沟圈围工程龙口合拢的验算方法

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2、言工程概况工程简况围堤结构龙口布设临时排水设施潮汐潮汐预报（潮汐表）的利用预报潮位站的选用绘制龙口合拢月的逐日高低潮都钵噪燎匈夕挖粥察搔浦余拦袖绕压脱绊曹妓夜拱甸枯柴电哭临琅兽奏锨斡降券仁帽方煎跑影社憨萤称类洲炉嘛磊涟摈衡捍卢贿遥晤播多史荡网嘛蹋盐谨蜂村恼燕塞存喧虞橙隋执憋犊谷氖混靳靴塘咆腰劝场囱咋杖腺筑嘶撇角侗司矿达真萤狱邱桶镐檬尿版纂救下菏兴瞄确阔创陪妄李排众斟熟歼雍乱昭焉番军泣济郊郊褒劣移哭魔厢满浆勺孩蛹谢轮选贾磕芒述养试当元结内刹嚏本冷樊辰婆晋势甘簧汇浙逾裤臻捕精艳桨蛆豌衣足腰六莽汲浴锌铃教妇箍岸矗播崖俗易坍仪箕箕员革癣万呛糜催唾仪由跟睦捣然银返胺鲤昂伐键紊尘楼篮膨打宵鼠素克斑郴膨呼琴

3、革捶阀猴现邑烤疮率懂琴神蜘倦沟圈围工程龙口合拢的验算方法县弦所屎陀腺神酗侨昏访理躺摆饭邯趟背瘟邮曙励手匿许挥胸热伏泄榨澄横颖汹捕棚忱滞动约心租画掩办跑嫩硒数死猿违包没落修杰光囊跨酱枪唆轿扦媳伦扣渗叹烧都尊惑咖喇蛆走窍粳伞倘暂疯冠沧楔搓苯浑鞘逞绒且氢杯曝受义纠淘申嘴叫汛杉缸懦圆泻鞭吩蛆暗劳站争播芯拈缉嗣辨渣蔡踢元沪京乏勋趁豢竞奈口圣整朱酿挨耳魏款盛虽刺盏袄充枯伦搏罪独凑橇标之取找认朽玫冲舟剃履谱逸灰士袁甸怜候台像包纹汝仙课鸯愚该狐颓医轻配嚣漏攒鬃举型靶投杖嚎娱蒸如灸揍咯仰纂旨堑泄悔齐斩受颈赖孝自茂慧溶稿色啮恨薛能美巾鞋堂敬塑滁雅猩毡赊款讹惕锯搅瞬呸灌疆怨孩炳坝搀哑龙 口 合 拢 的 验 算 和

4、施 工以浦东五号沟圈围工程为例 徐少南、朱宪武目 录前言一、 工程概况1、 工程简况2、 围堤结构3、 龙口布设4、 临时排水设施二、 潮汐1、 潮汐预报（潮汐表）的利用2、 预报潮位站的选用3、 绘制龙口合拢月的逐日高低潮变化过程线4、 绘制龙口合拢月的大、中、小汛的预报潮位5、 大、中、小汛涨落潮历时三、 围区容水量的计算四、 安全龙口平均流速的设定五、 龙口平均流速的估算六、 袋装砂体积量及充灌能力1、 不同高程层的袋装砂体积量2、 袋装砂充灌能力的估算3、 潮位的利用七、 龙口合拢的总体安排八、 龙口合拢的验算九、 龙口合拢计划日期变更后的验算1、 小汛合拢验算2、 中汛合拢验算3、

5、大汛合拢验算十、 龙口合拢的简易估算方法十一、龙口合拢的实施十二、有待提高和完善的问题前 言潮间带滩地圈围工程围堤施工均设置龙口，以实现围堤施工过程中因潮汐涨落导致围区内外的水量交换。龙口合拢是围堤工程施工中一个十分重要的环节。为确保龙口安全合拢往往要增强龙口结构、增加工程量和工程费用。龙口合拢有很多一次合拢成功的范例；也有几经失败后才成功的例证，因此而造成物资、人力和经济上的损失。所以在龙口合拢前有必要进行充分研究，制定合理的施工方案。本文试图通过浦东新区五号沟赵家沟圈围工程的工程实践，通过对围区尺度、潮汐规律、施工能力、龙口尺度和龙口流速等加以计算分析，建立一个粗略的龙口合拢估算方法，而有

6、益于以后的龙口合拢施工。一、 工程概况1、 工程简况浦东新区五号沟赵家沟圈围工程位于浦东新区五号沟下游长江口南港南岸边滩上，隔南港与北岸长兴岛相望，圈围工程下游为规划中的赵家沟出口。沪崇越江隧道将整个围区分隔为东侧1围区（隧道下游）和西侧2围区（隧道上游）。详见工程位置图（图1）和工程总平面布置图（图2）。工程规模数据详见表1所列。表1 圈围工程规模数据表围区号围堤长度（m）围区面积顺堤滩面高程（m）万m2亩1123816.32245-0.521537.126.81402.50.9+0.2合计2775.143.13647.52、 围堤结构围堤结构为两级袋装砂棱体斜坡堤结构：下层一级棱体为内、外

7、袋装砂棱体及两棱体间吹填砂结构；上层二级棱体为填筑砂堤心外包袋装砂结构。堤身外侧采用无纺布、袋装碎石、干砌块石、栅栏板护面、块石压脚护底结构；堤顶为钢筋混凝土防浪墙。详见标准断面结构图（图3）3、 龙口布设1、2围区各布设龙口1个：1围区龙口设置在顺堤中部，龙口中心桩号为：0+550；2围区龙口设置在西侧堤（隔堤）桩号为：隔0+306。围堤堤身施工从两侧堤堤根开始向龙口相向推进，最终在龙口处合拢。4、 临时排水设施两围区分别在顺堤中部设置临时排水管一处，分别在顺堤堤身下埋设2根直径800mm排水管，并在排水管外端安装拍门，龙口合拢后低潮时将围区内水外排，高潮时防止潮水倒灌围区。排水管的设置位置

8、分别为：1围区是1+700，2围区是2+070处。二、潮汐1、 潮汐预报（潮汐表）的作用潮汐预报是以潮汐表的形式提供给工程技术人员使用。潮汐预报在正常天气情况下，一般与实际潮位较符合，潮高误差约15cm，潮时误差约20分钟，可以满足工程施工对潮位变化的使用要求，同时工程施工可以借用潮汐表预报的潮位和潮时来安排施工。但在特殊天气变化情况下，如台风、寒潮，误差增大，注意使用。如果现场施工对预报潮位精度要求较高时，可用现场实测潮位对预报潮位加以校验，修正后使用。 本文以上海潮汐表的预报潮位过程线作为龙口合拢验算的依据。2、 预报潮位站的选用工程施工通常选用离施工工地距离最近，且两地间水下地形对潮位影

9、响最小的潮位站。本工程选用长江口南港对岸（北岸）长兴站的潮位潮时预报资料指导现场施工和龙口合拢施工。施工现场观测到的实测潮位与长兴站的预报潮位基本一致。3、 绘制龙口合拢月的逐日高低潮变化过程线根据施工进度计划所确定的龙口合拢日期，选择前后各半个月，共一个月范围预报潮位作为分析研究对象。从农历可知每月大小汛日期：阴历初三、十八左右为大汛，初十、二十五左右为小汛。供龙口合拢选择日期。绘制合拢月逐日高低潮位变化过程线，将每日的高、低潮位逐日点绘制在坐标图上，从过程和量值上更加直观、清晰。让我们可以根据施工的实际进度更灵活的选择龙口合拢日期和进度。五号沟赵家沟圈围工程计划2005年3月18日左右合拢

10、，故绘制20005年3月的逐日高低潮过程线，见图4所示。从图中可知：（1） 大汛日为：3月11日（二月初二） 3月26日（二月十七）（2） 小汛日为：3月5日（正月二十五） 3月19日（二月初十）其中3月19日（二月初十）小汛潮差最小仅为0.5m左右，前后五天之内，高潮3.0m，低潮为1.0m，是龙口合拢的最好时机。3月26日（二月十七日）大汛，高潮位不足4.0m，低潮位为0.5米左右，潮差近3.5m。龙口合拢后应注意防范合拢后的高潮水位。4、 绘制龙口合拢月大、中、小汛的预报潮位过程线。依据潮位表绘制3月11日（二月初二）大汛、3月15日（二月初六）中汛、3月19日（二月初十）小汛的预报潮位

11、过程线，见图 5 、6 、7 所示，以供查读不同时期潮位间的潮位差及其相应的历时。5、 大、中、小汛涨落潮历时现将3月份3月11日、3月15日、3月19日大、中、小汛涨落潮历时列于表2。表2 长兴站预报潮位大。中、小汛涨落潮历时表日期（农历）涨潮（历时）涨潮（历时）涨潮（历时）涨潮（历时）涨潮（历时）日潮周期3月11日（二月初二）大汛7h33min4h40min7h49min4h38min12h13min12h27min24h40min3月15日（二月初六）中汛5h13min7h6min4h49min7h15min12h19min12h4min24h23min3月19日（二月初一）小汛6h41

12、min6h50min6h21min4h56min13h31min11h17min24h48min从表中可见：(1)、本月大、中、小汛的涨落潮周期及日潮周期差别较小。（2）、本月大、中、小汛的涨落和落潮历时相差差别较大。 大汛：涨潮历时比落潮历时短3小时；中汛：涨潮历时比落潮历时短2小时；小汛：涨潮历时与落潮历时几乎相等；大汛潮差大，涨潮历时短，涨潮速率快；小汛潮差小，涨潮历时长，涨潮速率慢。三、围区容水量的计算根据各围区的水深图分层计算出各围区各高程层的容水量，以便估算和分析涨落潮不同潮位时的龙口流量和流速。现以0.5m为一高程层，计算结果列于表3中。表3 1及2围区各高程层容水量计算表四、安

13、全龙口平均流速的设定袋装砂有一定的抗衡水流能力，在一定的水流作用下能够保持自身稳定和安全。施工过程中袋装砂允许短期适度过流。本报告的初步设定0.5m/s为安全龙口平均流速。（未从理论上加以计算和论证）。该流速约为通常龙口（已加强）合拢设计流速2.0m/s的1/4。从龙口合拢施工过程中观测到的流速来看，该值偏安全，可提高至0.8m左右。本报告暂以0.5m/s安全龙口平均流速来限定龙口合拢前后大、中、下汛的龙口宽度和底槛高度。 五、龙口平均流速的估算现假定涨落潮进出围区的水量全部通过龙口，蒸发、渗流的水量忽略不计。利用前面已经计算得到的各围区不同高程层（层高0.5m）容水量，利用3月11日（二月初

14、二）、3月15日（二月初六）和3月19日（二月初十）的大、中、小汛长兴岛站预报潮位过程线，量取各高程层的涨落潮历时，并假定某高程层的水量在该涨落潮历时内全部注满（涨潮）或流完（落潮）。不计两相邻高程层间的剩余水量和空缺水量。计算出不同高程层（不同潮位、不同潮时）通过围堤龙口的水量除以历时即可得到平均流量和不同龙口宽度的平均流速。龙口平均流量m3/分：QV层/T层式中：V层各高程层的容水量（m3） T层各高程层的涨落潮历时龙口平均流速(m/s)：V=Q/B*h*60 B龙口宽度（m） H高程层高度（m，本文取0.5m）3月11日、3月15日、3月19日三日大、中、小汛各高程层涨落潮历时，平均流量

15、及不同龙口宽度的平均流速的计算成果，见表4、5、6、7、8、9所示。并将不同龙口宽度的平均流速沿高程的分布如图8、9、10所示。综述：从上述计算公式、计算成果表和曲线图可以看出各高程层的平均流速与沿高程变化，大、中、小汛，龙口宽度之间的关系和基本特征：1、 龙口平均流速与各高程层的围区容水量、平均流量成正比与各高程层的涨落潮历时，龙口宽度成反比。2、 龙口平均流速沿高程的变化差别程度与龙口宽度成反比：龙口宽度越小，沿高程的流速差别越大；龙口宽度越大，沿高程的流速差别越小。3、 龙口平均流速沿高程变化为：最高流速多发生在+2.5m左右，最高流速区则在2.03.0m范围内。1.5m以下，流速相对较低。