罗涛
安徽水利开发股份有限公司 蚌埠 233300
摘要：小洋山处于上海国际航运中心深水港区，是一座原始面积为1.76平方公里的小岛，根据阳山综合岗的规划，最终将形成包含装卸功能，加工功能，物流中转的综合性港口面积为28平方公里左右，为了促使小洋山区域成为港口的服务配套资源，进一步对宝贵的土地资源进行拓展，通过对小洋北海堤进行围垦，本文就该工程中的施工技术展开分析讨论，立足生态围垦的含义及意义，对小洋山北海堤围垦工程在规划施工中的特点与难点进行分析，提出工程施工实际方案，以期为今后外海低滩围垦提供经验参考
关键词：海堤围垦；工程技术；分析讨论
围海造田技术一直是我国沿海地区采用的一种扩大用地的手段，通过围海造田为农业养殖业以及盐业提供了大量的用地，同时沿海城市建设用地以及港口的建设用地也很大程度上通过围海造田来解决，围海造田技术的应用，对我国沿海城市人多地少，可供使用的土地不足的矛盾起到了缓解作用[1]。洋山深水港于2005年开工，工程分为三期，是位于我国上海的一座大型离岸式集装箱枢纽港口，其中小洋山北堤整体的形状呈现带状分布，围垦区域位于洋山深水港北侧区域，预计北海堤总的长度为7.7公里，小洋山属于外海岛屿的一种，围堤最大水深达-13.5m，属低滩围垦，是基于在外海高含沙区进行的。本文就该工程进行论述。
1、小洋山北海堤围垦工程施工的特点与难点
该工程具有以下几个特点，一是施工条件恶劣，由于工程施工在外海区域，没有可以进行屏蔽的岛屿，该区域水环境复杂、波浪大，受台风、寒潮影响大，水动力条件极其复杂，特别是台风和寒潮作用，增大了施工风险和难度，水流流速达4.9m/s，工程施工须候潮施工，此对可作业的时间造成了一定限制，必须要适应潮汐的规律，且施工区域容易受到西北风浪的袭击，因此受自然条件的影响比较显著。
此外，该工程的水下工程量比较大，因此质量比较难以实现控制，施工难度又特别高，该地坝的施工位置大多位于-8米到-13米的低滩土上，该施工条件在全国范围内也并不多见，因此缺乏成功设计经验的借鉴。
此外，工程区域位于小洋山港区的北侧滩涂上，堤前水深浪大，该区域潮流速度比较大，而且堤脚的位置常年不显露，因此该工程的重点工作中包含抗浪防冲，由此可以进一步提升堤坝的安全性。
同时与其他的工程进行对比，本工程具有堤深高，滩地低的特点，通过自重压在是实现促淤坝的一项主要措施，此外，主坝坐落在新淤积的滩地上，因此土层强度比较低，软土层有近30米的厚度，因此要先进行地基的处理，以防止因为施工加载不当造成滑坡出现，因此应当通过研究采取合适的材料以及方法，以防止，地基处理过程对工程的施工期限造成影响。
本工程的山地高程较低，因此应当通过人工促淤的方式，在施工中应当选择合理的除淤方案，从而对吹填工程的投资可以实现降低。
图一：北海堤围垦工程平面布置图
2、工程围垦工程技术标准的选取
小洋山北海堤保护范围为小洋山港区北侧1.13万亩的围区，区域内容纳人口3万人，其中不包含游客数量，围区会成为洋山深水港的重要组成部分，基于洋山深水港陆地区域的重要性，将防洪等级设置为一级，防洪标准为100-200年，根据堤防工程设计规范的规定，工程中的主建筑物北海堤级别为一级，重现取其100年，是要建筑物促淤坝的级别设置为三级，围堰隔离等临时建筑物级别设置为四级，海堤的工程实施过程分为促淤和围垦两个阶段，根据滩涂冲淤情况以及海堤地基固结情况，可以采取补抛镇压层的实施，对海堤的整体抗滑系数提高达到，满足一级建筑物的标准要求，隔堤作为临时性建筑物其等级设置为四级，为了实现工程投资有效降低，护面块体采用北海题堤所需护面块体，可以将护面块体运送至北海堤使用。
3、小洋山北海堤围垦工程技术研究
根据小洋山所处沿海的实际情况，针对围垦施工工艺和方案，进行对围垦堤防工程实施前后的要参数设计变化，对水文条件变化开展研究，提出垦堤防方案的设计标准围的技术经济分析并提出设防标准的建议。研究新形势下水文条件变化主要技术手段为水动力波浪数值模拟以及潮流，主要包括周围工程实施前后海堤工程主要设计参数，包括波浪条件、潮位等的变化;推求施工区域不同重现期波浪、潮位等设计参数分布;综合考虑假想台风、天文大潮以及海平面上升等诸多不利情景模拟，作为具有特别重要保护对象为新建海堤工程的标准设防。
3.1多功能新型海堤结构的应用
通过对港口及环境的需求的综合考虑，提出使用多功能新型海堤结构。通过优化数学分析模型的建立，对结构进行优化设计进行分析;建立海堤优化分析模型，在研究加固地基的基础上，选取该区域地基为研究对象，提出采用合理的上部结构型式，以及提出应对超强台风对海堤的作用的工程措施。
围绕围堤快速方法施工进行围垦堤防迎水坡防冲关键技术的实施，对小洋山北海堤围垦工程进行新工艺筑堤新材料的研究，接合堤防迎水坡防冲的关键技术，从而提出新型防浪护面结构形式。新型护面结构型式在工程中被使用，对海堤的稳定性抗滑、冲刷堤脚稳定性、稳定性渗透、以及在动力和强台风作用下海堤的稳定性以及不同结构形式的防浪效果起到了提升[2]。
3.2堤基渗透破坏特征与控制技术的研究使用
堤身渗漏和地基渗漏为海堤的渗漏的2种形式，通过对稳定性渗透研究在围垦海堤的应用，通过提出科学有效的分析方法、计算模型和使用稳定性判别标准，提供堤坝设计参考。解决快速施工期通过围垦新材料使用依据及工后昼变潮差堤，以及堤基渗透变形问题，通过对昼变潮差堤基渗透分析以及高潮位破坏形式与破坏动力条件，研究潮涨潮落过程及波浪作用下管渗透破坏控制措施袋、提出采用“土代石”等新型围垦堤防及潮沟区堤基的围垦堤防渗流特性[3]。
针对小洋山北海堤围垦工程水下地形位置复杂、水深较大，以及恶劣的潮汐、波浪等水动力条件，更高等特征海堤防护被提出要求，通过采用数值模拟水动力的手段对海堤进行现状评价，通过对相关国内外资料的收集，研究周围工程实施前后海堤工程主要设计参数的变化，主要包括潮位、波浪条件等;建立复杂地形条件下考虑底摩阻及局部风影响。采用数值计算、物理实验的手段，运用海岸动力学、流体力学、结构力学、高等土力学、工程优化设计以及有限元等基本理论开展相关的研究。
3.3施工中需要注意的其他事项
在实施海堤围垦工程当中，应当要注重围区生态的修复，应当结合周边的环境保护以及生态保护，进行保护，与开发相结合，严格防止围垦开发的力度超过自然环境的承受能力，围垦工程的实施把滩涂变成了陆地，同时一定程度上对生态环境带来了改变，应该根据周边地形进行部分滩涂保留，并进行沿海防护林的建造，围区的回填要尽量减少石方的开采，可以通过结合航道疏浚吹沙，以及海涂泥吹填技术进行回填。
结语：
国家的发展面临着资源和环境以及人口的多方面压力，土地资源的使用越来越紧张，沿海区域通过多年的围海造田，大面积中高滩资源已经开发殆尽，因此未来外海低滩围垦将逐渐成为主流，围海造田的主流工程技术难度也将进一步增强，小洋山北海堤围垦工程施工的实例，对今后同等工程的开展提供了技术参考。
参考文献：
[1]张发明，龚政，陈国平， 等.新型围垦堤防设防标准与设计方法研究[J].水利经济，2012，(3):26-30.
[2]詹敏杰.高填土对软土下桩基框架结构堤防的影响研究[D].重庆交通大学，2016.
[3]姚杰.浅谈新型围垦堤防设防标准、设计方法及技术路线[J].中国水运（下半月），2015，(7):174-175.
论文作者:罗涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
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