梁俊波 李波 唐偉

摘 要：本文結(jié)合北海港鐵山港區(qū)航道疏浚二期擴(kuò)建工程施工區(qū)周?chē)鷮?shí)際條件和吹填工程情況，設(shè)計(jì)反向?qū)α鞔堤钆潘到y(tǒng)，成功應(yīng)用于吹填工程排水，大大降低吹填尾水的渾濁度，減少了吹填施工對(duì)周?chē)Ｓ虿涣加绊?，這在水質(zhì)敏感的養(yǎng)殖區(qū)海域吹填項(xiàng)目中應(yīng)用具有非常良好的環(huán)保意義。

關(guān)鍵詞：反向?qū)α?吹填工藝 沿海水質(zhì)

1.前言

近年來(lái)，為解決土地稀缺問(wèn)題和促進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展，吹填造陸被越來(lái)越多的運(yùn)用到工程施工中。吹填造陸是將一定比例的砂、泥漿和海水混合成漿體，并用吹管運(yùn)輸至指定區(qū)域，經(jīng)過(guò)排水固結(jié)形成陸域的土地開(kāi)發(fā)技術(shù)。文中根據(jù)北海港鐵山港區(qū)航道疏浚二期擴(kuò)建工程為例，探討反向?qū)α鞔堤畈贾迷谒|(zhì)敏感區(qū)的施工應(yīng)用。

2.工程概況

北海港鐵山港區(qū)航道疏浚二期擴(kuò)建工程位于北部灣東部的鐵山港灣，起于灣口鐵山港5萬(wàn)噸錨地附近的A點(diǎn)，終至規(guī)劃的鐵山港西港池北暮作業(yè)區(qū)16#泊位東側(cè)Z點(diǎn)，全長(zhǎng)約18.7km，按10萬(wàn)噸級(jí)散貨船舶單向乘潮保證率90%標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，同時(shí)考慮兼顧滿(mǎn)足26.3萬(wàn)立方米LNG船等船型安全通航的要求，設(shè)計(jì)工程量（含施工期回淤量）為2232萬(wàn)立方米，疏浚泥土全部采用內(nèi)吹方式處理，其中挖運(yùn)吹約1617萬(wàn)立方米。

3.反向?qū)α鞔堤罟に嚪桨冈O(shè)計(jì)

3.1工藝流程

反向?qū)α髋潘堤钍┕すに嚵鞒?，如圖1。

3.2 工藝設(shè)計(jì)

反向?qū)α鞔堤罟に嚪桨?，其思路是充分利用前期吹填區(qū)內(nèi)納水量大的優(yōu)勢(shì)，首先吹填覆蓋泄水口前區(qū)域，然后在已形成陸域內(nèi)人工開(kāi)挖一條排水通道作為排水路徑，再吹填距排水口較遠(yuǎn)的區(qū)域，以此達(dá)到延長(zhǎng)吹填水沉降距離的目的。經(jīng)理論計(jì)算，要達(dá)到工程實(shí)施減少對(duì)周邊環(huán)境最小目的，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：沉降速度為0.21m/s；抽水泵排水流量Q排=6927.212 m3/h；沉降距離為1200m。按照這三個(gè)主要控制指標(biāo)進(jìn)行后續(xù)施工實(shí)施指導(dǎo)

4.工程實(shí)施

4.1施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)取料區(qū)土質(zhì)勘察資料計(jì)算不同顆粒（細(xì)中粗）吹填土質(zhì)工程量。

（2）根據(jù)不同顆粒工程量，計(jì)量吹填區(qū)不同顆粒土納泥區(qū)體積，根據(jù)納泥量體積將吹填區(qū)分為三個(gè)分布區(qū)域，離泄水口的區(qū)域劃為近區(qū)，其次為中區(qū)，最遠(yuǎn)的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)區(qū)。

（3）按不同顆粒吹填料吹填分布不同分布區(qū)域，粗顆粒（粒徑di=0.5～2.0mm）覆蓋近區(qū)，中顆粒（粒徑di=0.25～0.5mm）覆蓋中區(qū)，細(xì)顆粒（粒徑di=0.002～0.25mm）吹填至泥漿流徑最長(zhǎng)的區(qū)域收尾，如圖2所示。

（4）完成吹填排水通道規(guī)劃工作。

（5）通道沉淀池設(shè)計(jì)工作。

4.2泄水口施工

泄水口排水管數(shù)量按吹填管4～6倍布置，根據(jù)當(dāng)?shù)爻蔽磺闆r與吹填控制標(biāo)高，同時(shí)結(jié)合吹填區(qū)內(nèi)原始標(biāo)高初步確定閘箱體高度、箱體寬與長(zhǎng)尺度，以排水管直徑為準(zhǔn)，閘箱體與排泥管通過(guò)螺栓固定，排水管長(zhǎng)度以過(guò)圍堰長(zhǎng)度加與排水長(zhǎng)度為準(zhǔn)，閘箱體尺寸考慮埋設(shè)潮水與維護(hù)便利情況。制作完成后，借助RTK在泄水口設(shè)計(jì)位置放樣標(biāo)識(shí)，利用低潮位時(shí)機(jī)，按設(shè)計(jì)方案開(kāi)挖泄水口尺寸，吊裝閘箱體與排水管至設(shè)計(jì)位置安裝。

4.3關(guān)閉泄水口封閉

施工前期計(jì)算吹填區(qū)內(nèi)納水量與絞吸船吹填排水量，將泄水口閘板拉至高位或封閉。泄水口施工完成后，將過(guò)水閘板加至最高，排水板用土工布包扎，防止雜物進(jìn)入排水管。參見(jiàn)圖3。

4.4排水通道開(kāi)挖

排水通道選擇穿過(guò)易開(kāi)挖區(qū)段，目的是調(diào)整吹填排水方向，延長(zhǎng)吹填泥漿流程，增加吹填懸浮細(xì)顆粒的流徑，減少吹填流失量。本工程采用單船吹填施工，開(kāi)挖排水?dāng)嗝妫号潘疃燃s1.0m，底寬約10m，根據(jù)吹填土質(zhì)情況與吹填區(qū)形成陸域布置長(zhǎng)度，細(xì)顆粒流徑不少于2.2km布置排水通道。表1為1艘7025型絞吸船施工不同顆粒土質(zhì)的流徑表。

在施工后期，及時(shí)調(diào)整吹填管頭方向施工，當(dāng)排水通道出現(xiàn)堵塞時(shí)，挖掘機(jī)清挖疏通。排水通道開(kāi)挖與排水，參見(jiàn)圖4。

4.5沉淀池施工

沉淀池挖深約2.0m，寬度約15.0m，長(zhǎng)度約180m，沉淀池?cái)?shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排水通道長(zhǎng)度、吹填細(xì)顆粒土質(zhì)含量而定，目的是為了細(xì)顆粒泥漿沉降提供條件，一般設(shè)置2～3座。沉淀池應(yīng)設(shè)置在排水通道拐彎處，沉淀池內(nèi)設(shè)置兩道溢流壩，溢流壩頂過(guò)水高度為0.1～0.3m，吹填水經(jīng)過(guò)沉淀池時(shí)流速非常緩慢，時(shí)常清理沉淀泥土是非常必要的。當(dāng)池內(nèi)泥漿淤積粉沙及淤泥，定期安排挖掘機(jī)清挖維護(hù)，粉砂與淤泥開(kāi)挖后晾曬。沉淀池參見(jiàn)圖5所示。

4.6反向?qū)α鞔堤钆潘┕?/p>

根據(jù)表4-1中的吹填分級(jí)分區(qū)規(guī)劃，首先將粗顆粒吹填至泄水口附近覆蓋吹填區(qū)近區(qū)范圍，細(xì)顆粒土質(zhì)吹填至遠(yuǎn)離泄水口區(qū)。由于吹填區(qū)布置情況不同，設(shè)置泄水口位置也有所不同，根據(jù)本工程吹填區(qū)形狀大小、形成陸域情況與吹填土質(zhì)，采用的反向?qū)α髋潘堤畈贾梅绞饺缦拢?/p>

（1）貫通獨(dú)立吹填區(qū)對(duì)流排水吹填布置

因本工程吹填區(qū)為兩個(gè)獨(dú)立吹填區(qū)，利用排水管將各相鄰分區(qū)貫通，增加吹填庫(kù)容量，實(shí)現(xiàn)反向?qū)α?，降低吹填尾水排放濃度。如圖6所示，當(dāng)A區(qū)開(kāi)展吹填作業(yè)時(shí)，可利用B區(qū)泄水口排水；B區(qū)開(kāi)展吹填施工時(shí)，封閉B區(qū)泄水口，利用A區(qū)泄水口排水。

（2）調(diào)整管頭對(duì)流排水吹填布置吹填區(qū)面積為45～50萬(wàn)m2，設(shè)置兩泄水口達(dá)不到延長(zhǎng)泥漿流程效果時(shí)，利用排水通道與管頭反向?qū)α鞑贾茫赃_(dá)至延長(zhǎng)流徑。如圖7所示，將泄水口封閉，將粗砂吹填至泄水口附近，形成一片陸域，開(kāi)挖排水通道打開(kāi)泄水口排水，調(diào)整管線與排水通道，以達(dá)凈化吹填尾水排水效果。

4.結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用反向?qū)α鞔堤钆潘贾檬┕し椒?，有效降低了吹填泥漿流速，延長(zhǎng)了吹填細(xì)顆粒土質(zhì)的沉淀路徑，使細(xì)顆粒得以有效的沉降在吹填區(qū)內(nèi)，并使吹填尾水凈化后排放，優(yōu)化了吹填施工環(huán)保措施，在海洋環(huán)保日益嚴(yán)格要求下具有廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合北海港鐵山港航道疏浚二期擴(kuò)建工程的反向?qū)α鞔堤钆潘贾檬┕し椒ǎ┕ばЧ?。該關(guān)鍵技術(shù)解決了泄水口附近吹填區(qū)堆積淤泥、吹填排水濃度難控制、吹填區(qū)形成軟弱層區(qū)域大等難題，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，希望能給同類(lèi)工程提供參考和借鑒。