陳振宏 廖友誼
當代很多地區港口建設項目中,疏浚吹填技術應用越來越廣泛,這種施工方式和港口建設模式呈現逐漸成熟化趨勢。本文重點對港口疏浚吹填工程進行深入探究,了解我國相關領域中該類工程技術應用現狀,并結合相關專業知識和案例來分析港口數據吹填技術工藝特點,提出相關工程管理建議。
在我國社會生產力和市場經濟不斷發展大環境下,港口工程建設水平質量是保障相關產業高質量發展的關鍵。疏浚吹填工藝則被無數案例證明非常有效且實用,通過專業技術手段將港口航道中泥沙巖石挖掘并輸送到合適地點進行吹填作業,這種方式讓兩個地點的工程建設需求都得到了滿足。該工藝對于提升港口工程品質,提升海上貿易、軍事實力,以及支持水利防汛、養殖產業發展都有關鍵意義。因此有必要對港口疏浚吹填技術進行探索,不斷優化工藝水平。
疏浚即在港口及航道工程建設過程中,使用疏浚挖泥船結合相關水下設備對水底淤泥及土石方進行挖掘。目前比較常用的設備技術類型有鏈斗式、鏟斗式、絞吸式等,這些設備能夠在很多不同水陸條件下將水底沙石淤泥挖掘出來裝船待用。
吹填是指將通過疏浚工藝挖掘出來的沙石淤泥運送到目的地后進行填充處理,該工藝一般分為以下三個組成部分:
(1)濕化崩解。正常情況下,水底土料由沙石、水及空氣組成,吹填工藝第一步在于利用設備對土料進行高壓沖刷,通過該方式排除土料中的空氣,留下水與沙石土的混合物,這樣為后續打造密實土料打下了基礎。
(2)排除水分。挖泥船設備挖掘淤泥進行儲存期間,泥漿內部成分會因重力而沉淀分層,再通過淤泥儲存室結構特點將水分排放出去,留下軟塑狀態泥料。
(3)固結。通過吹填駐堤等方式建立相關工程基礎,其原理是多次分批由下而上進行吹填,每層厚度控制在合理范圍,待上一層土料沉降密實并排除水分后,再吹填下一層。最后,整個吹填工程需要預留約3個月時間進行沉降觀測,同時通過物料覆蓋或種植植被等方式避免土料基層流失。
A港位于某區域,為發展當地液化天然氣項目,按照規劃在當地擴建一處專用港口,擬建一個16.3萬方天然氣作業船泊位,碼頭規劃長度500m。項目方結合當地實際情況,擬采用疏浚吹填工藝進行建設,項目總投資額約50億元。該項目采用的流程工藝細節如下:
項目方結合專業經驗和當代實際環境特點,按照工期規劃,確定項目施工管理和執行準則為科學結合水陸工程,利用技術創造施工條件,合理劃分工程線并多段同時進行,結合統一管理保證項目快速穩定推進。
根據該地實際情況,項目方決定基于疏浚吹填工藝將項目劃分為三個施工區域,即港區航道疏浚吹填施工區、吹填護堤施工區和軟基加固施工區。
該項目施工需要同時滿足工期要求和整體安全性,需要保證臨時護堤盡快形成達標斷面,以便后續疏浚吹填工藝達到施工條件。此外將水陸充沙袋施工進行結合,隨后在港區水上采用碎石墊層施工工藝,最后待疏浚吹填完工后進行軟基加固。
(1)臨時護岸
為整個工程打下基礎的臨時護岸工程直接影響整個工程進度和品質,施工過程當中采用中粗砂回填,促使其盡快形成斷面,為后續排水施工做好準備。該案例中施工區沙土品質不錯,采用回填中細砂形成返壓層。設備方面用吹沙泵配合接力泵進行施工,自東向西充填沙袋。施工過程中考慮到安全防護,提前布置好了碎石墊層和土工布層。另外該流程施工充分考慮到了沉降因素,根據當代地質情況和水深等因素設定好了沉降預留量,在此基礎上采用了比較科學的分層施工方法。
(2)施工設備選擇和工期測算
結合該工程基本情況以及當地周邊技術條件,項目方決定使用絞吸式船設備執行吹填施工,施工土質及配套設備品質是決定絞吸船工作效率品質的關鍵,而該項目主要土質是原狀土,項目方通過科學計算得出以下數據:24寸絞吸船泥泵流量約為1千m3每小時,泥漿平均濃度35%,設備綜合施工效率約為20.36萬方每月,結合施工工期要求,預計花費5.1月能夠保質保量完成施工。
(3)布設吹填管道和排水系統
根據實際,分別采用了三種排砂管線,即水上浮管、陸上管線、水下沉管,管線管徑為Φ600mm,并采用法蘭螺栓連接,另外水上、陸上管線壁厚12mm。排砂管布線方案為800m水上浮管線通過絞吸船與水下管線系統連接。水下管線架設一般采用3+1方式,采用3節鋼制管道與1節膠制管道結合,管徑依然為600mm,長度100m,并與陸地管線系統進行對接。
(4)吹填施工把控
吹填標高根據實際設計規劃和實際情況進行合理把控,在實現預留合適沉降量的基礎上,確保吹填工藝泥面標高達標。而另外,項目方還安排了專員進行巡視,主要工作為及時發現工程滲漏情況,以便及時進行補救,避免泥沙流失對工程造成影響。在圍堤合攏后通過事先建立的水門進行排放,施工期間保持對排水濃度進行監測,根據變化針對性調整排水口高程,以便嚴格把控排水泥沙含量。另一方面在排水處利用無紡土工布等材料進行保護,進一步降低土沙流失量。
相比傳統建筑工程項目,疏浚吹填工藝技術具備多種優勢,主要包括產品周期長、工程流動性較大以及設備工藝集約程度較高。而在相關工程進程當中為了保證質量和安全,需要做到以下幾點:
因為疏浚吹填工藝往往涉及到較大規模的工程建設,其在投資金額以及人力物力成本方面都比較高昂,那么項目方在確定該工藝施工方法之后,需要合理聯合多方面技術工種和施工團隊。在此基礎上做好項目規劃,保證不同施工團隊以及施工流程進行優質配合,確保施工正常進行。值得一提的是項目組需要由對疏浚吹填工藝有豐富經驗的人員組成,他們同時還需要對相關港口工程項目地環境有足夠的了解,基于這種要求,對項目的水文特點、地質特點以及環境特點的全面考察評估必不可少。
前面提到疏浚吹填工程涉及到大量資金投入,那么無論是人力成本還是技術成本,都需要按照科學方式做好成本預算和管理,保障每項專業技術資源都以合理的方式進行投入。如果不做好成本把控,一方面會造成相關工程材料、技術設備資源浪費,同時也會影響項目整體投入產出比,進而影響相關企業效益,最終導致企業及項目本身核心競爭力下降。
另外,在疏浚吹填工程進行過程當中,應當由項目管理方和相關技術負責人組成質量監督小組,根據項目實際情況制定合適的質量管理體系。在疏浚吹填工程各個施工區和施工流程當中,保證每一個施工項目品質達到工程要求,同時也保證施工執行流程的科學性和合理性。在該過程中,質量監督小組能夠對每個施工人員以及團隊進行監督管理,利用科學檢測體系來督促各個項目組嚴于律己,保證質量,保證安全。只有這樣才能夠充分保證疏浚吹填工程以較高質量和安全性按照既定規劃完成。
我國技術和經濟發展促進了港口工程項目的發展,現代港口工程建設非常重視港池泊位疏浚和相應位置的陸域形成,因此相關項目會積極利用比較成熟的疏浚吹填工藝進行建設。結合實際情況采用該工藝可以將港池疏浚土沙挖掘處理并轉移至指定位置形成陸域,這對提升港口工程品質以及優化工程效果而言都有諸多意義,值得推廣和深入研究。