对粉砂土地基堵口设计方法的探讨(1)
毕业论文
2014/4/1
摘要：堵口工程是围垦工程的关键，历来受到各方的广泛关注，堵口的成败，往往在于堵口设计的好坏。以往大家对深港堵口和软土地基堵口技术讨论较多，且积累了大量的实践经验，形成了一套完整的理论和方法，但对粉砂地基如何进行堵口设计讨论较少，本文从慈溪市四灶浦西侧6.7万亩围涂工程堵口设计的实际，探讨如何进行粉砂基础堵口设计，并对平立堵方案的选择条件进行分析研究。提出适合粉砂地基堵口的合理方法，为我市杭州湾地区进一步围垦创造技术条件。
关键词：围垦工程 冲泥管袋 粉砂土 堵口
1、工程概况
慈溪四灶浦西侧围涂工程西起三八江以西2km，东至四灶浦十一塘闸，为杭州湾南岸庵东滩面西侧，本段滩面平均含沙量为1.2~3.2kg/m3,中值粒径0.02~0.06mm，泥沙来源主要来自长江口。围区涂面高程在2.7m（吴淞基面，下同），横堤（北堤）全长20.475km，西直堤2.25km，东直堤2.3km，中间设三条隔堤，总长6.44km，围涂总面积44.7 km2（6.7万亩），见附图一。本工程自2000年5月试验堤破土动工兴建以来，已完成东直堤全长2.3m，三条隔堤全长6.4km，西直堤2.3m抛石顺坝及12.5km长的横堤顺坝工程施工。并于10月底前完成了东ⅰ标片及西横堤大桥片的龙口合拢工作，东ii标也在11月10日完成堵口合龙。
围区西端处在杭州湾南岸西三潮沟末段，为防止西三潮沟对本工程产生不利影响，工程西段采用抛石顺坝作为抗冲刷的主要手段，其余堤段均采用泥心顺坝。工程分两期实施，一期实施马中湾直堤以东19km2和西隔堤以西8.66km2。本次堵口方案设计主要针对一期实施项目。
2、地基特性
本工程建于粉砂土地基上，其地层主要由砂质粉土组成，该土层干容重为15kn/m3，含水率w＝28.4%，孔隙比e＝0.790，压缩模量es＝12.00 mpa，c快＝5.9kpa，φ快＝29.9°，c固快＝6.2kpa，φ固快＝31.6°。其水平向渗透系数为2.07×10-4cm/s，经颗粒分析泥沙粒径以0.01-0.075mm为多数，不均匀系数d60/d10≈6。 粉沙土地基，一般地基的承载力标准值为120-170kpa，具有强度高，压缩性较低，最大的弱点就是抗冲刷能力极弱，极易被潮水冲刷形成潮流沟。
3、四灶浦西侧围涂堵口设计方法
3.1 龙口设置
一期工程主要由东隔堤、马中湾直堤、西隔堤和西直堤组成，自然而然形成三块万亩以上的围区，为保证每一块围区横堤的渡汛安全，分别设置龙口。本次堵口采用两种截流坝型式，即西隔堤以西的抛石顺坝型式和马中湾直堤以东的泥心顺坝型式。
渡汛大龙口宽度根据水量平衡原理进行龙口水利计算，根据《中国围海工程》中推荐的采用冲泥管袋施工情况下，要求控制流速不大于3m/s控制，考虑本围区围粉砂土地基，极易冲刷，因此在渡汛时我们控制最大流速不大于2.0 m/s，以防涂面冲刷，堵口时仍按不大于3m/s控制。龙口渡汛标准为汛期10年一遇高潮位设计潮型，堵口为非汛期5年一遇高潮位设计潮型，对不同龙口宽度、相同底槛高程进行多方案试算，经分析最后选定施工渡汛龙口要求如下：东片当龙口底槛高程3.0m、口门宽各为1000m时，最大落潮流速1.83m/s，最大涨潮流速1.49m/s；中片当龙口底槛高程3.0m、口门宽各为1000m时，最大落潮流速1.78m/s，最大涨潮流速1.52m/s；西区龙口龙口底槛高程3.00m、口门宽1200m时，最大落潮流速1.59m/s，最大涨潮流速1.59m/s；确定堵口龙口要求如下：西片堵口小龙口底槛必须抬高至高程3.30m、堵口前龙口缩窄至宽200m时，最大落潮流速3.00m/s，最大涨潮流速2.64m/s；中片堵口小龙口底槛高程必须抬高至3.50m、堵口前龙口缩窄至宽400m时，最大落潮流速2.62m/s，最大涨潮流速2.38m/s；东片堵口小龙口底槛高程必须抬高至3.50m、堵口前龙口缩窄至宽400m时，最大落潮流速2.79m/s，最大涨潮流速2.42m/s。实际堵口龙口西横堤为600m，东横堤两标段均为800m左右。
3.2 堵口时间选择
本工程海堤属三级海堤，龙口渡汛属临时性工程，根据《围海工程技术规范》规定，龙口水力计算设计标准的设计潮位重现值采用10年一遇，堵口合拢时小龙口一般选择在非汛期的小潮汛设计潮位重现值为5年一遇。
根据海洋水文分析，本地区12~4月份潮位较低，潮差小，对堵口最为有利。但从堵口其他条件如风浪、下阶段施工安排等考虑，排在10~11月份最为有利，虽然潮位略高，但可免受西北风对波浪增水和涂面冲刷的影响，并可使堵口合拢后，能在下一年的汛期到来之前，有足够的时间进行大塘土方加宽和加高，从而确保海堤安全渡汛，因此本次设计堵口时间确定西横堤和马中湾直堤~东隔堤之间在农历9月初5开始进行堵口、东隔堤以东放在农历9月21开始堵口，要求在7天小潮汛期间堵口全部完成。
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