不同土質(zhì)吹填造地工程工藝分析

劉麟

摘要：本文通過對淤泥質(zhì)土、細(xì)粉砂和中粗砂三種不同土質(zhì)的吹填造地工程施工工藝及方法進(jìn)行簡要介紹與分析，便于讀者對其工藝有所了解，同時可用于吹填造地工程實施方案的比選借鑒。

Abstract： This paper briefly introduces and analyzes the construction technology and methods of dredged land reclamation engineering of three different soils， silty soil， fine silt sand and medium coarse sand， so that readers can understand their process and this study can be used for comparison and selection of implementation plans of dredged land reclamation.

關(guān)鍵詞：淤泥質(zhì)土;細(xì)粉砂;中粗砂;吹填造地

0? 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及沿海產(chǎn)業(yè)片區(qū)、工業(yè)片區(qū)的積極開發(fā)，沿海可用土地資源的緊缺一直是發(fā)展的一個問題所在。近兩年，國家對于用海審批的嚴(yán)控，導(dǎo)致吹填造地工程市場份額大幅縮減，但吹填造地仍是向大海要陸地的最可行方法之一。

本文根據(jù)筆者多年的吹填造地工程施工管理經(jīng)驗，以福建、浙江、廣西沿海吹填造地工程實例為背景進(jìn)行分類闡述。

1? 淤泥質(zhì)土吹填造地工藝

淤泥質(zhì)土流塑性好，但僅晾曬后的地基承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足后續(xù)建設(shè)用地要求，所以一般此類土體在吹填后需進(jìn)行二次處理，故淤泥質(zhì)土吹填造地工程主要采取的施工工藝是“吹填+真空預(yù)壓”的方式。

1.1 吹填施工

淤泥質(zhì)土吹填施工一般采用絞吸船典型施工工藝，吹填土一般直接采用近海岸處開挖區(qū)海底疏浚土，吹填管線根據(jù)施工海域情況、過往船只密度、吹距長度、設(shè)計要求、施工技術(shù)等可采取“浮管+岸管”、“沉管+岸管”、“浮管+沉管+岸管”等模式。主要施工工藝流程如圖1。

1.2 后續(xù)真空預(yù)壓

為闡述的較為全面，這里介紹真空預(yù)壓處理采用浙江舟山類似工程施工工藝，分淺層處理和深層處理，淺層采用無砂墊層真空預(yù)壓，深層采用多種形式。

1.2.1 淺層真空預(yù)壓

吹泥施工完成后泥面含水量較大，為了工作墊層能夠順利鋪設(shè)，需對泥面進(jìn)行排水晾曬，視情況采用自然排水+潛水泵強(qiáng)排的方式。排水后沿著加固區(qū)周邊搭設(shè)泡沫板和竹膠板浮橋，形成整體通道。在泥面上先鋪設(shè)一層編織土工布，作為持力層和起到隔離淤泥及防護(hù)的作用，便于施工人員作業(yè)。排水板采用預(yù)剪、封閉，在后方加工場與濾管綁扎連接好后，再進(jìn)行現(xiàn)場定點插設(shè)。人工插板過程中需檢查排水板與管路的連接，確保纏繞搭接，嚴(yán)格控制“翻漿”。無紡布鋪設(shè)前按設(shè)計要求進(jìn)行原位觀測儀器埋設(shè)。無紡布鋪設(shè)時保持一定褶皺，以預(yù)留真空預(yù)壓沉降，無紡布之上鋪設(shè)兩層密封膜，加固區(qū)周邊采用人工踩膜配合踩密封溝將密封膜埋入淤泥深層，確保加固區(qū)周邊密封。最后安裝抽真空系統(tǒng)，進(jìn)行抽真空和原位觀測。具體流程圖如圖2。

1.2.2 深層處理

①堆載預(yù)壓：淤泥淺層處理完畢——鋪設(shè)砂墊層——打設(shè)排水板——分層堆載石料至設(shè)計厚度——穩(wěn)壓至設(shè)計要求時間——卸載整平——檢測交工。

②有砂真空預(yù)壓：淤泥淺層處理完畢——鋪設(shè)砂墊層——打設(shè)排水板——鋪設(shè)濾管——鋪膜密封——持續(xù)抽真空至設(shè)計要求時間——停止抽真空——檢測處理效果——回填石料至設(shè)計高程。

③無砂真空預(yù)壓：淤泥淺層處理完畢——打設(shè)排水板——排水板與濾管插入式密封連接——鋪膜密封——持續(xù)抽真空至設(shè)計要求時間——停止抽真空——檢測處理效果——回填石料至設(shè)計高程。

1.2.3 工藝分析

針對淤泥質(zhì)土，“吹填+真空預(yù)壓”的施工工藝是目前比較常用的，此工藝前期吹填效率高，取材方便，但較受吹距的影響，因人員投入多導(dǎo)致施工管理難度高，尤其是質(zhì)量管理，整體施工周期較長，且后期處理投入較大，但在目前多數(shù)地區(qū)砂源極度緊缺和砂價不斷上漲的情況下，不失為一種值得考慮的施工方案。

2? 細(xì)粉砂吹填造地工藝

本文介紹的細(xì)粉砂吹填造地工藝主要借鑒浙江沿海常采用的典型“吸+運(yùn)+吹”工藝。

2.1 施工工藝簡介

即由吸砂船在指定取砂區(qū)進(jìn)行開采取砂，依靠船上的離心泵將砂水混合物沖入泥駁裝艙，由泥駁排水沉砂后海上運(yùn)輸至吹砂船泊位處，然后靠泊吹砂，吹砂船一側(cè)有沖取砂裝置，依靠船上大型泵機(jī)轉(zhuǎn)吹至吹填區(qū)，吹填區(qū)內(nèi)砂水混合物自然沉淀，尾水通過排水口門排出吹填區(qū)。

吹砂船船位布設(shè)一般為一字排開，各船舶間距視現(xiàn)場海域情況而定，一般在250m左右。

主要施工工藝流程如圖3。

2.2 吹填標(biāo)高及平整度控制

2.2.1 標(biāo)桿設(shè)置

在吹填區(qū)內(nèi)，大密度的布設(shè)標(biāo)桿，考慮沉降、固結(jié)等因素的影響做好控制標(biāo)高標(biāo)示，一般采用30m×30m網(wǎng)格左右布置，并在標(biāo)高桿上貼反光標(biāo)志，便于查看。

2.2.2 旁通管及人工踩砂

施工過程中一般主管線布設(shè)間距在200m左右，細(xì)粉砂吹填不同于中粗砂，易在管口位置形成砂坑，需后續(xù)進(jìn)行填平處理，對于局部位置，可換用旁通管進(jìn)行細(xì)部吹填，可有效控制砂水混合物的流速，減小管口位置砂坑的規(guī)模。吹砂過程中，輔以人工進(jìn)行踩砂，可以比較好的調(diào)整砂水混合物的流向與坡比，從而控制了整體砂面的平整。

2.2.3 后續(xù)地基處理

后續(xù)地基處理可采用多種形式，視用地性質(zhì)、要求等進(jìn)行選擇，一般有打設(shè)排水板、上層堆載、打樁、強(qiáng)夯等形式，可綜合考慮，混合使用。

2.2.4 工藝分析

對于細(xì)粉砂吹填工程，之所以推薦上述施工工藝，因為此施工工藝不受取土區(qū)與吹填區(qū)的距離限制，且駁船靠泊吹砂船直接吹填施工，不必設(shè)置儲泥坑，可有效降低砂料在海中的流失問題。此工藝整體施工效率不低，一艘800-1000m3/h的吹砂船正常施工情況下，一天可吹砂6000-9000m3，施工價格適中，主要受砂源價格的影響。此工藝主要缺點是投入海上船舶多，安全管理難度大，且不太適用于中粗砂，因為此類吹砂船規(guī)格小，管線多用PVC管，如吹填中粗砂對管線造成的磨損嚴(yán)重，需經(jīng)常更換影響成本。

3? 中粗砂吹填造地工藝

本文介紹的中粗砂吹填造地工藝主要借鑒福建和廣西沿海類似工程實例，中粗砂吹填造地一般也采用典型的“吸+運(yùn)+吹”工藝，不過與細(xì)粉砂略有不同，準(zhǔn)確說應(yīng)該是“吸+運(yùn)+拋+吹”。中粗砂“吸+運(yùn)+拋”可采用細(xì)粉砂工藝，也可直接選擇耙吸船挖運(yùn)拋，由絞吸船負(fù)責(zé)吹填施工。成型陸域后續(xù)地基處理與細(xì)粉砂基本相同。

3.1 施工工藝簡介

絞吸船吹填施工和“吸+運(yùn)+吹”工藝前面已介紹，兩者結(jié)合基本就是中粗砂吹填施工工藝，但略有不同，吹填施工中主要區(qū)別在于需現(xiàn)設(shè)置一海上儲泥坑，運(yùn)來的中粗砂拋卸在儲泥坑內(nèi)，由絞吸船轉(zhuǎn)吹至吹填區(qū)內(nèi)。主要工藝流程如圖4。

3.2 吹填標(biāo)高及平整度控制

吹填標(biāo)高及平整度控制原理上和細(xì)粉砂相同，都需要大范圍布設(shè)標(biāo)高控制桿，不同的是中粗砂吹填形成的砂面坡比不同于細(xì)粉砂，坡比較大，人工踩砂無法滿足平整要求，需先吹填成片，再預(yù)留好管口砂堆，進(jìn)行后續(xù)同步機(jī)械整平，整平機(jī)械主要為鏟車和推土機(jī)。

3.3 工藝分析

絞吸船吹填中粗砂同樣不受取土區(qū)與吹填區(qū)的距離限制，施工效率視吹距情況，由于主要還是海上施工，故施工安全管理難度依然較高，絞吸船不同于小型吹砂船，吹填施工前需先設(shè)置儲泥坑，再轉(zhuǎn)吹至吹填區(qū)，儲泥坑內(nèi)的砂體流失難以完全控制，在目前砂源緊缺的情況下，砂體的流失無疑大幅增加了施工成本，從經(jīng)濟(jì)上分析不如前者，但受中粗砂對管線的磨損影響，對于中粗砂吹填仍需采用此工藝。

4? 結(jié)語

通過上文對淤泥質(zhì)土、細(xì)粉砂和中粗砂吹填造地工程工藝的簡介和分析，不難看出每種工藝都有其特有的適用范圍，項目實施者需根據(jù)項目工程造價預(yù)算、進(jìn)度要求、當(dāng)?shù)刂饕堤畈牧虾蛢r格、市場施工船舶保有量、取土區(qū)與吹填區(qū)距離、施工管理單位技術(shù)水平等綜合考慮，合理選擇。

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