【摘要】本文對溫嶺市擔(dān)嶼圍涂工程海堤閉氣土方施工中，采用不同的施工技術(shù)和工藝實施得到的結(jié)果進(jìn)行分析和對比，得出通過不同的施工工藝，在經(jīng)濟(jì)性和施工效果上是有不同的。期望本文對各種施工工藝的對比，能夠為今后進(jìn)行海堤閉氣土方施工技術(shù)提供參考作用。

【關(guān)鍵詞】閉氣土方；施工工藝；方案比選

1、工程概況

溫嶺市擔(dān)嶼圍涂工程圍區(qū)南北平均長度2.9km，東西平均寬度2.4km，圍涂面積1.52萬畝。圍區(qū)涂面自西向東逐漸降低，平均坡度約1/1500，涂面高程為0.00m～-2.52m。防洪、防潮標(biāo)準(zhǔn)：為50年一遇高潮位與同頻率風(fēng)浪組合，其中海堤按允許部分越浪設(shè)計。海堤內(nèi)側(cè)采用海涂泥進(jìn)行防滲閉氣，閉氣土方頂高程7.00m，頂寬1m，在堤腳設(shè)有拋石子堤，子堤頂高程0.50m，頂寬10m。根據(jù)穩(wěn)定要求，在高程4.50m、2.00m、0.5m處分別設(shè)9m、9m、5m寬的平臺。本工程共有閉氣土方約113.3萬m3，閉氣土方采用海堤附近海涂泥，取土坑遠(yuǎn)離壩腳100m以外。

平均潮位以下閉氣土方采用開底駁船拋，采用抓斗挖泥船挖泥、液壓對開駁運輸拋填。平均高潮位以上閉氣土方海堤1+600～3+200段閉氣土方采用桁架式筑堤機(jī)填筑，海堤0+000～1+600段閉氣土方采用活塞式淤泥泥漿輸送泵吹填與桁架式筑堤機(jī)填筑。

2、閉氣土方施工工藝概述

在壩基碎石墊層拋填開始，閉氣土方與石方工程同步施工。閉氣土方施工的基本原則：先深后淺，先點后線，分層、分段、分區(qū)薄層輪加，均衡上升，嚴(yán)格按照設(shè)計確定的加荷程序和加荷曲線層次施工。土方填筑應(yīng)薄層輪加，控制加荷速率，利于土體固結(jié)。由于土質(zhì)較差，內(nèi)磨擦角較小，難以形成設(shè)計的土方邊坡，特別是保證上部閉氣土方要達(dá)到設(shè)計的斷面和預(yù)留的高度，故需待機(jī)械施工施工完成，并固結(jié)一段時間后，再采用人工進(jìn)行修坡。土方拋填保持與石壩平行，進(jìn)度稍滯后，高程稍低落。確保每一層加土至下一層加土之間有足夠的固結(jié)時間，禁止在同一地點連續(xù)地住上加載。

3、閉氣土方施工工藝分析

3.1 開底駁船拋填施工

施工方法：在平均潮位以下閉氣土方填筑采用1.0m3水上挖泥船在圍區(qū)內(nèi)距離堤腳100m以外海涂挖土，配備120T液壓對開底泥駁運輸，運至需要填筑的部位徐徐打開卸料門，并移動船只，保證閉氣土方的填筑分散均勻，避免集中卸料造成滑坡或填筑厚度過高?？紤]到閉氣土方施工的特點，采取分段分層施工，每層厚度控制在30～50cm左右。水下拋填部分以100m為一個單元，按順序逐層輪加，以拋填閉氣土方端部不會出現(xiàn)隆起現(xiàn)象為質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

工藝特點：該工藝適合于潮位較高，海堤龍口合攏前，填筑平均潮位以下閉氣土方。由于挖機(jī)抓挖取土和船體運輸拋填整個過程中，對原狀土的擾動較小，因此所拋填土方含水率較小，穩(wěn)定性良好，土方成型堆填較為高效。且該工藝直接全程采用水上作業(yè)，船只運輸拋填，施工成本最低，經(jīng)濟(jì)效率最高。

3.2 活塞式淤泥泵吹填施工

施工方法：先采用水上抓斗船將取土范圍的原狀土挖松，再將吸泥泵插入淤泥中，利用吸泥泵自身的離心裝置將淤泥和海水同時吸入泥漿泵內(nèi)，經(jīng)過泥漿泵的攪動，形成帶有泥團(tuán)、泥塊的泥漿，通過壓縮空氣將泥漿壓入排泥管道內(nèi)，通過輸泥管道的輸送，至閉氣土方填筑位置。淤泥泵吹填技術(shù)的裝備相對簡單，利用壓縮空氣為動力進(jìn)行吸排淤泥的方法，陷入底泥后，然后淤泥經(jīng)過排泥閥、軟泥在水的靜壓和泵筒的真空負(fù)壓下含水泥土被吸入泵筒。在排泥口，應(yīng)盡量靠近主堤拋石體，以加長泥漿的流程，并在填筑過程中，按照填筑的分層厚度，采用人工平行移動來往排泥管口。

工藝特點：活塞式淤泥泵管可以根據(jù)實際地形靈活布置，因此該法適合周邊環(huán)境復(fù)雜、干擾大的部位施工。但活塞淤泥泵輸送過程中，破壞了原狀土結(jié)構(gòu)，含水率較大，土方流動性大，所吹填淤泥形成的自然坡比較小。在高程超過子堤頂后，淤泥坡腳線超長，填筑斷面極易過大。

3.3 桁架式筑堤機(jī)填筑施工

施工方法：在平均潮水位以上部位閉氣土方填筑時，采用挖機(jī)船+自航開底泥駁船+桁架式筑堤機(jī)組合施工，利用桁架式筑堤機(jī)進(jìn)行填筑。施工時，先利用120T開底泥駁船將土方倒運到閉氣土方填筑坡腳部位，卸至桁架式筑堤機(jī)有效取土范圍內(nèi)，再利用桁架式筑堤機(jī)抓斗二次抓取到填筑工作面卸料、填筑。桁架式筑堤機(jī)是一種將抓土和送土結(jié)合在一起的黏土輸送設(shè)備，利用平底浮體來支撐鋼桁架梁結(jié)構(gòu)，通過梁上的抓斗往復(fù)作業(yè)進(jìn)行土方集料與布料的灘涂桁架式土方填筑機(jī)。桁架式筑堤機(jī)利用高潮位時段就位，采用鐵錨、卷揚機(jī)調(diào)整定位，進(jìn)行左右方向的移動，利用滑輪軌道控制抓斗進(jìn)行前后方向的運動。

工藝特點：取土要求需要在閉氣土方坡腳線100m外取土，因此，桁架式筑堤機(jī)需要與開底泥駁船配合作業(yè)才能實現(xiàn)土方運輸。桁架式筑堤機(jī)施工主要優(yōu)點是所施工的土方擾動小，土方拋填后穩(wěn)定性好。桁架式筑堤機(jī)縱橫方向均能布點于設(shè)計斷面，便于一次性形成接近于設(shè)計斷面，減少后續(xù)的斜坡、補(bǔ)填和坡面修整工作。

4、施工工藝的對比

4.1 含水率：通過對施工工藝填筑土方含水率的觀測，明顯可以看出，利用活塞式泥泵輸送土方，對突發(fā)擾動較大，其含水率變化也較大。采用開底駁船、桁架式筑堤機(jī)填筑土方，對土方擾動較小，其含水率變化也小。含水率變化也小。含水率變化小的土方填筑坡面較穩(wěn)定、填筑過程中流動性小，填筑完成后的土方流失也少；相反，填筑坡面穩(wěn)定性差、填筑過程中土方的流動性大，填筑完成后的土方流失也多。

4.2 施工形成的坡比：開底泥駁船、桁架式筑堤機(jī)施工主要采取點拋方式填筑，活塞式淤泥泵施工主要靠淤泥的自身流動填筑成型。故各施工工藝形成的施工自然坡比也有各自的特點。采用開底泥駁船運輸工藝只能在水下土方的施工，主要為基礎(chǔ)打底工作，即：平均潮水位以下部分土方，坡比不做要求，基本為平面結(jié)構(gòu)形式。用活塞式淤泥泵施工的土方，經(jīng)過多次的擾動，土方自身流動性較大，受漲退潮時的沖刷也較大，但施工成型后，比較穩(wěn)定，但后期施工的整坡、修坡工程量較大。桁架式筑堤機(jī)填筑工藝采取點拋式，可根據(jù)需要選擇性拋填，因此，所形成的坡比相對接近設(shè)計坡比，減少了后期施工的削坡工作。

4.3 分層施工間隔時間：上層土方施工時，下層土方應(yīng)滿足設(shè)計加載要求，施工時主要對下層基本無沖擊力，不會破壞已施工土方進(jìn)行控制。開底泥駁船拋、桁架式筑堤機(jī)施工工藝，土方含水率低，因此施工間隙較小；活塞式泥泵施工時，由于淤泥的含水率較大，但層厚小，淤泥主要靠自身流動，因此需要待含水率略微減小即可施工上層。

4.4 作業(yè)條件：開底泥駁船、桁架式筑堤機(jī)受到水位影響，且受到雨水、大風(fēng)等天氣影響，而開底泥駁船只能在平均潮水位以下部分土方使用，受周圍環(huán)境影響較大。活塞式泥泵在高低潮水位均可施工，不受施工區(qū)域環(huán)境影響，可全天候作業(yè)。

5、方案的比選

土方在運輸過程中，活塞式泥泵輸送土方含水率增加較大、開底泥駁船和桁架式筑堤機(jī)施工土方含水率增加小。從填筑土體的穩(wěn)定性方面應(yīng)選擇開底駁船和桁吊運輸土方方案。

在土方運輸中，因受潮位、施工環(huán)境等條件的影響，不同方案其設(shè)備利用率、工效也不盡相同。活塞式泥泵吹填土方可以24h全天候作業(yè)；開底泥駁船、桁架式筑堤機(jī)施工均受到潮位限制，每天可利用時間有限、設(shè)備利用率低，設(shè)備、人員閑置時間較長。因此，從設(shè)備、人員的利用及施工靈活、機(jī)動方面考慮，應(yīng)選擇活塞式泥泵吹填。

活塞式泥泵吹填需要配置大量的人工輔助移管、排泥、疏通泥漿管等，而采用開底泥駁船、桁架式筑堤機(jī)等施工則不需要大量人工配合。故從勞動保護(hù)、降低勞動強(qiáng)度方面選擇，應(yīng)優(yōu)先選擇開底泥駁船、桁架式筑堤機(jī)等施工閉氣土方。

結(jié)語：

溫嶺市擔(dān)嶼圍涂工程閉氣土方施工中，平均潮水位以上部位采用開底泥駁船拋填，水上部位樁號海堤0+000～1+600段采用活塞式泥泵吹填、海堤1+600～3+200段采用桁架式筑堤機(jī)填筑。整個海堤閉氣土方施工過程中和施工完成后，各種施工工藝在施工進(jìn)度、工作程序、施工時段、成型結(jié)構(gòu)等等各方面均呈現(xiàn)出明顯的對比。

在進(jìn)行閉氣土方的施工中，采用活塞式淤泥泵進(jìn)行施工，可以減少桁架式筑堤機(jī)的移動，節(jié)約施工時間；采用開底泥駁進(jìn)行施工，水上部分需要采用桁架式筑堤機(jī)施工，無論采取何種技術(shù)，都要進(jìn)行社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的考慮。針對不同施工階段、不同施工部位和不同的施工環(huán)境、水文氣象條件下，在閉氣土方施工前，應(yīng)充分考慮工程的環(huán)境特點 ，靈活選擇施工技術(shù)和制定施工方案，確保在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的可行性。

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