LNG項目配套地基加固工程施工難點及措施

何軍　陳官祿　華鳳飛

摘 要：本文針對天津港南疆東部港區LNG項目配套地基加固工程施工過程中出現的淺層浮泥承載力差、深層排水過程中冒泥、吹填工程排水困難及質量控制、吹填工程中圍擋密閉性差等問題，提出了有針對性的解決方法，保證工程順利、圓滿完成，可為其它類似工程提供借鑒與參考。

關鍵詞：吹填 承載力 排水 密閉性

概況

1、工程概況

該工程位于南疆東部港區，設計地基處理總面積約96.3113萬m2，分為5個處理區域，分別為A、B、C、D、E區域；其中A區為A1～A28區共28個區，面積約為61.2719萬m2，B區為B1～B8區共8個區，面積約為4.5882萬m2。C區為C1～C6區共6個區，面積約2.5203萬m2；D1區（施工平臺）面積約為4.6693萬m2；D2區工作船平臺1.8116萬m2；E區為E1～E8區共8個區，面積約為21.4498萬m2。其中A區和B區采用“二次加固”真空預壓法工藝進行處理，C區采用“二次加固+山皮土換填法”工藝施工，D1區、D2區及管線帶E區采用“堆載預壓”工藝進行加固處理。另外，還包括東外堤反壓平臺工程、臨時供水管道工程及施工通道工程。

2、設計要求

工程A區真空預壓加固區要求膜下真空度穩定保持不小于85KPa，真空預壓時間為100天。實測數據推算的沉降固結度大于75%；連續5天實測沉降速率不大于12.0mm/d。

工程B區、C區真空預壓加固區要求膜下真空度穩定保持不小于60KPa，真空預壓時間為70天。D區堆載自重預壓區，預壓時間為120天。

施工工藝方法

工程由于原泥面均為剛吹填泥面，現狀地面均為浮泥，大部分區域含水量均達到100%-120%以上，承載力較低，相比傳統深層處理工藝吹填粉砂墊層時很難成型，施工非常困難，極易出現翻漿，修補則造成工期的二次浪費，且加固質量無法保證。而采用先淺層，后深層處理原泥面含水率降低30%左右，且有淺層抽氣壓力形成的硬殼層，不可控因素較少，工期上比較可靠，加固質量可以得到保證。因此本地基加固工程采用了先淺層，后深層順序實施，具體施工工藝介紹如下：

施工準備→測量放樣→鋪設一層150g/㎡編織布→鋪設一層荊笆→鋪設一層土工格柵→鋪設一層400g/㎡土工布→人工插板→濾管綁扎、鋪膜等→淺層真空預壓45天→0.8m厚吹填粉砂→0.3m厚中粗砂墊層→打設塑料排水板→濾管綁扎、鋪膜等→深層真空預壓100天→鋪設一層200g/㎡膜上土工布→膜上擋埝及膜上吹填粉砂→驗收

施工的難點及解決措施

該工程屬于臨海作業，在施工過程受天氣、海況、地質等方面的影響較大，施工難度較大，下面針對施工中的具體問題進行分析。

1、淺層浮泥承載力差的問題

原泥面均為剛吹填泥面，表層均為浮泥，承載力較低，淺層處理施工困難較大。

解決措施：考慮到淺層持力層施工是淺層處理成敗的關鍵，為此項目組查閱相關資料，并結合自身施工經驗，提出對持力層施工采用：一層150g/m2編織布+一層荊笆+一層雙向20kn土工格柵+一層400g/m2土工布的方案。主要基于如下三方面的考慮：該方案中荊笆及土工格柵作為持力層，承載能力較高，工人在上面進行踩踏相對較安全；有了荊笆墊層的作用，排水板板頭不會發生大量的冒泥現象，排水通道不會受到影響。另外土工格柵也起到了防止荊笆條上翹刺破密封膜的作用，從而為淺層處理提供了良好的條件；該方案中不需要泡沫板做鋪墊，省時省事，施工進度得到保證。

2、深層排水過程中冒泥問題

深層打設塑料排水板過程中冒泥較多，橫向排水通道易堵死，影響真空抽氣質量。

解決措施：針對原設計排水板板頭直接埋入30cm厚中粗砂墊層進行常規真空抽氣處理，發現深層打設塑料排水板冒泥現象嚴重的問題，通過改變施工工藝的方式來確保深層真空抽氣施工質量，將原設計中常規抽氣工藝改為濾管與排水板直接綁扎的直排式真空抽氣，同時直徑63mm的濾管變更為環剛度較大的直徑40mm濾管，加密濾管鋪設密度，這樣有效解決抽氣過程中的排水通道問題，真空抽氣的有效應力可以更快地作用于土體中，確保了真空抽氣質量。

3、吹填工程排水困難及質量控制問題

工程膜上吹填粉砂工程量大，如何解決好排水及質量至關重要。

解決措施：工程膜上吹填粉砂工程量達248萬m3，粉細砂中砂與水的體積比例約1：3考慮，吹砂水方量約740萬m3，由于現場無排水通道，排水壓力特別大，為徹底解決排水困難問題，項目部決定采用挖掘機沿D1區周圍挖出一條排水溝，并在AB捻中間位置設置排水口，排水口共由9排吹泥管組成。吹砂水沿排水溝流向AB捻排水口，最終通過西側預留發展用地出水口流入外海（見排水通道平面圖）。同時針對施工區域內積水較多且位置較低的地方采用接力泵和泥漿泵進行強排處理，本工程共投入排水設備接力泵4臺、6寸泥漿泵30臺、四寸水泵15臺，確保了吹填粉砂的順利進行。

吹砂過程中在質量控制方面主要控制以下幾個關鍵工序：（為確保真空區域內不出現翻漿現象，各區壓膜溝處均進行15m寬充填袋施工。（利用沉降盤刻度及各層砂面標高測量對吹填粉砂厚度進行實時動態控制，確保第一層吹砂厚度控制在50cm以內，以后每層吹砂厚度在80cm。（吹填粉砂過程中嚴格控制好真空泵箱上抬高度不超過80cm，確保真空泵有效抽氣功率。 最后一層膜上吹填粉砂施工時，采用預留沉降法確定其最終吹填標高。既根據吹填區域最近一周日平均沉降值d，推斷出該區域膜上吹填粉砂標高H，并采用細竹竿標記紅漆或細線為標記控制最后一層粉細砂吹填厚度及表面平整度。 H=h+d*t （h為交地標高，t為最后一層吹砂至交工施工日期）， 最終膜上吹填粉砂于10月中旬順利完工，一次性通過第三方檢測單位驗收，圓滿完成任務。endprint

4、吹填工程中圍擋密閉性差的問題

工程膜上吹填粉砂設計厚度為4.4m，若采用常規袋裝土擋埝保護真空泵，由于密閉性差，造成粉細砂進入真空泵而發生破壞，造成真空抽氣失敗。

解決措施：為確保真空泵在吹填粉砂過程中能夠正常工作，分別考慮了真空泵周圍套用鋼筋混凝土管材、硬塑料波紋管及鋼護筒三種措施進行效果對比分析。鋼筋混凝土管材雖強度滿足要求，但自身重量較大，施工操作性不強，需吊車進場作業，不能滿足施工進度要求，同時施工成本費用較高。硬塑料波紋管自身環剛度雖能滿足要求，但施工操作性不強，影響施工效率，同時施工成本費用相對較高。采用鋼護筒套入真空泵在強度、施工操作性及成本方面均有較大優勢。首先我們在現場模擬了類似環境進行試驗，將兩個做好的鋼護筒埋入平臺粉砂內，經過一段時間觀察鋼護筒完好無損，確認了鋼護筒在強度方面能滿足施工要求。同時施工操作方面，鋼護筒只需一個人工將其放倒即可運至施工區域進行安裝，施工進度得到保證，節省了成本費用。

經過比較，項目部采用了真空泵周圍套用鋼護筒施工工藝。鋼護筒采用現場制作焊接而成，壁厚4mm，直徑1270mm，高1260mm，設計每臺真空泵套用兩個鋼護筒，下層鋼護筒制作過程中安裝扣環固定上層鋼護筒，同時在其搭接處采用雙層土工布進行包裹，形成一個密閉的工作環境，防止粉砂從縫隙內進入真空泵內，最終確保了真空泵的正常工作，LNG地基處理工程圓滿完成。

結束語

隨著我國經濟建設的快速發展和港口建設的步伐加快，陸域資源短缺成為沿海城市發展的重要影響因素。填海造陸是沿海城市、港口解決陸域資源短缺的重要途徑。但吹填工程受諸多方面的影響，施工難度較大。筆者結合天津港南疆東部港區LNG項目配套地基加固工程建設實例，針對吹填過程中淺層浮泥承載力差、深層排水過程中冒泥、吹填工程排水困難及質量控制、吹填工程中圍擋密閉性差等問題，提出行之有效的解決方法，由此保證了本工程順利實施完成，也為以后的施工和工藝革新積累了寶貴的經驗，也可為其它類似工程施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]郭全元.吹填土真空預壓工程實例分析[J].鐵道勘察.2006，（3）：48-50.

[2] 天津港航工程有限公司. 天津港南疆東部港區LNG項目配套地基加固工程施工技術總結[R].2013.1.

（作者單位：天津港航工程有限公司）endprint