龙口合龙施工方案.docx
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龙口合龙施工方案
浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程
——3＃围区圈围工程
龙口合龙专题实施方案
龙口段施工是整个围堤工程的关键，龙口能否顺利合龙标是围堤工程的重中之重。
因此，必须不留余力的投入，做好龙口构筑和保护工作。
选择合适的时间，确定合理的龙口合龙顺序，精心组织科学安排确保合龙一次成功。
为此本项目部联合体根据本工程特点、龙口现状、工程条件及水文气象资料，通过认真分析，特制定本工程龙口合龙实施方案。
一、概述
1.1工程综述
浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程北起白龙港顺堤，南至浦东机场薛家泓泵闸，东至-1m～-3m线滩地。
分1＃、2＃和3＃共3个围区。
浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程——3#围区圈围工程，位于浦东新区中部海塘岸段及上下游滩涂水域，工程范围北起浦东机场江镇河泵闸，南至浦东机场薛家泓泵闸，东至浦东机场外侧-2m~-3m高程滩地，圈围面积约2万亩。
本工程在已建促淤坝基础上新建围堤，目前围内促淤效果明显，滩面平均高程达1.5m左右，围区平均淤积1.0~2.0m左右，局部达6m。
本次实施圈围大堤工程，并将围区吹填至平均高程3.50m，并应根据吹填料性质再考虑预留一定超高量，机场跑道吹填区吹填至3.70m高程。
围堤总长13.73km，圈围面积2.02万亩，促淤阶段共分4个促淤区，本阶段根据需要增设机场跑道吹填区，整个围区被分成7个吹填分区，总吹填土方约2737.73万m3，其中机场跑道区吹填砂约647.50万m3，其它吹填土约2090.23万m3。
工程位置见图1。
图1工程位置图
1.2龙口概况
1.2.1龙口规模与设置高程
在促淤阶段，用隔堤将整个工程区分为四个围区，每个围区分别布置了一个纳潮口，口门宽分别为150m、250m、800m和1200m。
针对本工程的特点，采用每仓单一龙口方案。
选择非汛期10年一遇涨潮最大潮差潮型作为龙口保护期的计算潮型，采用预计合龙阶段的预报潮型作为龙口合龙期的水力计算潮型。
采用数学模型分析计算，经方案比选，龙口规模如下（见表）：
龙口宽度、高程表
龙口名称
保护期（m）
合龙期（m）
龙口宽
底高程
龙口宽
底高程
3a#
150
1.5
100
2.0
3b#
150
1.5
100
2.0
3c#
450
1.5
200
2.0
3d#
400
1.5
200
2.0
1.2.2龙口位置及典型段平面和断面
根据堤线布置、地形条件、以及施工次序等因素，本工程结合隔坝设置3条隔堤兼施工便道将整个围区分成4个分区分别为3a#～3d#围区，因此每个分区需设一个龙口。
从堤线平面位置及滩地高程以及促淤坝现状看，布置在每个分区促淤坝纳潮口位置对龙口保护和合龙比较有利，而且滩地高程适中，最终将各个龙口设在各分区纳潮口中部，中心桩号分别为S1+500（宽150m）、S4+000（宽150m）、S7+000（宽450m）和S10+000（宽400m）。
（附一张总平面布置图，突出龙口位置）
龙口典型段平面和断面图（见图？
）
二、水文条件
工程区域的潮汐特征值、设计潮位及潮型是促淤圈围工程设计的重要依据，也是龙口合龙的重要依据，直接关系到工程的施工和维护安全。
为此，联合体就浦东机场3#围区圈围工程相关潮位潮型委托上海市水文总站进行了专题研究，重点对本工程区域不同重现期的防洪设计潮位以及工程区域多种频率的设计潮位过程进行分析研究，以满足本工程设计和施工的需要。
2.1潮位
（1）基本资料
工程区域没有水文观测站，但附近相关测站迄今积累长期的潮位和其他相关资料，可作为本项目设计主要依据。
工程区域及附近测站位置见图2.1-1。
图2.1-1工程区域水文站位示意图
距工程区最近的是中浚站，中浚站是长江口重要的潮位站，位于长江口南槽南汇边滩附近，东经121°54′，北纬31°07′。
中浚站最早于1942年设站，1965年以后资料相对完整，观测至今，现由上海海事局海测大队管理，潮位基面采用理论深度基面。
此外，工程区上游分别有三甲港和高桥站。
位于川杨河入长江口三甲港建有水闸，闸内外分别设水位测站，观测降雨、潮（水）位等要素，资料始于1984年，其中闸外水位因淤积原因，常不能观测低水位。
长江南港南岸高桥水文站自1951年持续观测潮水位，资料系列长代表性好，是长江口水文计算分析的重要依据。
以上测站信息详见表2.1-1。
表2.1-1水文测站基本信息表
站名
中浚
三甲港
高桥
经度
121°54′
121°46′
121°35′
纬度
31°07′
31°13′
31°22′
与本工程距离
下游15km
上游10km
上游35km
相关观测项目
潮位
闸外水位、降雨
潮位、降雨、风等
潮位基面
理论深度基面
上海城建吴淞
上海城建吴淞
管理单位
上海海事局
上海市水文总站
上海市水文总站
本方案中的潮位特征值、设计潮位、潮型潮位等所有潮位资料，均统一为上海城建吴淞基面。
（2）特征潮位
中浚站实测历史最高潮位为5.95m（发生在2000年）、实测历史最低潮位为-0.82m（发生在1969年）。
经对近三十年来历史实测资料（1980～2009年）的统计，中浚站各潮汐特征值分别为：
多年平均高潮位3.47m、多年平均低潮位0.71m、最大潮差6.14m、多年平均潮差为2.76m、多年平均涨潮历时5小时06分钟、多年平均落潮历时为7小时18分钟；非汛期最高潮位为5.12m、非汛期最低潮位为-0.43m。
各特征值详见下表。
表2.1-2中浚站潮汐特征值统计表单位：
m
序号
特征潮位名称
特征值
发生日期
1
实测历史最高潮位
5.95
2000年8月30日
2
实测历史最低潮位
-0.82
1969年4月5日
3
多年平均高潮
3.47
4
多年平均低潮
0.71
5
实测最大潮差
6.14
2000年8月31日
（落潮）
6
多年平均潮差
2.76
7
多年平均涨潮历时
5小时06分
8
多年平均落潮历时
7小时18分
9
实测非汛期最高潮位
5.12
1995年11月12日
近30年
10
实测非汛期最低潮位
-0.43
1990年12月3日
近30年
注：
1潮位基面为上海城建吴淞零点。
2极值统计为1965～2009年，均值统计为1980～2009年。
（3）工程区域设计潮位
根据中浚站设计潮位，参考高桥站的相关分析资料，得出工程区域设计潮位（表2.1-3）
表2.1-3工程区设计潮位成果表
设计
频率
重现期
年最高
年最低
0.5%
200年一遇
6.35
-1.01
1%
100年一遇
6.15
-0.90
2%
50年一遇
5.96
-0.75
5%
20年一遇
5.69
-0.59
10%
10年一遇
5.46
-0.45
2.2潮型
圈围阶段龙口保护期选用非汛期十年一遇的最大涨潮潮差对应的设计潮型（见图2.2-1），该潮型下，对应低潮位-0.43m，高潮位4.07m，潮型涨潮差4.50m。
图2.2－1圈围阶段龙口保护期非汛期十年一遇潮型
合龙期潮型为预报潮型（见图2.3-3）。
该潮型下，对应高潮位3.25m，低潮位0.22m，涨落潮差3.03m。
图2.2-2圈围阶段合龙预报潮型
2.3潮流
长江口属不规则的浅海半日潮流区，一个太阴日内出现两次高潮、两次低潮。
潮差是潮汐强弱的重要标志，长江口平均潮差超过2m，最大潮差超过4m；潮差又是一个变量，特别是在河口浅海地区，时空变化十分明显。
长江口内年内变化是1月份潮差最小，8至9月份潮差最大，即枯季潮差小，洪季潮差大。
受长江口岛屿、海岸和河槽的约束，工程区潮流为往复流，且流向基本上平行于海岸线；由于长江上游来水丰沛，因而工程区潮位过程涨潮历时短而落潮历时长，平均流速涨潮流稍小而落潮流稍大，尤其是汛期。
该地区平均涨潮历时为4小时33分，平均落潮历时为7小时52分。
工程所处水域为长江口南港、南槽上段，据有关统计资料，南港涨落潮平均流速如下：
洪季平均涨潮流速：
0.66m/s；
洪季平均落潮流速：
0.94m/s；
枯季平均涨潮流速：
0.63m/s；
枯季平均落潮流速：
0.73m/s：
三、龙口合龙期气象条件和工程区域实际潮汐分析
3.1气象分析
工程区域属亚热带季风气候，临江近海，气候温和，四季分明，雨水丰沛，“梅雨”、“台风”等地区性气候明显。
受地理位置和季风影响，气候具有海洋性和季风性双重特征。
特别到了冬季受北方寒潮的影响，冷空气南下频繁，冷空气南下时常伴有6~8级偏北大风，在大风的作用下风浪明显对龙口带来威胁。
进入农历十二月份以后相对来说寒冷气候基本稳定，冷空气南下概率相对减少有利龙口合龙施工。
3.2、潮汐分析
为了更确切的掌握工程区域潮汐、水流流速等特性、在龙口附近设置水位和流速等观测设施掌握现场第一手资料。
根据当前工程实况，我部已组织测量队在1#隔堤外口按潮汐表对应时间对实际最高潮位进行实测，其数值提供与潮汐表数值作对比见下表。
实测水位与潮汐表水位对照表（11月7日-11月14日）
日期
时间
实测水位值
（1#隔堤）
潮汐表水位值
水位差值
11月7日
（农历十月初二）
11:
22
4.25
4.74
-0.49
11月8日
（农历十月初三）
11:
59
4.45
4.72
-0.27
11月9日
（农历十月初四）
12:
37
3.95
4.64
-0.69
11月10日
（农历十月初五）
13:
16
3.61
4.51
-0.90
11月11日
（农历十月初六）
13:
57
3.62
4.33
-0.71
11月12日
（农历十月初七）
14:
40
4.08
11月13日
（农历十月初八）
15:
31
3.79
11月14日
（农历十月初九）
16:
41
3.51
合龙之前工程区域的两个潮汛的实测潮位是本次合龙工程的重要数据，我部将组织力量进行跟踪测量。
四.龙口合龙期施工
龙口段施工是整个围堤工程的关键之处，因此，必须不留余力地投入人力、物力、财力等，做好龙口构筑和保护工作，选择合适的合龙时间和合龙顺序，合理组织合龙施工，确保合龙一次成功。
4.1龙口合龙期的选择
按常规龙口合龙一般都选择在小潮汐合龙。
本工程根据目前进度、度汛节点要求等情况按中浚潮汐表分析，选择在2011年1月12日－1月15日（农历12月9日－12月12日）小潮汛合龙。
其理由1.合龙完成后能有充足的时间在春节之前做好龙口的保护和安全度过拜年潮等不良天气帶来的影响。
2.这个小潮汐期间的几天最高潮位分别在2.9－3.43m以下，最低潮位分别为：
1.07m－1.67m。
而且这几天2m以下低潮位历时时间长，有利于龙口合龙。
3.这个小潮汐的白天均处在低于龙口底高程2.00m的低潮位时段故有利于施工操作和管理。
虽然1月12日－15日（农历12月9－12日）任一天都适合选择作为龙口的合龙日，但根据“中浚”潮汐表分析1月14日（农历12月11日）这天下午5时最高潮位为：
2.9m是个较好的潮位，而且1月15日的潮汐与1月14日类同，若遇到什么困难还有后续时间，故本方案选定1月14日为龙口合龙日。
（详见潮汐曲线）
4.2龙口合龙必须具备的条件：
（1）龙口合龙必须在龙口护底先期完成并保护完好，大堤充砂管袋外棱体全线（除龙口外）达到5.0m以上高程，内侧充填砂袋子堰及青坎填土、堤芯土均达到3.5m高程，满足合龙后大堤防渗稳定要求。
隔堤建造完成并满足防渗要求；临时排水设施（不包括涵闸）建成并满足排水运行要求。
（2）合龙的设备、材料和人员必须安排到位。
发电机、泥浆泵调遣就位（有一定的备用量），并确保其运转正常。
龙口各种规格充砂管袋数量准备充足，缝制严把质量关，所有龙口合龙使用管袋要分层详细编号，按层次排列摆放。
施工人员、照明设施、后勤保障等准备工作全部准备完毕。
（3）合龙专用泥库内储存的砂量必须满足合龙用砂量，至少为龙口合龙所用砂量的2倍以上。
合龙时龙口部位流速大，对砂质要求
高，充填袋装砂的砂料要求粒径d〉0.075mm的含量应大于总量的
80%，粒径小于0.005mm的含量宜小于5%，并要求砂料含泥量
小于5%，以加快充砂管袋的排水固结。
（4）龙口两侧准备部分袋装碎石等应急物资，以备合龙时应急
所需。
（5）促淤坝外棱体抛投石料已准备充分，抛石船已组织就绪。
（6）技术交底清楚。
（7）龙口合龙报告已获上级主管部门批准。
上述条件均满足要求方能在预定的时间内进行龙口合龙。
五.龙口合龙工程量的计算
本工程龙口合龙施工分为三个阶段，第一阶段为龙口底高程抬高和龙口缩窄，其主要目的是減少龙口戗堤工作量它是确保安全合龙的先行阶段、第二阶段为龙口戗堤，它是龙口合龙的关键阶段、第三阶段为龙口闭气，它是确保龙口安全的重要阶段。
其各个阶段工作量如下：
合龙阶段
工作量（m³）
3a＃龙口
3b＃龙口
3c#龙口
3d＃龙口
龙口
抬高缩窄
平堵抬高至+2m
5192.5
5192.5
17517.5
16807.5
立堵缩窄
1911
1911
9261
7423
土方小计
龙口戧堤
（外棱体立堵至+5.0m）
4139
4139
7814
7814
龙口闭气
内棱体合拢
1283
1283
3650
3256
堤心砂吹填
7143
7143
21429
19048
土方小计
土方合计
17757
17757
59671
54349
土方总计
149534
龙口合拢主要工程量一览表
促淤坝合龙工程量一览表
促淤坝抛石量、扭王块堆高工程量
龙口合龙项目
3a#
促淤坝
3b#
促淤坝
3c#
促淤坝
3d#
促淤坝
合计
抛石促淤坝断面（m2）
抬高由1m到2.3m
15.205
25.75
26.08
21.725
扭王块断面
堆高2.3m到3.7m
21.1625
22.43
22.65
20.3
抛石3.7m到4.5m
11.75
15
15
13.75
长度（m）
150
150
450
400
抛石方量（m3）
4043.25
6112.5
18487.13
14190
42832.88
扭王块量（m3）
3174.375
3364.5
10192.5
8120
24851.38
龙口合龙主要土工材料表
序号
材料规格
材料计划用量（m2）
备注
1
230g/m2防老化机织布
201195
包括缩窄后堤头保护部分鸳鸯袋部分
2
175g/m2防老化编织布
199852
外棱体缩窄加高
3
150g/m2编织布
42621
内棱体用
六.龙口合龙施工方案
6.1施工流程
龙口合龙主要施工流程：
合龙准备→纳潮口抛石坝合龙→龙口抬高与缩窄→龙口戗堤→龙口闭气→安全观测→合龙后保护。
龙口合龙施工工艺流程图
：
图15龙口合龙施工工艺流程
6.2龙口合龙施工方案
（一）合龙准备
由于龙口合龙工作量大、作业时间集中、单位时间内工作量控制严密故必须做好合龙前的如下准备工作：
1）成立龙口合龙领导小组和现场合龙指挥部，并做到职责明确、各司其职、各负其责。
2）安放柴油机发电机的趸船、泥浆泵、吹沙船、运沙船均必须在2010年1月8日前移到龙口就位，开始龙口的抬高和缩窄。
3）龙口泥库备沙？
万方，是龙口合龙用沙的2倍。
4）按龙口图纸尺寸绘制龙口合龙所需袋子安放位置并标注袋子编号及尺寸（详见表）。
检查合格后提交监理抽验，经抽验合格方能使用。
准备一定数量大小不等的备用袋子。
5）龙口合龙施工人员必须分工明确、职责分明，明确各人的工作位置。
6）后勤、照明等配套设备和设施到位。
（二）抛石坝合龙
抛石坝合龙是本工程龙口合拢的重要环节，一方面它能起到抵御风浪袭击保护管袋棱体和減小龙口流速的重要屏障，但另一方面又会减缓围内水外排的速度是个双刃剑。
因此，必须正确、合理确定抛石坝合龙的时间和高度。
因龙口保护期两侧促淤坝高度已达3.7m，为此，我部计划抛石合拢分二步进行，根据龙口实测流速和库内退水速度来确定在一定时间将纳潮口促淤坝抛石棱体由1m均匀升高到2.3m，合拢后再将促淤坝抛石棱体抛至4.5m，构成对龙口整体保护及后期结构工程施工的块石储备。
（三）龙口抬高和缩窄
本方案定于1月23号前将船机定位，泥浆泵布管布线完成。
3a＃、3b#龙口宽度150m,定于2011年1月25日～2011年1月26日（7：
00～12：
00及19：
00～26日0：
30）趁低潮龙口标高底高程由1.5m提高到2.0m,工程量为5193方，天气允许的情况下，采用2艘500方/时吹砂船进行灌袋，需68.5m×27.8m管袋7个（备用4个），另外，为防止天气影响船舶作业，我部另配置4台发电机10台泥浆泵进行管袋作业；缩窄到100m定于2011年1月26日实施，工程量为1911方，采用8台22kW泥浆泵组进行灌袋，需（18.5m～6.0m不等）×27.8m管袋共12个（备用6个）。
3c＃龙口定于2011年1月23日-2011年1月25日（每天7：
00-12：
00及19：
00-24：
00）龙口底高程标高由1.5m提高到2.0m，工程量为17517.5方，天气允许的情况下，采用3艘500方/时吹砂船进行灌袋，需78.5m×27.8m管袋19个（备用9个），另外，为防止天气影响船舶作业，我部另配置5台发电机13台泥浆泵进行管袋作业；宽度由450m缩窄至为2O0m定于2011年1月26日实施，工程量为9261方，采用16台22kW泥浆泵组进行灌袋，需（18.5m～6.0m不等）×34.8m管袋共48个。
3d＃龙口定于2011年1月23日-2011年1月25日（每天7：
00-12：
00及19：
00-24：
00）龙口底高程标高由1.5m提高到2.0m，工程量为16807.5方，天气允许的情况下，采用3艘500方/时吹砂船进行灌袋，需84.5m×27.8m管袋17个（备用9个），另外，为防止天气影响船舶作业，我部另配置5台发电机13台泥浆泵进行管袋作业；宽度由450m缩窄至为2O0m定于2011年1月26日实施，工程量为7423方，采用13台22kW泥浆泵组进行灌袋，需（18.5m～6.0m不等）×36.8m管袋共36个。
3A＃、3B＃龙口底高程由1.5m提高到2.0m工程量5193方；龙口宽度由150m缩至为1O0m，标高由1.5m提高到5.0m龙口缩窄工程量1911方。
3C＃龙口底高程由1.5m提高到2.0m工程量？
17517.5方；龙口宽度由450m缩至为2O0m，标高由1.5m提高到5.0m龙口缩窄工程量9261方。
3D＃龙口底高程由1.5m提高到2.0m工程量16807.5方；龙口宽度由400m缩至为2O0m，标高由1.5m提高到5.0m龙口缩窄工程量7423方。
（四）龙口戗堤
龙口戗堤时间定于2010年1月14日上午8时前做准备工作，上午9时起正式开始，此时潮汐表潮位为2.29m正处于小潮汐落潮时段。
龙口戗堤分层：
（每层按0.5－0.7m计算）各龙口均分为5－6层；龙口戗堤土方工程量：
3A＃龙口？
方、3B＃龙口？
方、3C＃龙口？
方、3D＃龙口？
方。
戗堤所需泥浆泵？
台：
（每台泵按每小时出土50立方米计算）3A＃龙口？
台、3B＃龙口？
台、3C＃龙口？
台、3D＃龙口？
台。
完成龙口戗堤历时：
3A＃龙口？
小时、3B＃龙口？
小时、3C＃龙口？
小时、3D＃龙口？
小时。
（详见附表）（重新编制计算）
表6－1：
龙口戗堤作业明细表
类别
龙口
袋子层数
合计
名称
一
二
三
四
五
六
宽度
3a#
105.00
109.00
113.00
117.00
121.00
125.00
690.00
3b#
105.00
109.00
113.00
117.00
121.00
125.00
690.00
3c#
205.00
209.00
213.00
217.00
221.00
225.00
1290.00
3d#
205.00
209.00
213.00
217.00
221.00
225.00
1290.00
袋子规格
3a#
25.5m×38.0m
20.5m×30.0m
18.5m×41.0m
16.0m×32.0m
14.5m×43.0m
12.0m×34.0m
/
3b#
/
3c#
/
3d#
/
袋子数
3a#
3
4
3
4
3
4
21
3b#
同
上
3c#
6
8
6
8
6
8
42
3d#
同
上
标高
3a#
2.6
3.1
3.6
4.1
4.6
5.1
/
3b#
2.6
3.1
3.6
4.1
4.6
5.1
/
3c#
2.6
3.1
3.6
4.1
4.6
5.1
/
3d#
2.6
3.1
3.6
4.1
4.6
5.1
/
工程量
3a#
1260
1035
960
878
787
688
5608
3b#
同
上
3c#
2460
1986
1810
1628
1436
1283
10558
3d#
同
上
施工时间
3a#
2011.1.14
2011.1.14
2011.1.14
2011.1.14
2011.1.14
2011.1.14
/
11:
00~13:
00
13:
00~14:
40
14:
40~16:
10
16:
10~17:
35
17:
35~18:
50
18:
50~20:
00
3b#
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
/
10:
00~13:
00
13:
00~15:
00
15:
00~17:
00
17:
00~19:
00
19:
00~21:
00
21:
00~23:
00
3c#
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
/
10:
00~13:
00
13:
00~15:
00
15:
00~17:
00
17:
00~19:
00
19:
00~21:
00
21:
00~23:
00
3d#
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
2011.1.28
/
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