圍墾新技術(shù)在上虞世紀丘工程中的應(yīng)用

徐佳法

摘 要：簡要敘述了圍墾技術(shù)在上虞世紀丘工程中的具體應(yīng)用情況，并介紹了該技術(shù)的主要施工方法和具體的注意事項，以期為日后的相關(guān)工作提供必要的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：圍墾方法；土工布袋；灘涂高程；國土面積

中圖分類號：TV882 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.137

1 上虞圍墾概況

上虞市海涂北瀕杭州灣，東連余姚市，西面與紹興縣隔曹娥江相望，地處錢塘江涌潮地段，潮漲潮落每日2次，并且潮水中含泥量較豐富，泥性為粉砂土，容易沉積，易沖刷。自1969年以來，相繼已圍成十三丘（包括新世紀丘一期南丘約733.3 hm2），面積共18 000 hm2。1991年以前圍成的各個丘均采用人工圍墾，除了允許存在部分潮流溝外，其灘涂地面高灘必須在3.1 m以上，堤塘土方全部采用人工填筑，堤外坡暫時擋潮依靠人工疊筑石渣草包，堤外拋石壩和護坡拋石采用人工抬運、雙膠輪車拉運、拖拉機拉運等，需要大量的勞動力，僅91丘東半丘4 700 m堤塘，人工筑堤所用勞動力多達6萬人以上，而七六丘圍墾時，一次動用全縣勞動力共10萬多人，并牽動縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及各部門的大量精力。1991年以后，采用機械化圍墾的方式，拋筑石壩從拖拉機逐漸向自卸車過渡，人工筑堤改用泥漿泵疏筑，堤壩外坡采用疏筑土工布袋暫時擋潮，并逐漸開始低灘圍墾，從而大大節(jié)約了勞動力、財力和物力?？偨Y(jié)上虞圍涂史，從開始圍墾時的高灘圍涂到1991年的低灘圍涂，直至2002年朝著深江要地的方向發(fā)展，逐步改進施工方法，應(yīng)用新科技、新材料和新機械，進一步推動圍涂工程的順利開展。

2 圍墾新技術(shù)的應(yīng)用

2002-12，上虞市世紀丘治江圍涂工程提出了圍涂設(shè)想，按照基本建設(shè)程序的要求完成了各項審批工作。該工程的圍墾面積約為3 653.3 hm2，計劃分三期圍墾，初步設(shè)計概算109 218萬元，總工期6年。該工程的實施既為上虞國土面積增加了約為3 653.3 hm2，緩解了我市東線海塘搶險壓力，并解除了虞北平原的排澇困難，對在建的曹娥江口門大閘減少閘下淤積和錢塘江尖山河段整治起到了積極的作用。我市十分重視該工程，把它列入了重點建設(shè)工程，并將其列為紹興市十大系列工程之一。由于

工程規(guī)模大，建設(shè)期限長，并且處于深江地段，所以，根據(jù)江道、潮流、灘涂等變遷情況，精心組織，科學施工，于2004年底已順利圍成世紀丘一期南丘約733.3 hm2。在實施過程中，在順壩拋石土工布袋護底、龍口封堵等方面采取了行之有效的施工新技術(shù)、新方法，不僅加快了工程進度，還節(jié)約了投資。下面介紹了主要做法。

2.1 順壩拋石、土工布袋護底

順壩拋石、疏筑土工布袋護底（以下簡稱拋石護底）的方法應(yīng)用于上虞市九四丘圍涂工程中。其主要作用是保護低灘沖失，減少塊石用量，加快拋石壩的拋筑進度，并在九六丘圍涂工程中逐漸推廣該技術(shù)。在世紀丘治江圍涂工程一期南丘約733.3 hm2的圍涂過程中，進一步改進了拋石護底的施工方法。其改進主要體現(xiàn)在大型潮流溝護底截流方面，采用的具體施工方法是先護灘、再保頭、再護底、再護灘。其中，1條潮流溝位于西隔堤拋石壩西側(cè)，潮流溝溝寬278 m，溝底最低高程為-9 m，利用2個小潮汛作業(yè)——先在灘涂布置壩軸線，防止護底軸線偏移，在潮流退至流速較緩地區(qū)，可以鋪設(shè)土工布袋時，用船只固定土工布袋于壩軸線上，并用泥漿泵水下取土疏灌至飽滿。第一個小潮汛先用8套22 kW泥漿泵向西護灘2 d4個潮間，保護低灘長度200 m以上，再用6套22 kW泥漿泵保護潮流溝西側(cè)灘涂陡岸，并向東出擊，4 d時間向東出擊150 m。在此期間，2套22 kW泥漿泵在中隔堤拋石壩壩頭護底，協(xié)助拋石壩工程，在大潮汛期間預留缺口90 m，并在留口段疏筑二層土工布袋護底，以確保水流暢通。第二個小潮汛用8套22 kW、3套7.5 kW泥漿泵用5 d的時間封堵，再用2 d的時間延長護灘段，防止潮流溝封堵后中隔堤拋石壩重新出現(xiàn)新的潮流溝。護底工作既抑制了壩頭沖刷坑，又大大減少了塊石用量，加快了拋石壩工程的進度。根據(jù)測算，僅中隔堤3.4 km長拋石壩就節(jié)約了約2×105 m3的塊石，節(jié)約投資800萬元，效益十分顯著。在拋石護底工作中，有以下幾個要點。

2.1.1 軸線布置

由于護底服務(wù)于拋石壩，護底軸線即為拋石壩軸線，所以，用全站儀布置壩軸線，躍過潮流溝，將其布置在西側(cè)的低灘上，用竹桿作為標志插入灘涂2～3 m，防止軸線樁受潮流沖擊沖失。

2.1.2 泥漿泵配置

根據(jù)潮流溝附近的泥性狀況，土質(zhì)為粉砂質(zhì)土地，泥漿泵疏筑效率較高，每只土工布袋配置22 kW泥漿泵2套，在3～5 h潮間疏筑。

2.1.3 土工布袋布置及固定

相關(guān)規(guī)定要求，土工布袋中心線和壩軸線不能偏移軸線2 m。

2.1.3.1 低灘上

第一層ф8型號土工布袋為2只相系橫向布置，一端用錨固定，一端用船只固定；第二層ф8型號土工布袋單只橫向布置；第三層為ф8型號土工布袋單只縱向布置。

2.1.3.2 潮流溝護底和保頭

底層并排4只ф8土工布袋縱向布置；第二層2只ф8土工布袋橫向布置；第三層單只ф8土工布袋橫向布置；第四、第五層單只ф8土工布袋橫向布置，但是，縫隙交叉。

疏筑土工布袋大部分采用ф8×20型號，也適當配置ф4×40型號、ф3×40型號和ф2×40型號，其主要是在ф8土工布袋二側(cè)疏筑保護ф8型號土工布袋。在低灘上，土工布袋為150 g/m2，在保頭和潮流溝護底時，土工布袋為230 g/m2，每只土工布袋布置帶套疏泥洞2個，每四米布置橫向加強筋1條，疏泥洞布置在加強筋上，如圖1所示。

2.1.4 土工布袋疏筑

由于施工場地處于低灘上，不能安裝電力，所以，動力采用柴油發(fā)電機發(fā)電，每套22 kW泥漿泵配備電力30 kW，泥漿泵取泥船只必須離疏筑土工布袋100 m以上，每潮變換位置，防止在土工布袋一側(cè)形成小溝而影響土工布袋的安全。管帶放入土工布袋疏泥洞并綁扎后，開啟發(fā)電機和泥漿泵疏筑。每隔20 min移動疏泥管位置，防止袋內(nèi)泥土布置不均勻，造成土工布袋破裂。

2.1.5 計量

在灘涂上，每個土工布袋疏筑完成后，隔一二個潮間，用鐵釬插入土工布袋測量其厚度，每個袋子的測點為6～9個，采用皮尺測量長、寬，水下土工布袋采用記錄疏筑時間，與灘涂上土工布袋疏筑時間比較，并計算工程量。

由于該護底辦法受水流、工作時間、風浪和取土土源等影響，一般適用于-5 m以上的低灘。如果是-5 m以下的灘涂，低灘長度必須較短（比如潮流溝等），以確保取土土源和受潮流的影響較小。

2.2 內(nèi)圍堰龍口封堵方法

2003-09，世紀丘一期南丘圍涂工程開始拋設(shè)西隔堤拋石壩；2004-04開始拋設(shè)中隔堤拋石壩，通過拋壩促淤，圍區(qū)內(nèi)整體灘涂淤漲較快；2004-08，中隔堤拋石壩僅剩龍口800 m；2004-06-03，圍涂土方工程開始，先期疏筑西隔堤1 580 m，中隔堤2 900 m閉氣土方和西隔堤1 580 m、中隔堤1 000 m大堤土方。在此期間，中隔堤拋石壩龍口壓縮至500 m，并在龍口段用土工布袋護底保護龍口灘涂，為龍口封堵創(chuàng)造條件。

由于大堤龍口段灘涂處于-5～-1 m，一次性封堵困難，采用先封堵內(nèi)圍堰，再封堵大堤龍口的辦法。

2.2.1 選定內(nèi)圍堰位置

確定了內(nèi)圍堰封堵方案后，布置3條軸線（離中隔堤拋壩300 m、400 m、500 m 3條線）進行方案比選。根據(jù)地形測量離中隔堤300 m的1條線，其高程大部分在0 m，則灘涂太低；400 m和500 m處的2條線灘涂高程均在0～2.5 m之間。但是，400 m處的1條線離中隔堤較近，又可以利用電網(wǎng)發(fā)電，所以，將離中隔堤400 m處作為封堵內(nèi)圍堰軸線的位置。內(nèi)圍堰全長2 200 m，沿堤線灘涂面高程在0～2.5 m，中間有3條小型潮流溝，溝深1～1.5 m，溝寬100～150 m。

2.2.2 泥漿泵及船只、電力配置

泥漿泵均采用7.5 kW型號。由于封堵工作可利用的時間緊（5～7 h），根據(jù)灘涂地形計算每套泵每小時工作量為15 m3，灘涂低的每套泵工作長度為5 m，灘涂高的每套泵工作長度為8～15 m，計算共需配置泥漿泵220套，可供電網(wǎng)電力為2 000 kV，其余120套需用柴油發(fā)電機發(fā)電，每4套泵配置船1條，需船只55條。60套泥漿泵布置在內(nèi)圍堰背水面?zhèn)龋?60套泥漿泵布置在迎潮面?zhèn)?，安放泥漿泵取泥位置必須離開內(nèi)圍堰軸線100 m以上。

2.3 疏筑方法

采用二邊疏筑土工布袋，中間灌泥，并在背水面疏筑寬10 m高程，在3.5 m拼寬斷面。

2.3.1 灘涂高程在1 m以上的斷面

灘涂高程在1 m以上的斷面如圖2所示。

圖2 灘涂高程在1 m以上的斷面

2.3.2 灘涂高程在1 m以下的斷面

灘涂高程在1 m以下的斷面如圖3所示。

圖3 灘涂高程在1 m以下的斷面

疏筑土工布袋時，ф6～ф12土工布袋疏筑厚度必須在1 m以上，ф2～ф4土工布袋疏筑厚度必須在0.6 m以上，ф1.27的土工布袋厚度不準低于0.5 m。這樣做，可以有效保證布袋疊加后的擋潮高度。以高程1 m以下的斷面施工為例，簡要敘述其施工過程：①根據(jù)灘涂高程計算土工布袋用量，并按照計算量加倍儲備各種型號袋。②在布置低層土工布袋時，可根據(jù)灘涂高程計算斷面寬度，并放好內(nèi)圍堰的腳線樣樁。在此過程中，底層土工布袋袋中心線要與腳線對齊。③對于第一個潮間，先疏筑Ⅰ塊，即ф12、ф8、ф6、ф4組成的4只土工布袋。因為粉砂土質(zhì)容易流失，其下鋪設(shè)無紡布，其上無紡布包裹。ф12土工布袋布置在迎潮面，ф8布置在背水面，允許過潮。為了防止?jié)q落潮過后袋間土體被帶走，ф8袋與ф12袋間疏筑ф6袋；為了防止退潮時近潮側(cè)灘涂由于水頭差而下跌，所以，在ф12外側(cè)疏筑ф4土工布袋，減少水頭差，進而實現(xiàn)保護。④對于第二個潮間，在ф12土工布袋上面再疏筑ф8土工布袋，并用無紡布包裹，允許過水，此為Ⅱ塊。⑤對于第三個潮間，在ф8上面疏筑ф4、ф3袋至2.5 m，單袋截流，即Ⅲ塊。⑥對于第四個潮間，30%的泥漿泵在迎潮面疏筑土工布袋，增加擋潮高度，70%泥漿泵疏筑Ⅳ塊擋潮小斷面，防止袋間滲漏，并利于其土工布袋疏筑，從而實現(xiàn)斷面截流。⑦根據(jù)次序疏筑Ⅴ、Ⅵ塊土體和土工布袋，在迎潮面鋪設(shè)無紡布，防止潮流吸蝕土工布袋，致使土工布袋內(nèi)土體流走。在該段時間內(nèi)，由于已截流，所以，可以日夜施工，有效地提高施工效率。

利用這種方法，精心組織內(nèi)圍堰封堵工程，該工程一次成功。內(nèi)圍堰內(nèi)圍成面積約為633.3 hm2，有效減少了進出潮量，為最后大堤龍口封堵創(chuàng)造了有利條件。大堤龍口封堵基本上與高程1 m以下的低灘封堵相同，但是，龍口位置高程更低，所以，應(yīng)加強機械設(shè)備、電力和人力的配置。

3 對龍口封堵技術(shù)的思考

世紀丘一期南丘屬于深江圍墾，灘涂淤漲通過拋壩促淤形成。2004-08中旬，中隔堤拋石壩留置龍口寬度800 m，10月上旬在龍口段進行護底，11月龍口緩緩壓縮至520 m。但是，由于圍區(qū)733.3 hm2的灘涂面積大，進出潮量大，所以，潮流經(jīng)過護

底袋時，內(nèi)外側(cè)灘涂沖失較大，2個月時間龍口兩側(cè)100～150 m內(nèi)灘涂刷深2 m以上，而龍口段的護底工作難度較大。經(jīng)過邊施工邊探索，思考了龍口封堵過程中的一些技術(shù)環(huán)節(jié)（未經(jīng)實際操作過），以供以后參考。

3.1 關(guān)于龍口留置寬度

根據(jù)733.3 hm2圍涂龍口的留置情況，該區(qū)域基本上為粉砂質(zhì)土性，留置寬度宜寬不宜窄，但是，不宜太寬，因為這樣會增加龍口封堵工作量，加大工作強度。其具體寬度應(yīng)根據(jù)圍區(qū)面積和圍區(qū)內(nèi)的地形條件，經(jīng)過科學計算而定。

3.2 提前預定龍口位置

提前預定龍口位置，并在預定龍口段拋設(shè)向外凸出石壩圍堰，具體如圖4所示。在拋石壩合攏前，拆除石壩圍堰橫段，將其作為進出潮的龍口。高程則根據(jù)潮流流速、流量和圍區(qū)灘涂情況而定，并形成拋石護底龍口。采取這種方法的優(yōu)點是：由733.3 hm2龍口的情況可知，沖失主要在龍口兩側(cè)150～200 m之間，把沖失引向大堤龍口外，用拋石護底代替土工布袋護底，容易形成保護，有利于直接封堵大堤龍口，減少內(nèi)圍堰封堵的工作量（因為龍口段此時船拋塊石護底十分困難，船拋要求灘涂高程在2 m以下，而留置龍口適宜，龍口段灘涂在-1～1 m之間，所以，采用拋塊石護底，每日二潮，潮流過壩后石渣沖失，自卸汽車難以行駛，而且工作量?。?/p>

圖4 在預定龍口段拋設(shè)向外凸出石壩圍堰的平面圖

這種龍口預留保護的方法可以解決以下幾方面的的問題：①龍口段護底以拋石壩為基礎(chǔ)，堅實牢固，有利于龍口內(nèi)灘涂淤漲；②護底高程可以按照計算結(jié)果來確定；③龍口護底兩側(cè)的沖刷坑外移，減小了對大堤封堵處的灘涂高程的影響；④減少了內(nèi)圍堰封堵的工作環(huán)節(jié)，既有充足的時間做好各項準備工作，又可以降低封堵難度，節(jié)約投資，提高一次性封堵的成功率。

4 結(jié)束語

上虞市世紀丘圍墾工程只是剛剛起步，其工作還相當艱巨，而且下一步的工作也將逐漸轉(zhuǎn)向深江圍墾，有效解決拋石壩壩頭沖刷、龍口封堵等難題將是圍墾工作者需要解決的問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，土地資源越來越緊張，圍墾工程將成為增加土地面積的主流方式，在以后的工作中，要按照省政府科學開發(fā)利用灘涂資源的要求，精心組織，科學施工，努力破解技術(shù)難題，把世紀丘治江圍涂工程做好。由于水文、土質(zhì)、潮流等要素的不同，各地的圍墾方法工藝也不盡相同，但是，其都有相通的地方，希望各兄弟縣市和專家、領(lǐng)導多多指導，在采用新工藝、新技術(shù)、新材料等方面互相借鑒，提供必要的信息，共同為圍墾事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。

〔編輯：白潔〕