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多港池龙口合龙施工部署及优化措施
摘要
围堤龙口合龙是围海造陆工程中十分重要的施工内容,是涉及到整个围堤成败的关键所在,而在多港池围堤工程中,各港池龙口的合龙更是相辅相成,须进行认真分析,制定出最优的施工方案。本文结合临港经济区三期14区围堤及部分吹填工程的实际情况,针对港池中各龙口的合龙备件和时间的选择,龙口的宽度及舍龙顺序制定最优的施工部署及优化措施,希望能为后续类似工程的施工提供借鉴。
1、工程简介
临港经济区三期14区围堤及部分吹填工程分为东一区(2. 06km2)、东二区(1, 80km2)及西区( 1km2)三个小区,。其中外围堤BJ段总长为2957. 2m;内隔堤CI段为2060. 2m(含跨越渤西管线EF段200m),GH段长为1875. 8m(其中各区龙口预留位置如图一所示)。
围隔堤顶标高设计为+6. Om,施工区原泥面标高为-2- Im~-3. 3m。
BD段围堤主体结构断面基础及堤心采用通长砂被+打设塑料排水板+充填砂袋;IC段隔堤需跨越渤西管线,F点以北隔堤采用通常砂被十打设塑料排水板十砖渣土,E点以南采用通长砂被十打设塑料排水板十充填砂袋;跨越渤西管线施工采用大面积吹填泥进行,泥面吹填至
+5Ⅲ后,采用填筑砖渣土形式进行跨越管线;)GH段隔堤采用通常砂被+打设塑料排水板十砖渣土。
该工程所处海域潮位特征值如下:
最高高潮位?5. 81m
最低低潮位?--1. 03m(1957年曾出现最低潮位-1, 08m)
平均高潮位???3. 74m
平均低潮位?1. 34m
平均海面??2. 56m
最大潮差??4. 37m
平均潮差??2. 40m
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图一总平面布置图
2、各龙口施工工况分析
分析该工程的工况可以发现,,涨落潮过水量较大、水流速度快,合龙施工难度较大。为此,在最外侧大龙口合龙前,我们需对各龙口合龙进行合理部署安排,合理安排施工进度,制定最优的施工部署及优化措施,保证龙口顺利合龙。
首先,我们对该工程EF、BC、GH段三个龙口依次进行分析。
因为有渤西管线两条输油、输气管线穿越EF段龙口,为确保管线安全,设计要求EF段龙口施工采用大面积吹填泥形式进行,泥面吹填至+,采用填筑砖渣土形式进行跨越管线。所以,EF段龙口需待BC段及GH段龙口合龙,围区合围后进行。
IF段围堤主体采用砖渣土施工,预留龙口长度70米,,潮汐流通水量可达近200m3/s,为减小龙口合龙压力,可以等待BC段龙口宽度缩小至一定程度,港池内潮差变小后进行最后合龙。
BC段围堤主体为充填砂袋,龙口段充分考虑本工程施工区域的地理位置及潮位变化,根据水力计算结果先采用充砂袋立堵,将500m宽龙口缩窄至300m,然后采用抛石平堵方案,直至高潮位不过水。而在该龙口合龙前,先将IF段龙口合龙,减小围区面积,可大大减轻该龙口合龙压力。
由此可见,该工程BC、IF段两个龙口合龙最佳施工方案为两个龙口同时进行施工,对两龙口施
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工进度进行合理控制安排,确保两个龙口相互减压、相辅相成。
3、龙口水力计算
堵口水力计算的内容是拟定龙口尺寸和计算龙口水力要素,一般采用水量平衡法和宽顶堰流的水力计算公式相结合得到。

水量平衡原理计算公式为:
?Q0?Qs?Qf?Qp?*?t?W2?W1 () ??
式中 Q0 -计算时段内内陆流域来水平均流量(m3/s).为0;
Qs----计算时段内水闸泄水平均流量(m3/s),为0;
Qf----计算时段内龙口溢流平均流量(m3/s);
Qp——计算时段内龙口堆石体渗流平均流量(m3/s),取为0;
△t——计算时段,可取600s~1800s,本次计算取1800s;
W2---计算时段末围区容量(m3);
Wl---计算时段初围区容量(m3)。
围区水位过程线的计算步骤:
1)选定计算时段△t;
2)选围区起始水位hl,可选用水闸底槛高程或稍高一些;
Qp1,3)根据初始外水位高程Hl和hl,计算Qs1、并与Q0(如有)相加得∑Q1;本工程Q0=0,Qf1、
计算时不考虑。
4)假设时段末围区水位h2;
5)根据时段末外水位高程H2和h2,计算Qs2、Qf2、Qp2,并与Q0(如有)相加得∑Q2;
6)计算△W,△W=×(∑Q1+∑Q2)*△t;
7)根据hl,在围区库容曲线上查得Wl;
8)计算W2,W2=WI+△W;
9)根据W2在围区库容曲线上查h2,若h2和假设的h2的差值大