浅析围海造地工程的设计思路及方法
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摘要：填海造地是满足经济发展和海岸资源利用的有效方式。未来一段时间内，填海造地仍将为沿海经济发展战略的有效实施提供重要的保障。本文通过成功的工程实例浅析围海造地工程的设计思路及方法，采取科学规划、科学设计、科学施工、科学控制的手段，从而实现科学填海造地可同时兼顾经济效益、生态效益和社会效益的目的。
关键词：科学填海造地 平面布置 围堰工程 吹填工程
1 引言
围海造地是海洋开发利用中的一项重要活动，是人类向海洋拓展生存空间和生产空间的一种重要手段。我国的沿海城市岸线漫长，具有得天独厚的丰富的浅海滩涂资源，海洋资源丰富，具有良好的发展前景。近年来，我国各沿海城市大力科学推进填海用海，优先推进临海工业、海洋交通、滨海旅游等填海项目建设。
本文通过介绍浙江省苍南县的一例填海造地项目，浅析工程的设计思路及方法。
2 吹填区域平面布置
2.1设计思路
吹填区域平面布置应符合相关的建设规划，并且场地满足使用功能要求。平面分区应满足分阶段开发的要求。并充分考虑现有的自然条件，因地制宜，合理布置，节省投资，方便施工。
2.2设计方法
根据本工程的用地范围，并且考虑已建水闸留有泄洪通道的需要，布置1#隔堤和西隔堤，与现有的北堤围合成封闭的吹填纳泥区。
根据吹填施工先后顺序的需要，在封闭区建设三道子围堰，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个吹填分区。场地的地基处理也可以根据各区的吹填情况先后进行施工，力求形成流水施工的局面。
3 围堰（隔堤）工程
3.1设计思路
设计原则重点把握：①保证正常使用条件下的稳定，并应满足施工期在内侧进行填海和软基处理的各工序过程中保证隔堤和场地的稳定；②隔堤的抗流和抗浪必须满足水工结构物的要求；③隔堤结构的选型应考虑现场施工条件的原则；④材料选择应对市场进行详细调查；⑤施工必须要满足施工简便，施工质量易于控制的原则；⑥应形成施工通道，并保证海堤尽快形成，为纳泥创造条件，以满足工期要求。
3.2设计方法
本项目的吹填围堰主要有1#隔堤和西隔堤，以及1#～3#子隔堤。子隔堤作为吹填施工围堰，在吹填施工期间，起吹填的围护设施和分区施工的作用。按临时工程标准设计，只需保证施工期的安全。
堤身材料的选择应根据工程位置的自然条件、材料来源、施工条件、工程造价、工期、使用要求等因素，本着技术可靠、经济合理的原则，经综合论证后推荐堤身使用宕渣填筑为棱体而成。
为了保证吹填过程中隔堤的稳定性，结合工程地质的情况，采用排水固结法对堤下软土进行处理。采用塑料排水板作为竖向排水通道，排水板间距1.1m，梅花形布置。铺设砂垫层作为水平排水通道。地基处理后，施工期各土层固结速度和强度增长较快，可适应施工进度的要求。
4 疏浚取土、吹填工程
4.1设计思路
吹填工程要求合理利用指定航道段的疏浚土，挖吹土方平衡，力求开挖量与吹填区库容需求大致相当；要求为后续工程创造有利条件，进行分区吹填。合理选择船机，方便施工。
4.2设计方法
根据本工程的疏浚总工程量、施工工期以及疏浚吹填距离的要求，拟投入3艘3500m3/h的绞吸式挖泥船进行施工作业，总体按照“挖远吹近，挖近吹远”以充分发挥船舶生产能力为原则进行施工。
吹填管线布置采用水上浮管与陆上岸管相结合，合理安排吹填管线走向与吹填时间，尽量减少对周边过往船舶及邻近工程施工的影响，管径与绞吸式挖泥船相匹配，一般采用φ750～850mm。
吹填区内的子隔堤及西隔堤均需设置泄水口，子隔堤泄水口采用挖入式，即将子隔堤预埋泄水口位置处开挖一缺口再进行简易的防护；西隔堤处，为防止泥砂外流对海面影响，我方将在吹填水排入大海的泄水口处采取防污溢流坝进行控制。防污溢流坝设置在围堰泄水口内侧。
吹填过程中需结合围堤监测数据控制吹填的速率，以避免围堤失稳。依托绞吸船挖泥控制系统，严格控制挖深挖宽以及边坡坡度，以避免对取土区周边的设施造成破坏。
5 软基处理工程
5.1设计思路
软基处理方案需要在满足工程要求的“设计标准”前提下，尽可能选择施工期短、工程投资费用低、施工工艺难度较简单的方案。
对新吹填的软土进行浅层加固处理后可提供一个相对稳定的场地作业面，地基承载力能满足企业进场施工的要求。今后场地可根据具体的使用荷载与功能有针对性地进行二次处理。而且浅层真空预压处理施工工期短，工程造价低。所以本工程选浅层真空预压处理为推荐方案。
5.2设计方法
真空预压分区面积控制在2～4万m2范围，尽可能正方形布置，使得预压效果更好。
在新吹填的超软土面上利用特制的高密度平板式泡沫，直接将其连续铺设在泥面上形成浮桥为施工通道以人工形式插设排水板。这种形式的浮桥桥面较宽，行走平稳。利用深插竹竿固定四角，施工方便，便于拆除倒运，可以重复多次使用非常适应于本工程的大面积插板施工。
真空滤管直接与排水板绑扎连接，这种接连的方式实现真空度的往下传递。塑料排水板打设时，要求外露场地不小于1.0m，打设完毕后每两排排水板之间布设1根滤管，然后将塑料排水板与滤管缠绕相连并用无纺布布条绑扎牢固。由于排水板与滤管直接连接，减少传统工艺中真空度由滤管经过砂垫层传到排水板时的真空度在砂垫层中的损失，增强真空预压的加固效果。
然后上铺一层三维土工排水网作为水平排水和传递真空通道。三维土工排水网是以高密度聚乙烯为原材料，通过特殊的机头挤出肋条，3根肋条按一定间距和角度排列形成有排水导槽的三维空间结构，其上下各粘一层200g/m2的土工布，形成整体的三维复合土工排水网。与传统的土工布相比，具有良好的水平排水和真空传递功能，使土体表面发生竖向固结，加固区表面形成稳定、均匀的硬壳层，使得软基取得更好的加固效果。
密封膜的周边密封是真空预压的关键环节，选择更为可靠的挖沟折铺膜工艺对密封膜进行周边密封。射流真空泵的数量根据约800m2～1000m2/台配置。抽真空预压过程中注意过程监控检测。处理效果达设计标准后可卸载进行加固效果的检测。
浅层真空预压真空预压施工工艺流程：施工准备搭设浮桥铺设编织土工布超软作业面上打设排水板布设滤管及检测设备连通排水板与滤管铺设三维土工排水网铺设密封膜布设真空泵及其他抽真空装置抽气加载卸载三维土工排水网回收重复利用加固效果检测。
6 环保控制目标
在港口建设中，由于港池疏浚、填海造陆工程将对海洋生态和渔业资源环境造成一定程度的影响。设计前必须制定环保控制目标，以控制施工过程中对生态环境的影响程度。
（1）水环境：施工水域执行国家三类海水水质标准；COD控制目标小于4mg/L；石油类小于0.3mg/L。
（2）大气环境：施工水域和陆域执行国家二级大气环境质量标准；TSP控制指标为日均0.3mg/m3；SO2日均0.15mg/m3；NO2日均0.12mg/m3。
（3）噪声环境：施工场地执行三类城市区域环境噪声标准，昼65dB（A），夜55dB（A）。交通噪声按四类标准控制，昼70dB（A），夜55dB（A）。
（4）海洋生物质量：施工水域执行三类标准，麻痹贝毒控制指标为0.8mg/kg，总汞0.30mg/kg。
（5）海洋沉积物质量：施工水域执行三类标准，有机碳含量控制在4%，铜200mg/kg，铅250mg/kg，锌600mg/kg，铬270mg/kg，汞1mg/kg，石油类1500mg/kg。
7 结语
填海造地是满足经济发展和海岸资源利用的有效方式。未来一段时间内，填海造地仍将为沿海经济发展战略的有效实施提供重要的保障。本文通过以上成功的工程实例浅析围海造地工程的设计思路及方法，采取科学规划、科学设计、科学施工、科学控制的手段，从而实现科学填海造地可同时兼顾经济效益、生态效益和社会效益的目的。
参考文献：
[1]JTS147-2-2009，真空预压加固软土地基技术规程[S]
[2]JTS147-1-2010，港口工程地基规范[S]
[3]JTS181-5-2012，疏浚与吹填工程设计规范[S]