祝 娟,王益豐,夏潮軍,呂建明
(紹興市柯橋區(qū)塘閘管理中心,浙江 紹興 312075)
錢塘江標準海塘(柯橋段)建成于2011年12月,全長5.85 km,設計標準為100 a一遇。堤頂為瀝青混凝土路面,寬20.00 m,高程為9.70 m;防浪墻為反弧結構,頂高程10.70 m;外坡迎水面為1:3四角空心塊護坡,其下為干砌塊石和塊石混合料墊層,內坡為草皮護坡。堤腳防沖主要采用2種結構,其中樁號K0 + 000 ~ K2 + 600 m段堤腳為板樁垂直防沖與拋石結構,樁號K2 + 600 ~ K5 + 845 m段堤腳為集裝箱埋石混凝土與混凝土鋪蓋水平防沖結構。
由于受徑流和潮流共同作用,江道河床沖淤變化劇烈,呈現(xiàn)典型的年內“洪沖潮淤”,年際“豐沖枯淤”。2012 —2016年近岸灘地總體呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢,近岸灘地與- 5.00 m等深線靠近區(qū)段較多,尤其在2016年,近岸江道灘地沖刷較為明顯,沖刷范圍及深度都有所加大,至2017年10月,錢塘江標準海塘(柯橋段)樁號K1 + 150 ~ K1 + 315 m段堤腳拋石沖刷殆盡,板樁外河床沖刷至-1.50 m左右,板樁出露高度最大達2.50 m。監(jiān)測顯示,2017年12月和2018年1月、2月、5月、8月海塘堤腳沖刷范圍繼續(xù)向東擴大,至2018年9月底堤腳沖刷擴大至樁號K0 + 700 ~ K1 + 660 m,工程運行存在較大安全隱患。
(1)2016年加固情況。2016年3月12日 — 4月2日,錢塘江標準海塘加固工程中對樁號K0 + 350 ~ K0 + 500 m段海塘堤腳補充拋石加固10 338 m3。
(2)2017年加固情況。2017年9月13日 — 10月28日(歷時9 d),樁號K1 + 270 ~ K1 + 315 m段海塘堤腳灘地采用17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土護底,板樁外側模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;樁號K1 +200 ~ K1 + 315 m段海塘堤腳灘地采用雙層模袋混凝土護底,其中底層為17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土,上層為10.00 m×6.00 m×0.40 m的模袋混凝土,板樁外側模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;累計沉放鋼筋籠94只,澆筑C25袋灌混凝土513 m3,C25模袋混凝土719 m3。
2017年10月29日 — 12月14日(歷時8 d),樁號K1 + 150 ~ K1 + 200 m段海塘堤腳灘地采用17.00 m×12.00 m×0.30 m模袋混凝土護底,板樁外側模袋混凝土上面安放鋼筋籠袋灌C25混凝土;累計沉放鋼筋籠30只,澆筑C25袋灌混凝土346 m3,C25模袋混凝土澆筑627 m3。
(3)2018年加固情況。①Ⅰ期搶修工程加固:2017年12月27 — 29日,樁號K1 + 074 ~ K1 + 174 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土固腳,樁號K3 + 020 ~ K3 + 080 m段海塘護坦采用C25模袋混凝土面板補強加固。2018年1月10 — 14日,樁號K1 + 330 ~ K1 + 660 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土固腳及模袋混凝土護底。本次加固累計沉放集裝箱2只,沉放鋼筋籠150只,澆筑袋灌混凝土C25混凝土方量2 686 m3。②Ⅰ期搶修工程(追加)加固:2018年1月24 — 26日(歷時3 d),樁號K0 + 700 ~ K1 +120 m段海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土澆筑固腳;2018年2月8 — 9日(歷時2 d),樁號K1 + 350 ~ K1 + 480 m段海塘灘地采用模袋混凝土護底,累計沉放鋼筋籠179只,澆筑C25混凝土1 814 m3。③ Ⅱ期搶修工程加固:2018年5月18日 — 9月21日(歷時13 d),根據(jù)工程險情在樁號K0 + 710 ~ K0 + 870 m 段和樁號K0 + 950 ~ K1 + 470 m段海塘堤腳,分4次實施搶險加固,累計安放鋼筋籠234只,澆筑C25袋灌混凝土1 291 m3,普通混凝土1 248 m3,完成投資約190萬元。
(1)在工程隱患出現(xiàn)初期,海塘堤腳采用鋼筋籠袋灌混凝土施工技術進行試驗性加固處理,實施效果比較明顯,并經有關專家論證,明確采用板樁外采用30 cm厚模袋混凝土護底和鋼筋籠袋灌混凝土固腳的加固方案,加固采用強潮沖到那里就加固到那里的做法。
(2)鋼筋籠混凝土固腳效果總體較好,但局部地段由于擺放的位置(在0.00 m高程左右)過高導致底腳刷深后出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,從而出現(xiàn)重復搶修加固的情況;在2.00 m高程左右進行的保灘模袋混凝土加固,出現(xiàn)模袋混凝土全部沖刷殆盡的現(xiàn)象。
針對歷次海塘搶修加固所采取的措施及加固取得的效果,提出2點思考:
(1)東片沖刷嚴重的原因。一是東片是杭州灣北股潮頂沖地段,由于近幾年錢塘江徑流偏枯,受潮流控制,東片一日二潮不斷沖刷,灘面在- 2.00 m左右,目前已經較為穩(wěn)定;二是東片堤外拋石量少,斷面平均不到100 m3;三是板樁外為原施工圍堰,20.00 m范圍基礎都是粉砂土,抗沖能力弱。
(2)加固方式的選取。從歷次加固實踐看,拋石加固不可取,原因是涌潮沖擊力太強。除非塊石足夠多或者有足夠大的塊石;現(xiàn)行膜袋混凝土保灘方式也不可取,因為自身不能穩(wěn)定,鋼筋籠膜袋混凝土橫放穩(wěn)定性差,鋼筋籠膜袋混凝土直放并排效果好,穩(wěn)定時間長,但由于籠下無石料反濾,籠外無拋石保護,籠子向外側傾斜常見。因此可考慮允許板樁沖刷至- 3.00 m,放鋼筋籠前拋5.00 m寬1.00 m厚石子或者塊石混合料,然后放鋼筋籠膜袋混凝土,這種模式或許是最好的,當然也可以考慮將籠子高度提高至2.00 m,更穩(wěn)定,更有利于施工。
目前錢塘江江道在尖山圍墾完成后已穩(wěn)定走南,錢塘江河口江道呈“洪淤枯沖”狀態(tài),2016年以來,由于上游來水偏枯,河口段主要受潮汐控制,這是口門丘東片段堤腳沖刷的主因。目前運行管理單位采用的模袋混凝土護底和鋼筋籠袋灌混凝土固腳方案基本可行,從實施效果看,塘前灘地沖刷至高程-2.00 m左右實施鋼筋籠袋灌混凝土固腳和模袋混凝土護底的效果較佳。
鑒于錢塘江口門丘南岸江道施工條件惡劣、江道沖於變化不確定性等因數(shù),建議暫不采用樁式丁壩防沖加固方案,這樣既不科學,同時實施難度大且不確定因數(shù)較多。面對近年來錢塘江口門丘江道呈現(xiàn)持續(xù)性沖刷現(xiàn)狀,在今后的加固工程中,針對不同段海塘提出以下對策:
(1)鑒于東片海塘塘前灘地近100.0 m范圍內,江道底高程在- 2.00 ~ - 4.00 m,平均高程在- 2.50 m左右。在東片堤腳外灘地設置一定寬度的混凝土坦水,坦水外側護腳底高程控制在- 4.00 m左右,加固效果會比較理想。同時,對龍口薄弱段可采取在外灘地設置一定寬度的混凝土坦水,坦水外側小方井護腳底高程控制在- 4.00 m及以下的加固方案,以探索板樁外側全線加固的可行性。
(2)在中片、西片集裝箱堤腳護坦出露地段,結合竣工驗收意見,對出露的混凝土護坦繼續(xù)采取模袋混凝土補強的方式進行加固處理。
(3)錢塘江標準海塘自2011年12月建成運行至今已近8 a,建議在做好海塘沉降、位移和沖刷觀測的同時,結合海塘安全鑒定結論,委托專業(yè)勘測設計單位編制針對堤腳防沖的整體加固方案,用以指導今后的海塘加固,確保錢塘江標準海塘安全運行。