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海上吹填造地围堰泄水口施工方案设计和分析

收藏本文 2024-02-27 点赞:27171 浏览:121831 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:结合某沿海城市休闲旅游区围海造陆项目的围堰泄水口施工方案设计,重点阐述了海上吹填造地围堰泄水口的结构形式、运行机理和施工方法。同时分析了泄水口常见结构形式与其各自的特点,并结合泄水口布置原则和工程的实际情况比选本工程泄水口施工方案。此围堰泄水口施工方案可为类似工程的设计和施工提供有益参考。
关键词:吹填造地;围堰泄水口;
作者简介:李志新(1983- ),男,本科,助理工程师,主要从事港口航道疏浚工程、吹填造地工程施工工作。E-mail:xy3xin3yu3@16

3.com。

0 引言
随着沿海经济的高速发展,港口航道疏浚工程领域涌现出越来越多的吹填造地建设项目。由于挖泥船将泥浆吹入吹填区内,经沉淀后的清水通过泄水口排出。围堰泄水口放水、水位的抬高与降低都需要人为控制,它与吹填区内泥面的平整度有着很大的关系。因此,围堰泄水口施工方案设计成为了吹填工程质量优劣的关键。

1 工程概况

1.1工程简介

某沿海城市休闲旅游区围海造陆项目包括南围堤BC段、隔埝CD段的建设及吹填等工程。其中南围堤BC段长1441.734m,隔埝CD段长904.349m;泄水口设置在南围堤BC段距B点100m处,;疏浚面积为81.97万m2,吹填面积为132.93万m2。吹填区的原泥面平均标高为+0.3m,吹填泥方量为682.4万m3,吹填竣工后泥面标高为+5.5m。工程吹距在2000m左右,取泥区设计挖深在-12.0m。受取泥区水深的影响,计划投入生产能力1450m3/h共4艘绞吸船用于吹填施工。

2 施工设计方案

本工程采用闸箱式泄水口结构,由排水管和集水井两部分组成。

2.1 主要技术指标

泄水口设置12组集水井和排水管线。集水井长度1500mm×宽度700mm×高度3000mm,主体钢板厚度为50mm,集水井底标高为+3.5m;每组排水管线由2.5根排水钢管组装连接,每根排水管长度为6000mm、直径为700mm、壁厚大于5mm,排水管线中心标高为+4.2m,每组管线间距为2.5m;集水井挡板采用木模板,尺寸为长度1500mm×宽度200mm×厚度50mm。每块模板可调节最小水位差0.2m。

2.2 运行机理

视围堤内泥面堆积高度,通过增减集水井挡板调节排泥区水位,水流则从挡水板顶部溢流至集水井内,经排水管线排出吹填区外。通过挡板控制水位后,既能保证泄水口排出清水,又能确保围堤安全。

2.3 施工工序

当大型充砂袋标高至+3.50m时,使用袋装砂进行找平达到标高+3.85m。整平密实铺设倒滤层土工布后,围堤外侧抛填200~300kg块石(消能)。块石顶标高为+3.00m,顶面宽度为10m,外侧坡比为1:3。之后进行集水井和排水管线的安装,集水井与排水钢管、排水钢管与排水钢管采用法兰连接。安装完毕后,排水管线之间使用袋装碎石进行填充并找平(标高+

4.70m)。最后使用大型充砂袋打设至设计堤顶标高。

2.4 消能措施

消能措施采用围堤泄水口处外侧坡脚抛填消能块石。由于消能块石处于围堤外侧的底脚处,因此,消能块石的施工质量不仅关

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系到整个泄水口系统能否正常运行,而且还影响整个围堤的安全。工程的消能块石主要采用200~300kg块石,消能块石顶标高为+3.00m,顶面宽度为5m,外侧坡比为1:3。

3 施工方案分析

3.1 泄水口方案的比选
(1)泄水口常见结构形式与特点
吹填工程泄水口按其结构形式可分为开敞式溢流堰泄水口和闸箱式(含埋管式)泄水口。溢流堰式泄水口,其堰顶标高低于泥塘围堤堤顶,泄水直接由溢流堰堰顶漫溢排出。其主要特点是施工技术简便,造价相对较低,同时,泄流量调整幅度大;但易对围堤坡脚造成冲刷。闸箱式泄水口,由排水管和闸门两部分组成。主要特点是,泄水水位控制容易,排水量稳定,且不易冲刷围堤;但施工技术较复杂。可通过闸门控制泄水水位和泄流量,水位可人为控制,施工简便且使用稳定,但一次性投资较大。堤内埋管式,主要特点是,施工简便,泄流稳定;但泄流适应性差,不能控制水位。

图1 开敞式溢流堰泄水口示意图

图2 闸箱式泄水口示意图

图3 堤内埋管式泄水口示意图
(2)泄水口布置原则
泄水口的布置位置,一般应根据吹填区的地形、几何形状、泥浆输入量,排泥管线布置以及周围环境等具体情况确定。通常情况下,应遵循下述原则:
○1泄水口位置距排泥管出口越远越好,使泥浆流径长,减少流失量;
○2在泥塘的死角(静水)处,一般泥浆压不到死角,会造成泥面不平整,因此,在死角处应设泄水口;
○3泄水口的位置要考虑排出泥浆后,淤积冲刷的影响。

3.2本工程方案的选择

综合上述泄水口布置原则考虑本工程泄水口位置为B点以东沿南围堤100米处。该位置处于泥塘的死角距排泥管出口远,泥浆流径长,流失量小。由于本工程南围堤不允许断交,所以淘汰开敞式溢流堰泄水口结构形式。再者考虑堤内埋管式泄流适应性差,不能控制水位,流失量较大等因素,所以本工程拟选用闸箱式泄水口结构形式。
施工方案计算:泥浆流量 ,Q取 ,修正系数K取0.7,泥浆浓度 取10%, 。
溢流流量 ,集水井断面宽度 ;溢流水头H取0.2m;系数 ;集水井有效高度h取

2.0m。 ,12组泄水口 。

,符合围堤安全要求。
4 结论
闸箱式泄水口具有结构简单、安全可靠、操作方便、施工工期短、对工况和地质要求不高、技术容易掌握,能极大地保证吹填工程质量等优点,是海上吹填造地围堰泄水口非常实用的一种方式。
参考文献:
[1]童海鸿,韩伟.吹填工程排水系统设计初探.湖南水利水电,2002年第3期.
[2]孙健,徐倏. 竖井式可调水位退水口在吹填排泥围堰中的应用.江淮,200

4.11.

[3]JTJ 213-98 海港水文规范[S].1998.
[4]GB 50286-98 堤防工程设计规范[S].1998.
[5]SL 435-2008 海堤工程设计规范[S].2008.
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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