吹填筑堤技術(shù)在圍涂工程中實(shí)踐探析

1、吹填筑堤技術(shù)在圍涂工程中實(shí)踐探析摘要：溫州淺灘一期圍涂工程?hào)|圍堤工程將充砂管袋棱體 吹填砂作為堤身主體結(jié)構(gòu)，用實(shí)踐證明了吹填筑堤技術(shù)修建 圍堤工程的優(yōu)越性。作為一種施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán) 境影響小的筑堤技術(shù)，可以在砂源豐富的沿海地區(qū)推廣。關(guān)鍵詞：充砂管袋、吹填砂1、工程概況溫州淺灘一期圍涂工程位于浙江省溫州市甌江口外，介 于靈昆島（溫州市龍灣區(qū)）和霓嶼島（溫州市洞頭縣）之間。 一期圍涂工程自靈昆筑北圍堤5. 288km,筑南圍堤5. 929km, 并筑東堤3. 538km,東堤延伸段1.51km,合計(jì)圍涂面積3. 2 萬(wàn)畝。由于溫州沿海圍墾項(xiàng)目眾多，石料來(lái)源缺乏，東圍堤工 程采用土石混合提

2、，堤身主體由充砂管袋吹填砂構(gòu)成，堤身 迎水面設(shè)兩級(jí)拋石鎮(zhèn)壓平臺(tái)，用混凝土灌砌塊石構(gòu)成護(hù)面結(jié) 構(gòu)。東圍堤總長(zhǎng)3. 538km。堤頂防浪墻頂高程為7. 838. 03m （國(guó)家85高程，下同），堤頂路面寬度4.5m。2、吹填筑堤技術(shù)我國(guó)沿海地區(qū)圍墾工程發(fā)展迅速，項(xiàng)目眾多。在圍墾回 填前均需修建圍堤，用于擋潮、防浪，防止海水入侵，保障 圍區(qū)安全的作用。圍堤的傳統(tǒng)型式為拋石斜坡堤，堤身主體 由拋石構(gòu)成。這種圍堤有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工技術(shù)易掌握等優(yōu)點(diǎn), 在圍堤施工中廣泛采用。隨著土工材料應(yīng)用技術(shù)及吹填技術(shù)的日趨成熟，溫州淺 灘東圍堤工程將吹填技術(shù)應(yīng)用到圍堤修建中。此種技術(shù)與傳 統(tǒng)的拋石筑堤技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)

3、：(1) 經(jīng)濟(jì)效益好。充砂管袋吹填砂主要原材料為砂，其開(kāi)采成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 石料。由于采用船舶或者直接用管道輸送，其運(yùn)輸成本也較 低。充砂管袋吹填砂可比拋石節(jié)約造價(jià)26%,經(jīng)濟(jì)效益好。(2) 工作面多，施工速度快吹填筑堤基本不受施工道路限制，可以根據(jù)需要隨時(shí)開(kāi) 辟工作面，施工速度快。東圍堤工程吹填筑堤最多時(shí)開(kāi)辟了 三個(gè)工作面，日產(chǎn)量達(dá)到5000m3o傳統(tǒng)的拋石筑堤由于受到 爆破開(kāi)采、道路運(yùn)輸?shù)闹萍s，一般只能一頭或者兩頭進(jìn)占施 工，施工速度較慢。(3) 施工干擾小，安全傳統(tǒng)的拋石筑堤，石料需爆破開(kāi)采，危險(xiǎn)性大，且場(chǎng)內(nèi) 道路狹窄、坡陡，交通條件差，場(chǎng)外交通社會(huì)車(chē)輛多，安全 隱患眾多。吹填筑堤避免了爆破

4、開(kāi)采石料，施工航行區(qū)域主 要為近海，風(fēng)浪小，且施工區(qū)域航行船舶較少，航行條件好。(4) 對(duì)環(huán)境影響小拋石筑堤開(kāi)山取石，爆破產(chǎn)生的有害氣體及揚(yáng)塵對(duì)大氣 污染嚴(yán)重，開(kāi)采后山體植被破壞，恢復(fù)困難。山體受爆破擾 動(dòng)容易產(chǎn)生塌方水土流失。在海中填筑石料，很容易將有害 物質(zhì)帶入海中。開(kāi)山爆破及石料運(yùn)輸引起的擾民糾紛也時(shí)有 發(fā)生。吹填筑堤施工主要在海上進(jìn)行，遠(yuǎn)離居民區(qū)，船上的 生活垃圾及油污等都集中上岸處理。吹填用砂從海里來(lái)，回 海里去，對(duì)海洋影響較小。3、施工方案東圍堤工程在堤身中部吹填充砂管袋外棱體，外棱體外 側(cè)坡比為1： 2,內(nèi)側(cè)坡比為1： 1,頂寬10. 5m,最大填筑高 度為5.2m；在堤身內(nèi)側(cè)吹

5、填充砂管袋內(nèi)棱體，外側(cè)坡為1： 2,內(nèi)側(cè)坡比為1： 1,頂寬3. 0m,最大填筑高度為4. 0mo內(nèi) 外棱體構(gòu)成吹填砂圍堤，中間吹填堤芯砂。為了防臺(tái)度汛， 保護(hù)堤芯砂，在2. 63m設(shè)置一層度汛管袋。這樣由充砂管袋 棱體及吹填砂構(gòu)成了東圍堤的結(jié)構(gòu)主體，其設(shè)計(jì)方量占到土 石方總量的78. 5%o(1) 吹填方案及設(shè)備選擇目前吹填方案主要有 直接排送：泥漿泵直接將泥漿排送至指定位置 接力排送：當(dāng)泥漿排距較遠(yuǎn)，超出了泥漿泵直排效率 限度時(shí)，采取接力排送的方法以提高功率，一接力、兩接力 甚至更多，節(jié)點(diǎn)越多，排得越遠(yuǎn)，不需要高壓泵沖水，有池 接、對(duì)接、站接等多種方法，池接為首選，一池多泵；也可 用大功率

6、的泵用作接力，效率高，成本低。 挖（吸）運(yùn)吹：由抓斗船、鏈斗式挖泥船等挖（吸） 砂設(shè)備進(jìn)行挖砂，自航船舶運(yùn)砂（或由泥漿泵機(jī)組輸送）至 吹填地點(diǎn)，吹填設(shè)備吹填。經(jīng)過(guò)比較，東圍堤采用了吸砂船采砂、運(yùn)砂船運(yùn)輸至吹 填地點(diǎn)，吹填船吹填的施工方案。東圍堤工程吹填總方量45. 7萬(wàn)m3,由于是軟基施工需 分層加載，加載間隔時(shí)間約1至2個(gè)月，施工強(qiáng)度不大，故 吹填造陸工程使用的大型吹填設(shè)備無(wú)法滋展。施工單位經(jīng)過(guò) 調(diào)查將一些小型吹填設(shè)備進(jìn)行整合，組成了吹填作業(yè)線。采砂設(shè)備：吸砂船采用260t駁船，每艘吸砂船配置一 臺(tái)210kw的發(fā)電機(jī)組，5臺(tái)離心水泵作為吸砂設(shè)備，采砂過(guò) 程中利用卷?yè)P(yáng)機(jī)保持吸砂管口在取砂層頂部

7、，邊采邊沉放吸 砂管口，通過(guò)離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)使砂隨高速水流流出。船舶采用錨 攔固定船位，并使用尾錨和主錨控制船位的移動(dòng)。生產(chǎn)能力 是100m3/h,采砂效率高。運(yùn)砂設(shè)備：運(yùn)砂船采用500t開(kāi)底駁，每艘船配2臺(tái)22kw 泥漿泵，管直徑為4寸。由采砂設(shè)備直接將泥漿充入船艙中， 砂子沉淀速度較快，自船底逐漸向上堆積，上部泥漿逐漸溢 出船艙流回大海。這樣相當(dāng)于在采砂裝船時(shí)就將砂子沖洗了 一次，使其淤泥含量大大降低。吹填設(shè)備：吹填設(shè)備采用500t工作船。每艘工作船配 備250kw的柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)，22kw的泥漿泵兩臺(tái)，并帶4個(gè) 高壓槍?zhuān)苤睆綖?. 5寸。4、施工工藝：(1)袋體加工根據(jù)棱體斷面及吹填厚度確定

8、管帶尺寸，長(zhǎng)度一般定為2035m,每40m280m2設(shè)置一充填袖口，袖口直徑根據(jù)吹填管徑確定，長(zhǎng)度為40cm。為了便于袋子加工，選用寬幅土 工布，拼接縫制采用35支三股錦綸線，拼接處折疊三層， 寬度約510cm,縫三道線(先縫一道，折疊后縫兩道)。(2) 充砂管袋施工工藝由人工將袋體在退潮后攤鋪就位，并用鐵絲將管袋固定好，將泥漿輸出管插入袖口內(nèi)綁扎牢固。采用吹砂船上設(shè)置 的泥漿泵，通過(guò)水槍形成的高壓射流將砂料沖成水砂混合 物。然后用泥漿泵抽吸，通過(guò)與泵連接的塑膠軟管將水砂混 合物源源不斷地送入砂袋中，水和泥漿從袋內(nèi)析出，砂粒很 快沉積在袋內(nèi)。充填時(shí)用腳踩的方式檢查吹填厚度，利用腳 踩的振動(dòng)改變

9、砂子沉積的位置，調(diào)整吹填的平整度。待砂料 充滿整個(gè)袋體后，此袋充填即告結(jié)束，此時(shí)可拔出充砂管， 扎緊扎牢編織袋袖口，再經(jīng)過(guò)短時(shí)間的排水固結(jié)即可。充填 后的飽滿度應(yīng)該達(dá)到80%85%左右。杜絕出現(xiàn)過(guò)飽或欠飽現(xiàn) 象。過(guò)飽管袋變得圓整，容易發(fā)生位移，且易撐破管袋。欠 飽則袋體松弛，在潮水?dāng)_動(dòng)下，砂子干密度降低，甚至由于砂子移動(dòng)造成袋體位移。在袋體充灌過(guò)程中，砂水中的含沙量應(yīng)控制在20%30% 左右，濃度過(guò)大，管線容易堵塞，濃度過(guò)小，屏漿時(shí)間增長(zhǎng), 袋內(nèi)需二次充砂。(3) 吹填砂施工工藝堤芯吹填砂，由泥漿泵直接將砂水充入吹填區(qū)域，泥漿 從出水口流出，根據(jù)吹填泥漿自然沉降規(guī)律，沙粒主要集中 在底部，排列

10、較為緊密。05質(zhì)量控制(1) 充砂管袋用土工布強(qiáng)度、防老化等指標(biāo)必須符合 要求。軟基施工要求分層加載，加載一層后，待沉降穩(wěn)定才能加載上一層，加載間隔長(zhǎng)，海水侵蝕,陽(yáng)光暴曬,對(duì)土工布防老化性能要求較高。海上風(fēng)大浪急，沖擊破壞能力強(qiáng), 因此土工布質(zhì)量合格是充砂管袋順利完成的前提條件。(2) 既要滿足水力填充時(shí)具有較好的排水固結(jié)效果,又要避免因砂粒過(guò)粗造成不利于堤身的防滲安全，因此，所選充填土料在滿足固結(jié)排水和施工進(jìn)度的條件下，盡量采用 較細(xì)的材料。吹填土料通過(guò)對(duì)采砂區(qū)抽樣檢測(cè)，粘粒含量為0.25. 0%,中值粒徑0. 20. 03mm的占55. 182. 3%,細(xì)度 模數(shù)為1.01.95,屬于細(xì)砂

11、，完全滿足設(shè)計(jì)要求。(3)吹填平整度要求0.5m1.2m范圍內(nèi)，充砂管袋施 工時(shí)應(yīng)采用腳踩、木棒搗結(jié)合改變吹填進(jìn)口角度調(diào)整平整 度。吹填砂施工時(shí)主要靠改變輸泥管管口方向來(lái)保證平整 度，必要時(shí)對(duì)低洼地區(qū)進(jìn)行補(bǔ)吹。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，充砂管袋固結(jié)后干容重應(yīng)達(dá)到 14. 5kn/m3,充砂管袋排列整齊、無(wú)空隙、上下錯(cuò)縫。堤芯 吹填砂完工時(shí)干容重應(yīng)大于14. 0kn/m3o經(jīng)過(guò)施工單位對(duì)每 一層吹填堤體進(jìn)行環(huán)刀法進(jìn)行檢測(cè)，證明干容重完全符合設(shè) 計(jì)要求。6、加載控制東圍堤工程基礎(chǔ)坐落在灘涂上，涂面以下40m以淺范圍 內(nèi)均為高含水量、高孔隙比，高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度的軟土。 堤基處理方式采用了比較成熟的塑料

12、排水板結(jié)合土工布排 水碎石墊層的方案。結(jié)合北圍堤拋石筑堤軟基施工的經(jīng)驗(yàn)， 此種堤基處理方式，必須嚴(yán)格控制堤身加載速率，加強(qiáng)原位 觀測(cè)，防止堤基破壞。施工中分層加載控制高度控制在1.2m （每層袋體厚0.6m,可連續(xù)加載兩層）。薄層輪加，均衡上 升。通過(guò)原位觀測(cè)提供的沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)分析，在各部位分 層加載完成后1周內(nèi)連續(xù)3天沉降速率均可小于等于15mm/d, 12個(gè)月內(nèi)連續(xù)5天沉降速率均即可小于5mm/d,加載時(shí)間間隔控制在2個(gè)月以上完全滿足堤基穩(wěn)定要求。為 了加快施工進(jìn)度，本工程主要釆取加強(qiáng)觀測(cè)，沉降速率達(dá)到 要求即可加載。7、防臺(tái)度汛溫州每年有23個(gè)熱帶風(fēng)暴及臺(tái)風(fēng)影響,并有12次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮,

13、吹填結(jié)構(gòu)抗沖刷能力差,防臺(tái)度汛工作尤為重要。(1) 首先拋填外側(cè)拋石鎮(zhèn)壓平臺(tái)，使拋石平臺(tái)保持比 充砂管袋高，形成一道擋浪墻，避免風(fēng)浪直接襲擊充砂管袋。 拋石達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，將后期灌砌石用石料沿堤線堆在拋石 體上，形成一道臨時(shí)擋墻，頂寬2.5m,兩側(cè)坡比1:1。(2) 合理安排施工進(jìn)度，使汛期工程形象面貌達(dá)到防 臺(tái)度汛要求，如汛前完成度汛管袋施工保護(hù)吹填砂不被沖 走，完成護(hù)坡工程防止風(fēng)浪直接襲擊吹填堤體等。(3) 如汛期前不能完成護(hù)坡工程，可將護(hù)坡施工所需 的大塊石堆放在棱體迎水面，起到保護(hù)作用。(4) 臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工面貌進(jìn)行拍照或者錄像, 保存影像資料，并進(jìn)行測(cè)量，保存數(shù)據(jù)。如果臺(tái)風(fēng)過(guò)后，工 程損失較大，這些資料將是保險(xiǎn)理賠的重要證據(jù)。8、結(jié)語(yǔ)溫州淺灘一期圍涂工