袋裝淤泥質土臨時圍堰在碼頭工程施工中的應用

■張 健

（福建省海航建設管理有限公司，福州 350000）

隨著時代的發展，人們對環境保護的意識不斷增強，導致原有成熟的施工工藝在工程建設中的應用受到制約。 如吹填沙袋圍堰施工技術因省時、高效、安全、經濟效益顯著等優點，在各種港口、水利、漁港等工程中都獲得了廣泛地推廣[1]，但受關鍵材料沙的供給制約，該工藝應用受限。 袋裝淤泥質土圍堰施工工藝能夠就地取料，不僅可節省造價，還能起到環保節能的作用，因此袋裝淤泥質土圍堰施工工藝能夠很好地解決填筑材料沙的供給困難問題，可為同類項目施工提供借鑒經驗。 基于此，本文就袋裝淤泥質土臨時圍堰在碼頭工程施工中的設計要點與施工工藝進行研究。

1 工程概況

擬建項目位于福建南部海域、詔安灣內。 該項目為兼避風、 生產功能于一體的綜合型二級漁港，本工程水工建筑物主要為防波堤，平面布置僅建設有一道防波堤兼碼頭396 m，設7 個80 HP 泊位。碼頭面高程3.0 m，防波堤兼碼頭段寬1.02 m。防波堤與簡易避風塢的西防波堤形成寬約44.0 m 的口門，形成港內水域面積約4.0 萬m2。 碼頭前沿停泊水域寬10.0 m，設計底高程－2.0 m；回轉水域的回轉圓直徑32.0 m，設計底高程－0.5 m；進港航道寬26.0 m，設計底高程－0.5 m?；匦蚝秃降绤^利用港區現有水深不進行疏浚；停泊水域需進行清淤疏浚，疏浚挖泥量約1.11 萬m3。

2 施工條件

2.1 水文條件

本工程設計低水位－1.39 m， 碼頭設計灌注樁樁頂標高及橫梁底標高為＋1.4 m、－1.2 m 兩種高程，樁頂標高較低的灌注樁樁理論在最低潮位時可露出水面僅0.19 m， 但時間極短且受波浪的影響，施工過程中很難開展有效施工作業。 另外，港池設計底標高為－0.5 m，碼頭主體施工范圍現狀泥面標高為－0.1～－0.4 m，水深無法滿足施工船舶作業。

2.2 地質條件

本工程建設位置地貌單元屬濱海潮間帶，海底地勢平緩，地面高程在－0.07～－0.90 m。 根據鉆孔揭示，土體自上而下的分層為淤泥（厚度約1.5 m）—粉質粘土（厚度約2.0 m）—凝灰巖殘積粘性土（厚度約3.2 m）—全風化凝灰巖（厚度約3.5 m）—強風化凝灰巖（厚度4.2 m 以上），場地表層淤泥，屬高壓縮性、低強度、易變形的特點；凝灰巖殘積粘性土、全風化凝灰巖、強風化凝灰巖屬特殊性巖土，具泡水易軟化、強度降低的特點。

3 施工方案選擇

傳統施工方案： 利用水上挖機進行港池開挖，疏浚物經過多次盤轉上岸；搭建施工鋼平臺用于灌注樁施工；低標高樁基、橫梁部位施工采用沙袋圍堰措施輔助施工。 干地施工方案：在碼頭防波堤外圍填筑臨時圍堰，利用東側現有防波堤和北面圍墾引堤護岸（道路），合圍成干地施工區域，為樁基、橫梁創造干施工條件，以確保施工的可操作性及達到施工質量、施工工期及施工安全的要求（圖1）。經綜合比較2 種方案，干地施工法在節省造價、縮短工期的同時，更能合理利用廢棄物（淤泥）資源，在減輕港內清淤環境的影響上也有很好的作用。 因此，確定干地施工法為本項目施工方案。

干地施工方案的確定推動了本項目建設的突破性進展，為灌注樁施工采用旋挖機成孔創造條件，成孔效率較傳統的水上沖孔作業提高許多，施工成本將得到極大的降低。 同時碼頭上部結構的施工在質量、安全、效率方面也將大大的提升。

4 圍堰設計與施工

4.1 擬建圍堰結構設計

在圍堰結構設計上主要考慮圍堰的反滲透能力、抗沖擊能力、結構的穩定性能。 為了方便就地取材、節約工程造價，達到合理利用資源、施工便利的效果，圍堰采用袋裝淤泥質土進行填筑，填筑材料利用內港池的疏浚物。 考慮淤泥質土結構性能差，不利于圍堰整體結構的穩定性，將在土工編制袋中部增設網格竹笆改變土體性能，增加圍堰的整體性與穩定性。 另外，修筑圍堰處于軟弱基礎之上，為避免不均勻沉降或整體滑動，造成結構破壞失穩產生，將在結構底部鋪設竹笆，兩側間隔50 cm 施打木樁。

依據施工區域條件及施工需求，圍堰建設總長度約480 m，填筑高程為＋3.0 m（高于設計高水位＋1.05 m），頂面寬度3 m，圍堰底角距離碼頭平臺邊緣3.5 m，坡比1∶1（圖2）。

圖2 臨時圍堰斷面圖

4.2 施工工藝流程

施工工藝流程如下：現場勘察→測量放樣→清表→施打木樁→安裝四周模板 （第二層開始）→鋪設土工織布→填筑淤泥質土→縫合土工織物→逐層疊加形成圍堰。

4.3 施工方法

4.3.1 清表、布設木樁

圍堰填筑時，在建設位置用水上挖掘機挖除部分堰底浮泥、雜物。 為保證結構穩定，沿圍堰兩側底邊線間隔50 cm 施打木樁（向圍堰中線微傾斜），木樁入土約3 m，木樁高出水底地面線約1 m；垂直距木樁頂端50 cm 位置橫向綁扎1 根木樁形成整體“木墻”，增強抵抗力。

4.3.2 填筑材料選擇

就地取材利用內港池疏浚物作為填筑材料。

4.3.3 土工袋選擇

根據水上挖機開挖疏浚物直接入模填筑圍堰施工工藝， 選用300 g 規格土工織物預先模內鋪置底層，水上挖機開挖疏浚物直接入模，每層填筑高度至50 cm 后現場密封縫合，形成土工袋。 根據圍堰斷面大小，土工袋寬度往上逐漸減小，為便于施工，長度一般情況可選10～20 m。

4.3.4 填筑土體圍堰

填筑第一層土工袋前，需在底層鋪設竹笆增強整體穩定性，第一層填筑直接利用兩側施打的木樁進行四周固定無需安裝定位模板。 第二層開始，根據設計尺寸，四周使用槽鋼、木模加工而成的模板進行固定成型，然后現場鋪設底層土工織物，水上挖機開挖疏浚物直接入模， 每層填筑高度至50 cm后現場縫合（最低層需乘低潮）。 填筑疏浚物高度至一半時，中間加入網格竹笆再繼續填筑，至設計高度后靜置2 h 以上，待淤泥土內大部分水分自然排出后再進行縫合。 完成第二層后，重復上述步驟，直至達到設計高程。

根據地形，填筑從低到高，逐步抬高。 上下層袋體之間交錯鑲嵌疊加如砌磚，可增強圍堰整體穩定性。 結構體下層填充物水分在上層壓力下不斷擠排出土工袋，不斷密實穩固。

4.3.5 基坑抽水

圍堰閉合后即形成一個大型基坑，在基坑開始抽水前，需對圍堰進行監測，確保圍堰達到穩定狀態。 為確?；映樗^程中圍堰的穩定性和抗滲性能，還需對外觀進行巡查，對變形、滲流、壓力等情況進行監測[2]。 基坑水抽干后，還將在距離圍堰底部2 m 位置，開挖1 條深度為1 m 以上的集水溝，匯集圍堰滲流、雨水及施工廢水，并經水泵排出基坑外。根據施工需求對軟基進行置換等措施處理后即可滿足機械設備進場干地施工。

4.3.6 圍堰拆除

圍堰在工程主體施工完成后，采用小型1 m3反鏟挖掘機配合水上挖掘機進行開挖。 為了確保安全， 挖掘機在堰體上施工時應在履帶下側鋪設鋼板，采用后退法拆除。 拆除由碼頭往防波堤、自上而下分層拆除。為了盡量避免開挖料受水流沖蝕，造成港池淤積及對環境造成影響，開挖須乘潮進行。開挖以1 個潮水內完成完整單個或多個土工袋內土體開挖為控制節點進行，否則應重新覆蓋土工布。開挖淤泥通過已建碼頭通道， 由汽車陸運至指定位置或由當地制磚廠接收用于制磚，進行廢物再利用。

4.4 施工效果評價

袋裝淤泥質土圍堰已在鄰近項目得到驗證，效果良好，該方案在此基礎上進行了優化，方案已通過專家審查，進入建設實施期（圖3），將進一步跟蹤實際效果。

圖3 袋裝淤泥質土臨時圍堰實例

5 結論

5.1 袋裝淤泥質土圍堰應用價值大

傳統吹填沙袋圍堰應用較為廣泛，在當前沙源緊缺且價格不斷高漲的背景下，使用袋裝淤泥質土圍堰工藝，就地取材，工程廢棄物能得到合理利用，該新技術具有巨大的替代價值。

5.2 袋裝淤泥質土圍堰工程性能好

填筑時由于土質流動性強， 受壓力作用后，各層之間、相鄰之間緊貼更密實；在土體內部水分受壓力作用不斷排出后，整個圍堰結構穩定性和抗滲性會不斷增強；另外，因淤泥質土位于土工織物袋內，具有不易被波浪、水流沖刷，圍堰結構不易被破壞，且對海洋環境影響小等優點。

5.3 袋裝淤泥質土圍堰推廣價值明顯

袋裝淤泥質土圍堰法干地施工在近岸、水深淺及受波浪影響小的工程區域，采用該技術在降低造價、縮短工期、減小環境影響等方面效果顯著，在很好解決建造材料來源的前提下，該工藝技術施工便利、可靠、有效，具有極大的推廣價值。