張 霖 顧禎雪 許樂炎

(1.中鐵四局集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230022； 2.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210098)

0 引言

市政道路的建設(shè)往往需要大量的填土，土地資源卻又是不可再生資源,因此越來(lái)越多的市政道路工程采取吹填砂的工藝來(lái)填筑路堤，既可以解決材料緊缺的問題，又能節(jié)省工程投資。本文以南京某濱江大道工程為例，詳細(xì)介紹了吹填砂填筑路堤的施工技術(shù)，對(duì)施工過程中的各個(gè)重點(diǎn)流程進(jìn)行了詳細(xì)的說明，為今后類似工程提供借鑒。

1 工程概況

南京江北濱江大道工程位于梅子州汊道左岸寬廣的長(zhǎng)江漫灘上，走向基本與長(zhǎng)江平行。南京市浦口濱江大道第二標(biāo)段全長(zhǎng)3 005.169 m，道路按雙向四車道設(shè)計(jì)，路幅寬度為42 m，設(shè)計(jì)速度為40 km/h。由于本工程地處南京市郊，路基的填筑需要大量土方，而當(dāng)?shù)氐耐临Y源相對(duì)貧乏，無(wú)法滿足施工建設(shè)需要。經(jīng)過綜合考慮，采用吹填砂和回填土相結(jié)合的方式進(jìn)行路堤填筑。一期吹填至7.0 m高程，在水泥攪拌樁施工后，開始進(jìn)行吹填砂施工，從7.0 m吹填至11.0 m的高程，期間進(jìn)行分層吹填碾壓施工。

2 施工步驟

2.1 砂源供應(yīng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的砂源調(diào)查和綜合比較，采用本地粉細(xì)砂作為路堤的填筑材料，吹填砂的指標(biāo)要求見表1。由于南京地區(qū)長(zhǎng)江禁止采砂，本項(xiàng)目砂源取自距離工程40 km的馬鞍山長(zhǎng)江砂，砂源質(zhì)量良好。

表1 吹填砂指標(biāo)表

根據(jù)吹填需要，每天耗砂量為10 000 m3每條吹砂船日出砂量為10 000 m3～12 000 m3，考慮天氣因素，根據(jù)產(chǎn)量要求配備1 000 m3/h吹砂船2艘，相應(yīng)配備吹砂設(shè)備2套，500 m3運(yùn)砂船10艘、3 000 m3/h絞吸船1艘，交通船1艘。

2.2 絞吸船吸砂

采砂船裝滿后起錨，沿長(zhǎng)江運(yùn)河運(yùn)輸至道路附近江堤，拋錨停船。采砂船行駛時(shí)，應(yīng)注意行駛安全，服從河道管理部門的監(jiān)管及指揮。

2.3 排泥管線布設(shè)

排泥管線是運(yùn)砂船輸送砂泥漿到吹填區(qū)內(nèi)的管道線路，主要包括：陸上管線(包括管架線)、水上管線(即浮管)及水下管線三種。

1)陸上管線的設(shè)置。

現(xiàn)場(chǎng)確定吹砂管線的平面位置需要綜合考慮吹砂船的總揚(yáng)程、吹填的距離、圍埝的面積、形狀以及潮位變化等多種因素?，F(xiàn)場(chǎng)管線布設(shè)時(shí)，既要避免與不必要的障礙物發(fā)生接觸，也要盡量避免過級(jí)彎曲的形成。

陸上管線布設(shè)的第一要?jiǎng)?wù)是確保完工后的高程和平整度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。既要避免吹填砂的自固結(jié)沉降和圍埝區(qū)域內(nèi)地基土的沉降導(dǎo)致的施工高程偏小，也要防止吹填超高量引發(fā)的施工高程偏大。控制吹填區(qū)域的平整度具體要求見表2。為不使流水沖刷圍埝，需根據(jù)土質(zhì)、圍埝結(jié)構(gòu)、高度等不同因素來(lái)確定圍埝與吹砂管口的距離，通常距離為15 m～20 m。

表2 排泥管口間距表

2)水上管線(浮管)的設(shè)置。

由于吹填砂施工時(shí)的沖擊力以及水流等因素對(duì)水上浮筒管線的作用，管段間的卡接必須穩(wěn)定可靠。通過管線錨對(duì)管線進(jìn)行固定。浮筒管線布置時(shí)不可以出現(xiàn)死彎，應(yīng)盡量呈現(xiàn)流線型彎曲。此外為了保證絞吸船在前進(jìn)一定過程時(shí)不必拆換，還需要留有足夠的富余長(zhǎng)度。

為了維修的便利和減少水流阻力，即使在重載的情況下，也需要保證浮筒管線露出水面以上。水上浮筒管線與陸上吹砂管線的聯(lián)接應(yīng)根據(jù)地形和水位變幅來(lái)選擇適當(dāng)?shù)穆?lián)結(jié)方式，既要聯(lián)接牢固防止漏泥，也要不因水位變動(dòng)而出現(xiàn)管段嚴(yán)重蹩曲。

3)水下管線的設(shè)置。

為了摸清水下地形，制定施工方案，需要對(duì)水下管線的的預(yù)定位置和其前后各50 m的范圍進(jìn)行測(cè)量，測(cè)圖比例按1∶1 000～1∶2 000采用，在方案制定完成后及時(shí)向有關(guān)部門提交申請(qǐng)，進(jìn)行報(bào)備。

2.4 圍堰、隔堤施工

2.4.1袋裝砂圍堰

當(dāng)路堤邊位于水塘位置時(shí)，需設(shè)置如圖1所示圍堰。

1)充填砂膜袋制作：按設(shè)計(jì)斷面計(jì)算充填袋尺寸，現(xiàn)場(chǎng)由手提式縫紉機(jī)加粗麻線縫制成形。

2)測(cè)量放線與膜袋定位：放線由全站儀定位，將膜袋搬運(yùn)到圍埝軸線上，并使膜袋攤滾方向?yàn)閲S向。第一層圍埝充填袋采用木樁固定，木樁采用人工施打，充填袋攤鋪后，用鐵絲將充填袋兩側(cè)系綁在木樁上固定。

3)試沖灌砂袋：試沖灌砂袋的主要目的是確定現(xiàn)場(chǎng)砂料的排水固結(jié)時(shí)間。袋體沿縱線的寬度，充砂口大小、數(shù)量、排列，抽砂泵性能，需滿足充砂流動(dòng)性要求的含水量、沖灌時(shí)間等，由此設(shè)計(jì)袋的縱向長(zhǎng)度、單個(gè)充砂袖口控制面積及泵的充灌壓力。

4)膜袋充砂：將膜袋充砂袖口與砂泵出管口相連，砂泵管口纏一層無(wú)紡布，再將管口插入充砂袖口，并用鐵絲綁牢。啟動(dòng)水泵，開動(dòng)高壓水槍對(duì)運(yùn)砂船船艙內(nèi)粉細(xì)砂進(jìn)行造漿。開啟砂泵，向袋內(nèi)充砂。砂袋充灌先充中間，再充邊緣，使砂袋飽滿密實(shí)，達(dá)到85%以上飽滿度及單層充填厚度為0.5 m要求。

5)無(wú)紡布?jí)哼吋熬幙棿鼔耗_：袋裝砂棱體分層堆碼時(shí)，需使用150聚酯無(wú)紡?fù)凉げ級(jí)哼?，使用編織袋壓腳，示意圖如圖2所示。

2.4.2吹填砂隔堤

二期吹填砂碾壓分段進(jìn)行，每段長(zhǎng)200 m，中間用袋裝砂隔堤分隔，袋裝砂施工工藝流程如下：

1)測(cè)量鋪設(shè)：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線，將袋裝砂棱邊邊線標(biāo)識(shí)出來(lái)，然后將加工好的沖砂袋通過專用的施工道路運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。安排一個(gè)單獨(dú)的施工作業(yè)面進(jìn)行隔堤袋裝砂棱體的充灌填筑工作，從施工片區(qū)的一側(cè)開始向另一側(cè)階完成測(cè)量鋪設(shè)工作后，由梯式推進(jìn)。

2)灌砂：現(xiàn)場(chǎng)工人對(duì)袋體進(jìn)行鋪設(shè)，袋裝砂之間采用錯(cuò)縫堆疊的方式，袋體袖口部位朝上。開始進(jìn)行袋裝砂棱體充灌施工，吸砂船在長(zhǎng)江馬鞍山段取砂，運(yùn)砂船運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)江斷面后，通過管線將砂運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，將泥漿管口與袖口進(jìn)行連接，利用泥泵充灌袋體[1]。為了保證泥漿的流量以及避免出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，需要根據(jù)泥漿管出砂的濃度調(diào)節(jié)沖水水槍水量。取砂區(qū)域的顆粒級(jí)配會(huì)對(duì)充灌沙袋的成型產(chǎn)生影響。如果淤泥的含量過高，則沙袋不能一次成型，需要進(jìn)行充灌，在袋裝砂棱體充灌結(jié)束后進(jìn)行袖口的綁扎，防止漏砂[1,2]。

3)逐層加高：袋裝砂隔堤隨吹填砂壓實(shí)厚度逐層加高，即先施作0.5 m或1 m隔堤，待吹填砂吹填壓實(shí)后再向上加高。

2.5 吹砂施工

利用砂駁船將馬鞍山段開采的砂運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過泥漿泵將砂駁船料艙內(nèi)的砂直接吹砂至吹填區(qū)。在吹填區(qū)域，依據(jù)吹砂口的情況，及時(shí)調(diào)整出砂口的位置，保證吹填的平整度。

施工期間必須做好值班觀察工作，并在出砂口的四周100 m范圍內(nèi)插設(shè)若干噴涂油漆標(biāo)識(shí)的竹竿作為標(biāo)尺，確保吹填標(biāo)高能夠滿足設(shè)計(jì)要求[3,4]。

2.6 吹填砂碾壓

采用18 t～20 t的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先靜壓1遍～2遍，再振動(dòng)碾壓4遍～6遍，最后再進(jìn)行靜壓，控制含水量在10%～20%的區(qū)間內(nèi)。重點(diǎn)防范漏壓、欠壓。如果存在填筑面積窄小的邊角或者是構(gòu)筑物結(jié)合面等機(jī)械難以壓實(shí)的部分，可以使用插入式振搗棒進(jìn)行加密。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

表3為采用吹填砂進(jìn)行填筑路基與傳統(tǒng)路基填筑方案的效益對(duì)比(以填土量466.5萬(wàn)m3為例)，結(jié)合前文可知，長(zhǎng)江砂吹填濱江道路路基施工技術(shù)簡(jiǎn)單，施工周期短，采運(yùn)難度低，原料取材方便；第一層填筑材料不需要大型機(jī)械設(shè)備平整、碾壓即可保證一定密實(shí)度，有效提高路基質(zhì)量；可自由選擇吹填方式，并配合其他加固地基的工藝；施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境。施工不受晝夜、雨季影響的優(yōu)點(diǎn)，除汛期外，都可進(jìn)行吹填施工；機(jī)械化程度高，施工效率高，節(jié)約了施工成本，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益。

表3 填筑方案效益對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

南京某濱江大道工程選用長(zhǎng)江砂作為路基填料，就地取材、降低工程造價(jià)，而且在確保路基施工質(zhì)量的同時(shí)，加快了施工進(jìn)度，縮短了建設(shè)工期。通過對(duì)本文中吹填砂施工技術(shù)的詳細(xì)介紹以及與傳統(tǒng)路堤填筑方式的對(duì)比分析，為今后類似的工程積累了經(jīng)驗(yàn)和借鑒。