王寶才

（秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島066000）

0 引言

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱潮旅游業(yè)逐漸升溫，旅游已經(jīng)成為了人們生活當(dāng)中不可或缺的一部分。秦皇島是改革開(kāi)放的首批優(yōu)秀旅游城市,旅游業(yè)是秦皇島市國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),在全市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了十分重要的作用。濱海、生態(tài)旅游成為秦皇島濱海旅游城市的一大靚點(diǎn)。與之相適應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)設(shè)施建設(shè)尤其是港口建設(shè)、航道工程、圍海造地工程逐年增多。葡萄島旅游綜合項(xiàng)目就屬于人工填海造地工程之一，本項(xiàng)目由四個(gè)圓形人工島組成，距離海岸線約500m，由跨海觀光大橋與陸地連接，總用海面積114.8441公頃，其中填海造地面積48.5478公頃，水域面積35.9025公頃；透水構(gòu)筑物面積19.8086公頃，非透水構(gòu)筑物面積10.5852公頃；總建筑面積為974726m2。

本文通過(guò)葡萄島海域勘察的工程實(shí)例總結(jié)出附近海域勘察的特點(diǎn)及施工要點(diǎn)，對(duì)相近施工條件的海域工程勘察具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。

1 葡萄島海域勘察特點(diǎn)

1.1 場(chǎng)區(qū)位置

本項(xiàng)目位于秦皇島市撫寧縣南戴河旅游區(qū)近海海域，屬規(guī)劃的北戴河新區(qū)，南北兩側(cè)為南戴河旅游區(qū)和南戴河娛樂(lè)中心，離洋河口約5km。

南戴河地處冀東扇形旅游景區(qū)的軸心，地理位置優(yōu)越。旅游區(qū)距205國(guó)道5公里，距102國(guó)道16公里，距北戴河火車(chē)站6公里，距秦皇島港20公里，距山海關(guān)機(jī)場(chǎng)30公里，形成了陸、海、空交通網(wǎng)絡(luò)。區(qū)內(nèi)沿海公路橫貫東西、牛（頭崖）南（戴河）。公路縱貫?zāi)媳?，公交汽?chē)常年運(yùn)營(yíng)、交通十分便捷。京沈高速公路及沿海高速通車(chē)、昌黎機(jī)場(chǎng)的建設(shè)，與京東、遼西的交通更加方便。區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯。具體位置見(jiàn)圖1。

圖1

1.2 工程特點(diǎn)及鉆孔布置

水工工程：防波堤外側(cè)長(zhǎng)3824m，內(nèi)側(cè)長(zhǎng)2640m，頂寬76.5m；護(hù)岸長(zhǎng)9579m；透水構(gòu)筑物18.8123萬(wàn)m2，游艇泊位約1000個(gè)；陸域形成48.5478萬(wàn) m2；跨海觀光大橋1座，橋長(zhǎng)415m，面積7885m2。透水構(gòu)筑物包括四個(gè)半島和商業(yè)廣場(chǎng)，總面積約9.46萬(wàn)m2，根據(jù)項(xiàng)目前期規(guī)劃，基礎(chǔ)擬采用樁基結(jié)構(gòu)型式；口門(mén)橋位于口門(mén)處，凈長(zhǎng)50m，基礎(chǔ)擬采用樁基結(jié)構(gòu)型式。

建筑工程：商業(yè)街，海景公寓，私人游艇會(huì)所，游艇服務(wù)基地，游泳俱樂(lè)部，道路 19條，總面積97536 m2；橋梁20座，總面積4220 m2；管網(wǎng)綜合的各種管線。

1.2.2 鉆孔布置

根據(jù)工程特點(diǎn)，共布置鉆孔138個(gè)，孔深8-50m不等。其中防波堤區(qū)域沿堤身軸線布置勘探線1條，勘探點(diǎn)距150m，布置鉆孔24個(gè)；內(nèi)護(hù)岸區(qū)域沿護(hù)岸軸線布置勘探線1條，勘探點(diǎn)距120m，布置鉆孔63個(gè)，鉆孔深度：防波堤、內(nèi)護(hù)岸區(qū)域取土及標(biāo)貫結(jié)合孔20m左右（控制性鉆孔35m），十字板孔約5m(遇砂即停)。

1.2.3 地形地貌

東起戴河口，西至老河口，南戴河海岸線17.5km。岸邊沙寬100～250m，寬敞坦蕩。它柔如地毯，軟似棉絮，遠(yuǎn)近高低，猶如金色的海浪。這里的海濱，沙軟潮平，灘寬水清，潮汐穩(wěn)定，風(fēng)爽無(wú)塵。岸邊上，林帶蒼翠，綠樹(shù)成陰。

輪滑運(yùn)動(dòng)中，學(xué)生往往忽略防護(hù)裝備的重要性，經(jīng)過(guò)對(duì)于輪滑愛(ài)好者的調(diào)查中能夠發(fā)現(xiàn)，約有75 %的輪滑運(yùn)動(dòng)者未曾進(jìn)行防護(hù)用具的使用，26 %的輪滑運(yùn)動(dòng)者佩戴頭盔保護(hù)頭部不會(huì)受到傷害；13 %的輪滑運(yùn)動(dòng)者佩戴護(hù)肘保護(hù)肘部，同時(shí)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)佩戴防護(hù)用具的大部分是老年輪滑運(yùn)動(dòng)者，在青年輪滑運(yùn)動(dòng)者中無(wú)人佩戴防護(hù)用具，因此導(dǎo)致大部分因輪滑運(yùn)動(dòng)受傷的運(yùn)動(dòng)者都是青年人，以上調(diào)查現(xiàn)象能夠表明，不使用防護(hù)用具能夠加大受傷的幾率。

場(chǎng)區(qū)屬于海蝕型砂質(zhì)海岸及淺灘，海底面標(biāo)高-0.50～0.0m，西北至東南略微傾斜。

1.2.4 地層巖性

根據(jù)勘探資料，場(chǎng)區(qū)在勘探深度范圍內(nèi)地層主要為第四系沖海相沉積物。 按年代成因、巖性、巖土體特征和物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)可分為8個(gè)工程地質(zhì)主層、4個(gè)亞層。地層為全新統(tǒng)沖、海相沉積物（Q4 al+m）：主要為淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中砂等；晚更新統(tǒng)沖洪積物（Q3 al）：主要為灰黃色～黃褐色粉質(zhì)粘土、粗砂、礫砂等。

根據(jù)勘察結(jié)果，各層工程地質(zhì)特征如下：

①1細(xì)砂（Q4 m）：灰黑，飽和，松散，成分為長(zhǎng)石石英質(zhì)砂，混淤泥質(zhì)，含貝殼碎片，分選一般，磨圓較好。

①淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4 m）：灰黑，流塑～軟塑，含貝殼碎片。

②細(xì)砂（Q4 m）：灰-黃褐色，飽和，以稍密～中密為主，零星松散和密實(shí)狀態(tài)。成分為長(zhǎng)石石英質(zhì)砂，分選磨圓較好，夾粉質(zhì)粘土層。

③粉質(zhì)粘土（Q4 m）：灰-灰黑色，軟塑-可塑，切面稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等，含砂粒，夾砂層。

③1中砂（Q4 m）：灰黑色-灰黃色，飽和，以稍密-中密狀態(tài)為主，零星表層呈松散狀態(tài)。成分為石英、長(zhǎng)石質(zhì)砂，分選磨圓較好。

④中砂（Q4 m）：灰黑色-灰黃色，飽和，以稍密-中密狀態(tài)為主，底部呈密實(shí)狀態(tài)。成分為石英、長(zhǎng)石質(zhì)砂，分選磨圓較好。

④1粉質(zhì)粘土（Q4 m）：灰黑色-灰黃色，可塑，切面稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等，含砂粒。

⑤粉質(zhì)粘土（Q 4 al）：灰黑-灰黃色，可塑，土質(zhì)較均，切面稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等，含砂粒。

⑥粗砂（Q3 al）：灰黃色-黃褐色，飽和，中密-密實(shí)，分選磨圓一般，成分為石英、長(zhǎng)石質(zhì)砂，局部含少量礫石。分選一般，磨圓度較好，該層分布較穩(wěn)定。夾粉質(zhì)粘土層。

⑥1粉質(zhì)粘土（Q3 al）：灰綠-黃褐色，可塑，土質(zhì)較均，切面稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等，含砂粒。

⑦粉質(zhì)粘土（Q3al）：黃褐色，飽和，可塑-硬塑，切面稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等，含砂粒。

⑧礫砂（Q3al）：黃褐色，飽和，密實(shí)，分選性一般，局部頂部為細(xì)砂，成分為石英、長(zhǎng)石質(zhì)，局部礫石含量較高，磨圓較好，粒徑約2－5cm。

2 影響海域勘察的因素

海域鉆探影響因素有水深、水流、波浪、潮汐、底質(zhì)類(lèi)型、水下地形等。[2]海域勘察和陸域勘察最大的區(qū)別就是陸域勘察是把鉆機(jī)固定在汽車(chē)上或直接穩(wěn)固于地面，而海域勘察是把鉆機(jī)固定在船體上。因此船體的穩(wěn)定性對(duì)施工的影響至關(guān)重要，影響船體穩(wěn)定最直接的因素則是風(fēng)浪及水流的作用。而岸邊地形地貌則影響風(fēng)力及風(fēng)向；堤壩等岸邊工程以及海底地形則對(duì)水流有不同程度的阻擋作用。此外地層因素也直接影響錨固及護(hù)孔套管打入進(jìn)而影響工程施工進(jìn)度。

2.1 水深

水太淺不利于行船與錨固；水太深也不利于施工。該區(qū)域靠近岸邊地帶海底多為細(xì)砂，低潮時(shí)水深在1.0m以下，因此宜選擇吃水較淺的平底船，并在高潮及平潮期施工。

2.2 水流

該區(qū)域海底多為泥砂質(zhì)，比較平緩，海岸線近于平直，兩側(cè)3km范圍內(nèi)無(wú)大的堤壩等阻水工程，因此該區(qū)域的水流流速較緩慢，流向主要隨潮汐而動(dòng)。

2.3 風(fēng)浪

該場(chǎng)區(qū)岸邊有寬1km的防護(hù)林帶，對(duì)北風(fēng)、偏北風(fēng)有一定的阻擋作用，作業(yè)區(qū)距岸邊距離很近，所以北及偏北方向的風(fēng)不易形成大的波浪，風(fēng)力在6，7級(jí)內(nèi)大型鐵殼船可正常施工。而在南及偏南風(fēng)向施工時(shí)，風(fēng)力應(yīng)在5級(jí)以內(nèi)。而小型木船則適宜在靠近岸邊區(qū)域施工，風(fēng)力在4級(jí)以內(nèi)。

2.4 潮汐

該區(qū)域潮汐為規(guī)則全日潮，以秦皇島港理論最低潮面為基準(zhǔn)，潮汐特征值為：極端高潮位+2.66m，極端低潮位-1.71m；歷年最低潮位-1.43m[1973-12-24]，歷年最高潮位+2.55m[1960-07-28]；平均潮差0.73 m，最大潮差2.63 m。潮汐的變化會(huì)對(duì)鉆船的錨固系統(tǒng)和套管的穩(wěn)定有一定影響。

2.5 地層

該區(qū)域水面以下多為泥砂質(zhì)，地形較平緩，當(dāng)以細(xì)砂為主時(shí)不利于鉆船錨固及套管穩(wěn)定；當(dāng)泥質(zhì)較厚時(shí)利于鉆船穩(wěn)固及套管穩(wěn)定。

3 鉆探船類(lèi)型選取與設(shè)備安裝

3.1 鉆場(chǎng)分類(lèi)

海域鉆場(chǎng)類(lèi)型可分為架空鉆場(chǎng)和漂浮鉆場(chǎng)。[1]

架空鉆場(chǎng)是通過(guò)固定設(shè)施直接將承載鉆探設(shè)備的作業(yè)平臺(tái)固定在底質(zhì)巖土層中的勘[1]察裝置。架空鉆場(chǎng)滿足承載鉆探設(shè)備、人員及抗風(fēng)浪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度即可，目前應(yīng)用較多的是用腳手架搭建的鋼管桁架式鉆場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，平臺(tái)面一般高出水面（高潮位）不低于1.5m，載重安全系數(shù)（鉆場(chǎng)額定荷載與設(shè)計(jì)鉆探荷載之比）應(yīng)大于3。

漂浮鉆場(chǎng)是將鉆探設(shè)備及附屬設(shè)備、管材、工具及其它材料等承托在水面上的裝置。[1]漂浮鉆場(chǎng)應(yīng)滿足以下要求：①具有足夠的強(qiáng)度，能經(jīng)受風(fēng)浪潮流的沖擊作用。②應(yīng)適應(yīng)工作時(shí)的水深。③有容納所必用的設(shè)備、工具、材料，并能提供安全的工作場(chǎng)所和必要的生活條件。④ 應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性和保持位置的能力，在風(fēng)浪潮流等的綜合作用下，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)不超過(guò)規(guī)定的范圍。即：搖擺度<2°；垂直升沉應(yīng)<0.5m；縱移、橫移而產(chǎn)生孔位偏離應(yīng)小于水深的5%。漂浮鉆場(chǎng)類(lèi)型分類(lèi)如圖2所示。

圖2

3.2 鉆場(chǎng)選取

根據(jù)本區(qū)水深、水流、地層等因素綜合考慮本工程分別采用自航式單體鐵殼鉆探船和自航式木質(zhì)雙體鉆探船,鉆機(jī)安裝采用雙船中出式、單船船體中心式和單船船側(cè)伸出式。

4 海域工程勘察施工要點(diǎn)

（1）測(cè)量放點(diǎn)：坐標(biāo)系采用1954年北京坐標(biāo)系，中央子午線東經(jīng)120度，高程基準(zhǔn)采用秦皇島港理論最低潮面作為零點(diǎn)。先用GPS導(dǎo)航，以小木船在孔位投擲浮漂定位，鉆探船施工時(shí)采用四錨固定，調(diào)節(jié)錨繩長(zhǎng)度精確定位。

（2）根據(jù)本次勘察成果該海域勘察施工時(shí)，近岸邊區(qū)域由于風(fēng)浪較小，宜選用雙體木船，由兩個(gè)長(zhǎng)17.0-25.0m,寬6.0-7.5m，動(dòng)力80馬力小型木船用圓木及鋼絲繩捆綁成為一體，鉆機(jī)固定在兩船中間；距岸邊較遠(yuǎn)的區(qū)域宜選用大型鐵殼船，船長(zhǎng)37.0-45.0m,寬7.5-9.0m,動(dòng)力300馬力。錨繩長(zhǎng)45.0-60.0 m，四根錨繩呈X型，錨繩與水平面的夾角10-15度。鉆機(jī)采用GJ-200型工程鉆機(jī)，安裝采取船體中部打孔及船側(cè)搭建輔助平臺(tái)的形式。

（3）當(dāng)有風(fēng)及涌浪時(shí)，由于風(fēng)對(duì)于鉆探船的影響不論風(fēng)向或風(fēng)力都是隨時(shí)改變的，而涌浪對(duì)于鉆探船的影響則相對(duì)穩(wěn)定且作用力較大，因此鉆探船停放時(shí)船頭要首先迎向涌浪的方向。

（4）打入套管前先量測(cè)水深，根據(jù)水深和孔口平臺(tái)至水面高度確定下入套管的長(zhǎng)度及先后次序，原則上先將短套管連接成5m、3m等不同長(zhǎng)度的單根并先從較長(zhǎng)的下起，接近孔口處應(yīng)以0.5-1.0m單根套管調(diào)節(jié)至合適高度，使套管口與鉆機(jī)底盤(pán)之間留有0.2-0.5m空間，以免因潮水漲落無(wú)法加減鉆桿、鉆具。

（5）加密測(cè)量水深，使孔深誤差達(dá)到最小。

［1］蔣建良，潘永堅(jiān)，吳炳華，等.海域島礁橋梁地基綜合勘察技術(shù)指南（報(bào)批稿）[Z].2010，9.

［2］潘永堅(jiān)，朱章通.島礁海域工程勘察施工難點(diǎn)和對(duì)策[J].探礦工程·巖土鉆掘工程，2009,36（9：）：11-14.

［3］河北省地勘局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì).葡萄島旅游綜合項(xiàng)目(一期)水運(yùn)工程和陸島連接橋工程地質(zhì)勘察報(bào)告（施工圖設(shè)計(jì)階段勘察）[R].2010.

［4］劉月輝，周世沖，李圃林.海洋工程勘察的實(shí)踐與探索[J].巖土工程技術(shù)2011，4,25(4,總 116 期）：183-186.

［5］JTS133-1-2010港口巖土工程勘察規(guī)范 GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范[S].2009.

［6］JTJ254-98港口工程樁基技術(shù)規(guī)范[S].