d考虑，需实施16天满足工程填筑方量；1.0m高程以上土方量为0.92万方，利用城区外运客土和储备料），车载填筑强度按400方/d考虑，需实施23天满足工程填筑方量。

5.结语

5.1综合考虑施工进度、潮汐过程，选择非汛期11月的小潮汐期作为堵口施工时间，是堵口成功的基础条件。

5.2通过多方案比选计算确定堵口口门宽度和底槛高程，是堵口成功最为关键的控制要素。通过施工实际检验，本次堵口设计控制要素是正确的，龙口在11月27日顺利合拢。

参考文献：

[1]象山县道人山涂围涂工程初步设计报告[R]，宁波市水利水电规划设计研究院，2012.

[2]SL389-2008，滩涂治理工程技术规范[S].

[3]国家海洋信息中心编[J].潮汐表2013，2012.