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关于国内填海造地工程的一些看法

 水利天下 2022-02-26


      1 前言

填海造地是指把原有的海域、湖区或河岸转变为陆地。对于山多平地少的沿海城市,填海造地是一个为市区发展制造平地的有效方法。不少沿海大城市,例如东京、香港、澳门深圳,均采用该法制造平地。现笔者就结合多年来负责或参与设计、管理及调研的国内一些填海造地项目谈谈对填海造地工程的一些看法和认识。

2 填海技术发展历史及现状

2.1 主要技术发展历程

1、荷兰

荷兰自13世纪起就开始大规模围海填海,如今荷兰国土的百分之二十是人工填海造出来的,丘陵都被挖去填海去了,故有“上帝造海,荷人造陆”之称。

2、日本

实际上日本的填海造陆只有1600多平方公里,也就是160000多公顷,主要包括神户人工岛以及大阪国际航空港在海中心建造的日本关西国际机场。日本是个群岛国家,国土狭小,人口稠密。第二次世界大战后50多年间,日本人围海造陆达200平方千米,相当于2.6个香港岛的面积。20世纪70年代日本将围垦的重点转移到海岸以外的人工岛。东京人口1200多万,面积只有2145平方千米。为了寻找新的生活空间,东京将在15年时间内用城市垃圾填出18个人工小岛。

3、香港

香港山多平地少,1842年香港首次将兴建皇后大道的沙石推进大海,以后香港便不断填海造地,一百多年来,填海面积已达六十七平方公里,占香港总面积超过百分之六。台湾台塑集团的麦寮六轻也是填海造陆的巨大工程,开发造地的面积约2255公顷。

4、中国

中国从上世纪五、六十年代开始围填海活动,到上世纪末,沿海地区围填海造地面积达1.2万平方公里,平均每年围填海230至240平方公里。正是考虑到保护海洋环境,2002年,《海域使用管理法》实施后,国家每年对围填海规模都控制在100多平方公里左右。

2.2 填海造地技术应用现状

1、亚洲

在亚洲,陆地资源贫乏的沿海国家和地区,都很重视利用滩涂或海湾填海造地,像日本、韩国、新加坡、印度和中国香港、澳门等,都在向大海要土地。

2、荷兰

由于国际上对海洋经济观念上认识的不断成熟,一些海洋大国也在逐年减少围海造地的面积。进入21世纪以来,荷兰在保障抵御海潮和防洪安全的前提下,研究退滩还水方案,实施与自然和谐的海洋工程计划,不再将海域直接围死形成新的陆地,而是尽量保留海域。

3、日本

从1945至1975年,日本政府在临海填海造地11.8万公顷(相当于两个新加坡的面积),东京湾填海造地工程、神户人工岛关西国际机场填海造地工程都是世界知名。统一进行工业布局,将炼油、石油化工、钢铁和造船等资源消耗型联合企业配置于东京湾以南的沿太平洋带状工业地带上,使原料码头与产品码头成为工厂的一部分,减少了中转运输费用,并据此调整工业布局,向临海集中。

日本有关专家指出,港口与工业区紧密结合在一起的新布局不仅使能源耗量多的钢铁、水泥、制铝、发电和汽车业等成本下降,促进了这些部门以及造船、机械和建筑等工业部门的发展,而且使以石油为原料的石油冶炼、石油化学、合成纤维、塑料制品和化学肥料等工业飞速发展。

经过这一时期的发展后,占日本全国总面积31%的临海地带,汇集了全国52%的人口和全国58%的工业产值,显示出临海工业区在日本国民经济发展中的重要作用

2.3 填海造地主要优缺点

1、优点

(1)增加城市建设和工业生产用地。

(2)美化海岸线,改善沿海景观。

(3)扩大耕地面积,增加粮食产量。

2、缺点

(1)破坏海洋生态,影响水中生物生活,不但生物不能生存,更大量出现了赤潮的情况。

(2)过度填海会使海港收窄,令水流更急速,波浪波幅更大,影响船只航行。

(3)对于直接把雨水排出大海的地区,填海令地下的雨水渠延长。而因为延长部份斜度的不足,所以整条雨水渠的排水力减低。在雨季时,就可以因为大雨而造成内城街道水浸的问题。

(4)产生凸堤效应,让周边的海岸线往内缩。1945年到1978年,日本全国海滩减少了约3.9万公顷。

(5)影响自然景观

(6)污染物累积在变狭了的海港内,难以冲去,使港湾水质恶化。

(1)水土流失,因海域上增加更多的浪,令一些天然的沙及泥土冲走。

3 国内部分填海工程介绍

3.1 笔者负责设计、管理的部分填海造地工程

1、漳州市古雷港口陆域和加工物流区填海造地工程

漳州市古雷港口陆域和加工物流区填海造地工程


    

  

现场施工照片

本工程位于福建省最南端、东山湾东侧—漳州市古雷港口经济开发区内。为近岸滩涂围填工程,主要包括围堤和隔堤、陆域形成等工程内容,工程造地面积约3.14Km2,围堤总长约5.13Km,隔堤总长约5Km,吹填总量约2200万m3

2、厦门马銮湾清淤造地二期工程

厦门马銮湾清淤造地二期工程

本工程位于厦门市西北部—马銮湾内。设计内容为:护岸、清淤及浚深、回填与造地、软基处理。总设计造地面积约171.72万㎡;护岸总长度约3100m;清淤面积约284.43万㎡;软基处理面积为139.76万㎡。

3、厦门航空港区港联动与货运配套区围填造地工程

厦门航空港区港联动与货运配套区围填造地工程

厦门航空港区港联动区与货运配套区围填工程位于厦门岛的北部,厦门大桥与集美大桥之间高崎国际机场西北侧的滩涂地带。该工程所在区域交通条件良好,具有理想的物流基地位置。系围填造地工程,涉及总图、水工、吹填造地、地基处理和排水工程、施工便道等配套工程专业。

4、福州市琅岐岛围海造地工程

福州市琅岐岛围海造地工程

本工程陆域形成总面积239.2×104m2,东侧护岸长2574m,呈南北走向,在造地区内布置2条分隔围堰,总长2189m。

5、福建省莆田市妈祖城核心区开发项目填海造地工程

福建省莆田市妈祖城核心区开发项目填海造地工程

本工程位于台湾海峡西岸福建省莆田市忠门半岛南端 。工程建设规模为形成填海造地总面积332.8万m2,其中I区(东片区)造地面积146.57万m2,II区(西片区)填海面积65.55万m2,III区(中心岛片区)填海面积120.68万m2。新建护岸总长8725m,其中I区(东片区)形成护岸长3026.8m;II区(西片区)形成护岸长2551.1m;III区(中心岛片区)形成护岸长3147.1m。

6、湄洲湾港兴化港区涵江作业区后方临港产业园陆域形成工程

湄洲湾港兴化港区涵江作业区后方临港产业园陆域形成工程

该工程总造地面积约28平方公里,其中一期16平方公里,二期12平方公里,目前开发建设的为一期工程,该一期工程由港前路路堤、西南堤及现状老海堤闭合形成。工程占地面积约1649.9万m2,其中陆域形成面积1380.49万m2(含现状老海堤外侧临时泄洪区面积105.23万m2,需待区域内防洪排涝体系形成后方可回填)。

3.2 笔者参与调研的部分填海造地工程

为了更好地开展湄洲湾港兴化港区涵江作业区后方临港产业园陆域形成一期工程设计管理工作,笔者曾与有关管理部门设计单位等工程技术管理人员组成调研组赶赴天津滨海及河北唐山,对天津临港工业区围海造地及地基处理工程、曹妃甸工业区围海造地及地基处理工程等国内大型填海造地工程进行实地考察及经验学习,以进一步拓展国内填海造地工程视野,积累先进经验,借鉴相关工程的总平、围堤、吹填、软基处理、防洪排涝等相关设计方案、施工工艺的成功经验,为后续施工图修编提供参考,以达到设计方案经济合理的目的。其调研概况、调研过程等情况主要如下:

3.2.1 调研内容

(1)理论研究方面

主要调查了解目前填海造地开发建设发展前景及理论研究情况,护面体结构适用条件、消浪机理,存在优缺点及改进建议等理论研究成果。

(2)工程应用方面

主要调查了解工程规划、功能定位情况;工程规模、标准;所在地水文波浪地质条件情况;设计方案简介;工程消浪效果、软基处理应用情况;管理运行维护情况、存在优缺点及改进建议等。

3.2.2 调研过程

l  天津临港工业区围海造地及地基处理工程

调研组首先听取天津临港经济区管委会项目原主要负责人及亲历者对天津临港经济区开发建设背景、功能规划定位、建设规模、建设时序及建设过程中的成功经验与不足教训等切身经历的宝贵经验的介绍,漫步在天津临港展览馆内,凝望着一幅幅经济区开发建设的老照片,催人奋进、使人震撼,感受到经济区日新月异、潮涌滨海、大气磅礴、敢为人先的拼搏精神,仿佛置身于经济区当年热火朝天的开发建设大潮中,项目介绍者、亲历者饱含深情,娓娓道来,不乏自豪,讲述着经济区那过去8年的峥嵘岁月,那200多平方公里开发区从无到有,从小到大,以“国内领先、世界一流”的工作标准,绘就了宏伟的规划蓝图。在党中央、国务院的大力关心支持下,天津滨海新区开发开放纳入国家整体发展战略,标志着天津改革开放和现代化建设进入一个新的阶段,也使临港经济区得到高起点、高水平的规划建设,谈到了围堤建设、软基处理、吹填工艺,也谈到了市政主干路、路堤结合、要致富先修路以及绿化、环保、节能的开发建设理念。

随后调研组又来到了中交上海航道局有限公司天津临港工业区工程项目部,听取了项目部项目经理对本工程填海造地基本情况、水工建筑物主要方案以及吹填工艺、软基处理的介绍,表达了路堤结合及主干道先行建设的重要性和经济合理性。

天津临港工业区地处天津市塘沽区,距塘沽中心区约10km。工业区位于海河出海口南侧滩涂浅海区,北临天津港南疆港区,南接天津临港产业区,依托原有海岸向东纵向延伸15km,南北横宽为6km。天津临港工业区围海工程主要是通过围海、吹填形成工业区开发所必须的土地,同时通过疏浚工程开挖工业区周边水域,形成港池、泊位和航道,满足大型船舶靠泊和通航要求。

工程包括围、隔堤工程,防波堤工程,疏浚、吹填工程。吹填造陆总面积37.81km2。围堤总长32.032km,隔堤总长度为21.35km。东防波堤长度为5.5km。疏浚、吹填量总计达4.1亿m3;整个吹填填料以吹填疏浚料为主,软基处理则主要采用真空预压进行固结处理。

工业区总体规划图

工程总体布置示意图

   

  

现场调研照片

围堤典型断面示意图

(围堤堤身以充填袋装砂棱体结构为主,基础采用插打塑料排水板利用填料自重进行堆载预压处理方式,坡面则采用扭王字块进行防护,其下设置相应的垫层结构。)

防波堤典型断面示意图

(防波堤堤身以充填袋装砂棱体结构为主,基础采用插打塑料排水板利用填料自重进行堆载预压处理方式,坡面则采用扭王字块进行防护,其下设置相应的垫层结构。)

  

 


 

 

 

现场施工照片 

l  曹妃甸工业区围海造地及地基处理工程

调研组首先来到中交上海航道勘察设计院有限公司唐山分公司,听取了分公司负责人对本工程填海造地基本情况、水工建筑物主要方案以及吹填工艺、软基处理的简要介绍,表达了路堤结合及主干道先行建设的重要性和经济合理性。随后调研组又不顾旅途劳累,风尘仆仆,赶赴工程实地进行了调研考察工作。

曹妃甸工业区规划面积357km2,绝大部分的围填海工程项目由上航院设计,如曹妃甸通路路基工程、曹妃甸钢铁围海造地工程,此外上航院还承担了工业区大量河道水闸、水系景观及防洪、排涝、水系、通航等规划设计项目。

 

  

现场调研照片

曹妃甸工业区规划图

   

现场施工工艺照片

通路陆基工程(袋装砂路基的典型项目)

4 心得与感悟

笔者在众多或亲身经历,或考察调研,或资料查询、学习的过程中,一路走来,对填海造地工程技术的感受颇多,现结语如下:

首先,让我们深刻感受到填海造地是沿海地区加速经济发展的重大举措

感受到了填海造地的蓬勃发展;现如今,摊开地图,不难发现,大江南北,从大连到海南,全国沿海地区在加速经济发展的过程中,都不约而同地对填海造地这一做法高度重视,并如火如荼地进行着各项规模宏大的填海造地项目;天津、河北等成功实例的实地考察之行,让我们开阔了视野,学到了经验,并深刻地感受到,填海造地是沿海地区加速经济发展的重大举措,但同时应注意有序开发,规范开发。

其次,感受到的是需迫切寻找高屋建瓴的战略定位,才能解决高标准规划问题

在城区及产业规划过程中,应强调高标准规划。规划的高标准,首先带来自上而下的政策扶持效应,继而产生自从今往后的实践效应,造福子孙后代。天津、河北之行,我们深刻地感受到,兄弟城市高屋建瓴的战略定位,对其规划建设产生的巨大推动力。

再次,我们感受到了大规模填海造地先围后填、分期实施、滚动开发、路堤结合,主干先行,以及自上而下高标准、严要求、大气磅礴的战略眼光和及时跟进的配套设施是港区成功开发建设的共同点

考察期间,我们深刻感受到沿海填海造地受风浪、水文、潮汐、地形地貌、区域地质以及料源情况、运距、人力、物力以及自上而下领导决策层的高瞻远瞩、魄力与胆识对工程建设成效、工期、成本的深远影响,其中大规模填海造地先围后填、分期实施、滚动开发、路堤结合,主干先行,以及自上而下高标准、严要求、大气磅礴的战略眼光和及时跟进的配套设施是港区成功开发建设的共同点,而吹填料的选择根据料源供应情况、运距情况等不同,多采用吹(回)填海砂、港池、航道等疏浚料几为不二选择;围堤结构则多为充填袋装砂或回填海砂+双棱体结构并结合区域水文波浪、潮汐条件辅以必要的抛理、干砌块石或扭王字块、四脚空心方块、栅栏板等人工块体护面等结构形式,挡浪墙多为浆砌块石结构,软基处理则根据地质软弱土层厚度情况不同采用插打塑料排水板固结排水或抛石挤淤、换填块石等几种形式,大面积较厚软基处理经济合理的方案则多为堆载预压或真空预压排水固结方案。

最后,我们也深切体会到只有更周密务实地做好前期工作,才能带来高效率建设

千里之行,始于足下。对纷繁复杂,牵一发而动全身的填海造地项目,只有做好更周密的前期工作,科学研究、充分论证、精心设计、规范作业,不无的放矢、胡上、莽上,才能带来安全、高效、经济、合理的建设。漳州、厦门、天津、河北,大江南北,一路走来,我们体会到了兄弟城市及工程技术人员为此付出的艰辛与努力!


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