王文燦，何松瑋，吳松華

(中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江寧波 315200)

1 引言

舟山市金塘木岙集裝箱物流基地陸域形成項(xiàng)目采用吹填砂形成陸域，吹填砂分為老大堤內(nèi)和老大堤外兩部分。老大堤外陸域形成面積86.0萬(wàn)m2，吹填標(biāo)高3.7m，吹砂量600.8萬(wàn)m3;老大堤內(nèi)陸域形成面積110.9萬(wàn)m2，吹填標(biāo)高4.2m，吹砂量286.3萬(wàn)m3。具體布置見(jiàn)圖1。

吹砂施工按位置分老大堤外和老大堤內(nèi)兩個(gè)區(qū)域，新建圍堤內(nèi)側(cè)以-2.0m處為界分二次吹填。前期先安排2艘吹砂船進(jìn)行老大堤外的吹填，待灘面上積留一定量的砂后，立即進(jìn)行內(nèi)護(hù)岸充灌袋施工。圍堤施工時(shí)，調(diào)整吹砂船位置至圍堤軸線(xiàn)外150m處，并預(yù)留圍堤各分項(xiàng)的施工作業(yè)面，待圍堤施工至-2.0m處時(shí)，吹填圍堤內(nèi)側(cè)的靠背砂，-2.0m以上根據(jù)圍堤施工進(jìn)度逐步吹填至設(shè)計(jì)高程+3.7m。

圖1 施工平面布置

老大堤外側(cè)吹填根據(jù)吹砂進(jìn)度要求和圍堤施工進(jìn)度再安排2艘吹砂船。老大堤內(nèi)側(cè)吹填根據(jù)業(yè)主要求再行安排。

考慮到吹填砂在施工過(guò)程中固結(jié)、沉降、交工時(shí)間等因素，按泥層厚度預(yù)留吹砂厚度0.2～0.8m。

地質(zhì)勘探資料表明，本工程場(chǎng)地近岸段淤泥層較厚，基巖埋藏較深且起伏變化大。其中淺層分布的淤泥質(zhì)土性質(zhì)差，具有低強(qiáng)度、高靈敏度、高壓縮及易觸變、蠕變等特性，土層承載力很低，因而給吹填施工帶來(lái)一定難度。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工船舶選擇

本工程位置屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候地區(qū)，四季分明，受海洋性氣候影響較為明顯。在選擇施工船型時(shí)，充分考慮到氣候因素的影響及本工程對(duì)砂質(zhì)的要求。挖砂、運(yùn)砂、吹砂船舶的選型如表1所列。

表1 施工船舶配備匯總

2.1.1 吹砂船

本工程選用800m3/h吹砂船。每條吹砂船配備有6臺(tái)30kW泥泵，其并聯(lián)后的排距和揚(yáng)程完全滿(mǎn)足本工程的吹砂要求。吹砂船從駁船艙內(nèi)吸砂輸運(yùn)，吹排砂濃度高，一般在20% ～25%，相對(duì)于吹填區(qū)排水量少。吹砂船拋錨固定，抗風(fēng)能力強(qiáng)，占用水域面積小。擬投入4艘800m3/h吹砂船。根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕l件，考慮到自然影響、船機(jī)修理、生產(chǎn)性停歇時(shí)間等因素，考慮每天吹砂時(shí)間利用率為65%，實(shí)際最低施工能力為:

2.1.2 采砂船

根據(jù)本工程的工況條件及對(duì)吹砂的砂質(zhì)要求，采用800m3/h吸砂船采砂，其優(yōu)點(diǎn)在于:吸砂船采砂工作效率高，可以保證采砂質(zhì)量和供砂強(qiáng)度。擬投入4艘800m3/h取砂船，考慮到漲落潮水、自然影響、船機(jī)修理、生產(chǎn)性停歇等因素，考慮取砂時(shí)間利用率為70%，實(shí)際最低施工能力為:

2.1.3 運(yùn)砂船

綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的水域條件和運(yùn)砂強(qiáng)度要求，選擇2000m3以上的自航駁船運(yùn)砂的方案。擬投入20艘2000m3海上駁船。考慮航距、航速、船機(jī)修理、自然影響、生產(chǎn)性停歇時(shí)間和吹填等待等因素，每條吹砂船配備5艘運(yùn)砂船。

2.2 水門(mén)布設(shè)

老大堤內(nèi)吹填時(shí)計(jì)劃設(shè)置水門(mén)2座，位于吹填區(qū)西南或東南，水門(mén)結(jié)構(gòu)形式采用鋼箱式雙水門(mén)，排水管采用直徑780mm鋼管，每座水門(mén)布置2根排水管，排水管長(zhǎng)根據(jù)隔堤寬度確定。水門(mén)排水管外側(cè)，設(shè)逆止閥，以防漲潮水流倒灌，水門(mén)外側(cè)鋪設(shè)土工布防止沖刷。為防止吹砂時(shí)泥砂隨水流入泄水管發(fā)生堵塞現(xiàn)象，施工開(kāi)始后，在箱前放一塊0.2m高的閘板，以后隨吹砂進(jìn)度及吹填區(qū)內(nèi)的水位情況逐步加高，直至吹砂結(jié)束。

老大堤外區(qū)域吹填時(shí)在東南角設(shè)有龍口，吹填尾水全部由此處排放，在龍口合龍后，將在東北側(cè)內(nèi)護(hù)岸上設(shè)置水門(mén)，解決新建大堤整體成形后的排水問(wèn)題。詳見(jiàn)上頁(yè)圖1。

2.3 吹砂船及吹砂管線(xiàn)布設(shè)

2.3.1 吹砂船布設(shè)

老大堤內(nèi)吹填時(shí)吹砂船布設(shè):需根據(jù)業(yè)主要求決定具體開(kāi)始吹填時(shí)間。如在開(kāi)工之初進(jìn)行吹填，4艘吹砂船布設(shè)在老大堤向海側(cè)150m左右，施工時(shí)根據(jù)水深圖做具體調(diào)整，但原則上擬布設(shè)在新建圍堤范圍以?xún)?nèi)，并離開(kāi)新建圍堤一定距離，以便給圍堤施工的各種專(zhuān)用船舶提供工作面;如吹填時(shí)間在新建圍堤成形后，則4艘吹砂船布設(shè)在距新建圍堤鎮(zhèn)腳拋石以外(離開(kāi)圍堤前沿線(xiàn)至少150m安全距離)，由北向南依次排開(kāi)。

老大堤外吹填時(shí)吹砂船布設(shè):前期吹填進(jìn)場(chǎng)2艘吹砂船，定位在施工區(qū)域南側(cè)，分別往魚(yú)塘和露灘區(qū)域進(jìn)行吹填。施工時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃鳁l件，2艘吹砂船布設(shè)在距新建圍堤鎮(zhèn)腳拋石以外(離開(kāi)圍堤前沿線(xiàn)至少150m)。根據(jù)進(jìn)度要求，再陸續(xù)增加吹砂船至4艘，由北往南分施工區(qū)域一字排開(kāi)，分別往各自的施工區(qū)域進(jìn)行吹填。

定位采用4個(gè)重量為2t的鐵錨八字形定位，其錨纜長(zhǎng)度、角度要考慮本船的移位、抗風(fēng)浪和運(yùn)砂船的航行等。詳見(jiàn)圖1。

2.3.2 吹砂管線(xiàn)布設(shè)

吹砂管線(xiàn)由水上浮管和岸管組成。由于吹砂船離岸較遠(yuǎn)，砂管大部分在水里，這部分砂管必須采用浮管，浮管的兩端相接處采用橡膠軟管接頭(見(jiàn)圖2)。

圖2 吹砂浮管斷面示意圖

為避免對(duì)新建圍堤施工造成影響，將在圍堤上預(yù)設(shè)管線(xiàn)，待吹填結(jié)束后拆除。進(jìn)行老大堤內(nèi)區(qū)域吹砂時(shí)，吹砂船管線(xiàn)長(zhǎng)度最長(zhǎng)約1800m(其中單船拼接浮管最長(zhǎng)約600m，岸管最長(zhǎng)約1200m)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察情況，若吹砂區(qū)域積水較深，排泥管線(xiàn)前三節(jié)采用浮管，確保施工正常進(jìn)行。

吹砂管線(xiàn)的平面布置根據(jù)吹砂船的總揚(yáng)程、吹砂距離、吹填高程、潮位變化等方面的情況加以綜合考慮，來(lái)選定吹砂管線(xiàn)的位置。老大堤外側(cè)2艘吹砂船各布設(shè)一根主管線(xiàn)，露灘區(qū)域主管線(xiàn)直接從吹砂船通過(guò)連接浮管接出后至灘面上，再在灘面上布設(shè)若干條不同方向的支管線(xiàn)，根據(jù)吹砂區(qū)域的變動(dòng)再接至主管線(xiàn)。魚(yú)塘區(qū)域主管線(xiàn)由吹砂船接至魚(yú)塘老圍堤坡腳側(cè)，在老圍堤堤頂用人工鑿開(kāi)一寬度約1m的缺口，管線(xiàn)由缺口穿過(guò)接至魚(yú)塘區(qū)域，再根據(jù)吹填區(qū)域的變化設(shè)置若干支管線(xiàn)。管頭用鋼架支撐或油筒固定抬高，使出砂口與吹砂面形成一定的高度，可使吹填砂順著水流由高處往低處散布沉積。

2.4 施工測(cè)量

2.4.1 吹填區(qū)域的確定

吹砂開(kāi)始時(shí)，吹填砂會(huì)隨著水流由高處往低處流散。為防止吹填砂流出施工邊線(xiàn)，需盡快施工內(nèi)護(hù)岸充灌袋和圍堤充灌袋。由于內(nèi)護(hù)岸充灌袋用砂采用場(chǎng)地內(nèi)的吹填砂，前期施工時(shí)應(yīng)預(yù)留出內(nèi)護(hù)岸的施工作業(yè)區(qū)域，以離內(nèi)護(hù)岸外坡坡腳20m為宜。

2.4.2 高程控制

吹填開(kāi)始前，在吹填區(qū)原始泥面上布置一定間距的標(biāo)高桿。吹填時(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制分層吹填厚度和頂面高程，采用人工踩砂和機(jī)械整平的方式來(lái)控制最終的平整度。

2.4.3 測(cè)量?jī)x器

邊線(xiàn)點(diǎn)用全站儀放樣，標(biāo)高采用全站儀結(jié)合水準(zhǔn)儀的方式來(lái)測(cè)量。吹砂工程擬投入一臺(tái)全站儀和一臺(tái)水準(zhǔn)儀，具體如表2所列。

表2 測(cè)量?jī)x器配備一覽

2.5 質(zhì)量控制要求

a.本工程陸域形成采用吹填中粗砂或中細(xì)砂，含泥量小于10%。采砂時(shí)嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求做好檢驗(yàn)工作，取樣進(jìn)行泥沙顆粒分析，確保施工過(guò)程中砂質(zhì)符合吹填要求。

b.取砂區(qū)的位置有明顯標(biāo)志，施工區(qū)域附近須設(shè)置水尺，控制取砂區(qū)底部高程，從而保證所挖取的砂質(zhì)符合要求。

c.吹填砂標(biāo)高為3.7m和4.2m(指吹填砂壓縮沉降穩(wěn)定后的驗(yàn)收標(biāo)高)，吹填時(shí)控制吹填分層厚度，按時(shí)觀測(cè)沉降量，并預(yù)留一定的沉降量。

d.吹填工程的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法應(yīng)符合規(guī)范要求。

3 吹砂施工

3.1 吹砂施工原理

吹砂(取砂船→運(yùn)砂船→吹砂船)施工原理是依靠取砂船上安裝的離心式砂泵將砂水混合物吸起后排入運(yùn)砂船中，并通過(guò)運(yùn)砂船運(yùn)至吹砂船旁。吹砂船船舷的一側(cè)安裝有吸砂管、吸砂頭以及沖水管等吸砂裝置。依靠船上的大型吸砂泵從靠泊于船舷旁的運(yùn)砂船中的砂水混合物吸入，再經(jīng)吹砂船另一側(cè)排砂管線(xiàn)輸送到吹填區(qū)內(nèi)，砂水混合物在吹填區(qū)內(nèi)經(jīng)過(guò)沉淀后，砂留在吹填區(qū)內(nèi)，尾水通過(guò)排水口排出施工區(qū)。如下頁(yè)圖3所示。

圖3 采、運(yùn)、吹砂施工示意圖

3.2 吹砂施工流程

吹砂施工基本遵循以下工作流程，具體詳見(jiàn)圖4:

圖4 吹填工程施工流程

3.3 吹砂施工技術(shù)要點(diǎn)

a.吹砂船主管線(xiàn)垂直于新建圍堤軸線(xiàn)進(jìn)入吹填區(qū)開(kāi)始施工，逐步從吹填區(qū)南側(cè)向北推進(jìn)，直到南側(cè)達(dá)到要求標(biāo)高后，再逐步向北布設(shè)支管線(xiàn)。

b.吹砂前通過(guò)地形測(cè)量，計(jì)算吹填區(qū)的最大容積量，以確保管線(xiàn)布置合理，避免不必要的接、移管作業(yè)對(duì)施工進(jìn)度造成影響。

c.根據(jù)吹填區(qū)吹填的最大流量設(shè)計(jì)排水口的過(guò)水?dāng)嗝媾c設(shè)計(jì)區(qū)內(nèi)排水口，在施工過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)區(qū)內(nèi)水位的觀察與護(hù)岸的觀測(cè)，防止積水過(guò)多危及護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全。

d.吹填分層進(jìn)行，施工中要防止局部吹填高度過(guò)大。若有局部過(guò)高須及時(shí)用推土機(jī)進(jìn)行推平。

e.為防止吹砂區(qū)內(nèi)雜物隨排水流進(jìn)海域造成二次污染，在吹填區(qū)內(nèi)排水口上設(shè)置排污攔網(wǎng)，定時(shí)由專(zhuān)人清理收集，施工完成后統(tǒng)一運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行丟棄。

f.吹填面高程控制。吹填面高程的控制是直接影響工程竣工驗(yàn)收的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)吹填層面高程進(jìn)行控制是保證施工質(zhì)量的一個(gè)重要手段。在吹填過(guò)程中，詳細(xì)設(shè)計(jì)吹填分支管線(xiàn)的布設(shè)走向，并按一定間距布設(shè)標(biāo)高桿，控制排砂管線(xiàn)管底高程及出砂口砂面高程，以嚴(yán)格控制吹填高程，確保吹填后的平整度。

g.吹填區(qū)平整控制。吹砂過(guò)程中，采用調(diào)整出泥口、支管線(xiàn)補(bǔ)足及人工踩砂的方式控制平整度，局部區(qū)域吹砂結(jié)束后用裝載機(jī)進(jìn)行推平，達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收要求。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 砂質(zhì)保證措施

4.1.1 吸砂過(guò)程砂質(zhì)控制

吸砂船進(jìn)入指定采砂區(qū)后，當(dāng)班大副根據(jù)采砂區(qū)的砂層厚度鉆探資料，結(jié)合吸砂船自身施工工藝需要，合理控制吸砂深度，發(fā)現(xiàn)砂源與設(shè)計(jì)要求的砂質(zhì)不符時(shí)，吸砂船應(yīng)及時(shí)調(diào)整吸砂位置，對(duì)已裝駁而不符合設(shè)計(jì)要求的砂土，應(yīng)及時(shí)清艙，重新裝駁。吸砂過(guò)程中砂質(zhì)分析一般采用目測(cè)及憑手捏感覺(jué)，初步分析砂質(zhì)質(zhì)量，及時(shí)掌握砂質(zhì)情況，質(zhì)檢人員應(yīng)作定期的泥砂顆粒篩分試驗(yàn)，形成砂質(zhì)初步自檢體系，確保砂質(zhì)達(dá)到要求。

4.1.2 吹砂過(guò)程砂質(zhì)控制

當(dāng)重駁被運(yùn)至吹砂船時(shí)，由吹砂船當(dāng)班大副全面負(fù)責(zé)吹砂過(guò)程中的砂質(zhì)檢查，對(duì)不符合砂質(zhì)要求的重載駁，及時(shí)退回清艙處理，重新裝砂。同時(shí)，將砂質(zhì)情況及時(shí)反饋給吸砂船和項(xiàng)目部，以便及時(shí)調(diào)整吸砂船船位，改進(jìn)吸砂施工工藝，使砂的質(zhì)量在進(jìn)吹填區(qū)前從根本上得到保證。

4.1.3 吹填區(qū)內(nèi)砂質(zhì)控制

除了做好上述兩方面的砂樣自檢工作外，按設(shè)計(jì)要求在吹填區(qū)內(nèi)取一砂樣，并送交有資質(zhì)的鑒定單位進(jìn)行砂樣分析，以確保砂質(zhì)質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在吹填區(qū)內(nèi)取樣工作具體由質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)，會(huì)同監(jiān)理工程師共同采樣。

4.2 吹填施工組織管理

組建一支吹填管線(xiàn)組，具體負(fù)責(zé)管線(xiàn)的布設(shè)、延伸、拼接工作。在施工前，由技術(shù)人員向管線(xiàn)組詳細(xì)講解管線(xiàn)布設(shè)的具體要求，對(duì)主管線(xiàn)、分支管線(xiàn)及使用岔管過(guò)程中的注意事項(xiàng)作交底工作，使吹砂管線(xiàn)的鋪設(shè)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的吹填要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程采用吹填砂施工技術(shù)，有效地保證了工程的進(jìn)度，取得了滿(mǎn)意的效果。本工程屬于水上施工，機(jī)械設(shè)備和人員較多，施工船舶施工期間受現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)浪影響較大，施工船舶必須備有避風(fēng)錨地?，F(xiàn)場(chǎng)施工必須制定相關(guān)安全管理規(guī)定，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員和管理人員的安全意識(shí)，確保安全生產(chǎn)。

1 JTJ 203—2001水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范［S］.

2 JTJ 324—2006疏浚與吹填工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］.

3 JTS 257—2008水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

4 JTS 2005—1—2008水運(yùn)工程施工安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.

5 JTS 258—2008水運(yùn)工程測(cè)量質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.