唐山濱海大道吹砂圍堰深海路基施工技術(shù)

唐山濱海大道吹砂圍堰深海路基施工技術(shù)

1海中公路下段設(shè)計(jì)方案唐山濱海大道是連接秦皇島和天津的高低山脈。根據(jù)城市主要道路的標(biāo)準(zhǔn)i級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，城市部分為8個(gè)車道（4個(gè)通道進(jìn)入城市），其他部分為6個(gè)車道和6個(gè)通道。全長(zhǎng)43.25公里。全區(qū)有9座橋梁、4座中央橋、2座小橋和42個(gè)車道，其中9.25公里長(zhǎng)。1座海中橋，長(zhǎng)728米。全線完成海中吹砂圍堰122.97萬(wàn)m3,吹砂填筑路基185.54萬(wàn)m3;工程總投資45.16億元。2海底施工難點(diǎn)工程1/4路段處于海中,為海上高等級(jí)公路。深海路基成型、淺海路基成型、邊坡防護(hù)、軟基處理、淺海大橋施工是重點(diǎn)和難點(diǎn)。管袋圍堰作為海上高等級(jí)公路永久路基的主體,在國(guó)內(nèi)尚屬首例,無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒,也無(wú)現(xiàn)行的施工技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3科技創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用3.1管袋圍堰技術(shù)K36+820~K37+240段形成了深15m左右的海溝,位于溯河口,每天漲退潮造成回淤。深海路堤受海水浸泡、潮汐升降、甚至地震力的作用,非常容易損傷甚至跨塌。施工先采用吸泥船進(jìn)行清淤,然后利用鋪排船進(jìn)行軟體排以及底層圍堰管袋路基全寬范圍的鋪設(shè),再通鋪并吹填管袋圍堰,進(jìn)行深海路基填筑。該技術(shù)主要具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。1)施工材料新。因地制宜,就地取材,充分利用曹妃甸一帶豐富的海砂資源進(jìn)行管袋圍堰吹填砂施工,而非采用借土進(jìn)行填海作業(yè)。同時(shí)節(jié)約了成本。2)施工進(jìn)度快。施工材料直接來(lái)源于海上,避免了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸及工程進(jìn)度受到材料供應(yīng)的制約問題。3)保護(hù)環(huán)境。吹砂運(yùn)砂過程都在海中實(shí)現(xiàn),交通方便,更有利于路線上其他原料的運(yùn)輸暢通,而且減免了施工路面運(yùn)輸產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音、粉塵等公害。3.2模袋混凝土護(hù)坡施工路基邊坡大部分在海水中,海浪對(duì)路基邊坡的沖刷非常嚴(yán)重,利用模袋混凝土防風(fēng)浪、抗沖刷的性能,路基兩側(cè)外邊坡初期防護(hù)采用防滲土工膜與模袋混凝土相結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)型式。主要施工工序。清理邊坡,先袋裝砂圍堰管袋填角,再用15cm厚袋裝砂墊層進(jìn)行找平;鋪設(shè)土工膜,砂墊層完成后鋪設(shè)防滲土工膜;澆筑模袋混凝土,鋪設(shè)模袋,灌筑15cm厚模袋混凝土。本施工技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)。1)節(jié)約成本。所需原材價(jià)格合宜,砂子就近取材,防滲土工布及模袋輕便、占面積小,節(jié)省交通運(yùn)輸費(fèi);選用的護(hù)坡厚度為15cm,是目前國(guó)內(nèi)同類海堤模袋混凝土護(hù)坡厚度最薄的,從而降低了工程造價(jià)。由于模袋混凝土護(hù)坡的穩(wěn)固性,可以減少后期護(hù)坡維修工程量且有利于工程日常管理。2)縮短工期。邊坡防護(hù)模袋混凝土施工效率高且可直接在水上或水下進(jìn)行水上工程施工。砂墊層,防滲土工布,模袋混凝土三道工序基本可以同步施工,邊坡成型速度快,減少施工期干擾,縮短工期。3)確保質(zhì)量。3層防護(hù)緊密貼合,既保證牢固度,又保證平整度。而且模袋混凝土表面凹凸不平,具有流線形的結(jié)構(gòu),抗沖能力強(qiáng),防護(hù)效果好,可起到減壓抗浪作用,增加工程護(hù)坡的安全度。3.3分層填筑技術(shù)深海路基合龍口位于K36+500-K36+700處,根據(jù)日常漁民通航要求,設(shè)計(jì)了3孔12m可提升式鋼棧橋。該處最低潮水位時(shí)深度6m,高潮時(shí)水位10m,浪高0.5~1m且漲潮落潮時(shí)航道口水流急,沖力大,破壞力極強(qiáng)。合龍口主要措施如下:落潮位時(shí)突擊從路基兩端同時(shí)向中間拋填大塊石,直至露出水面,然后用山皮石填出一條通道,通道頂寬≮10m,一次填筑接龍,高程按路床頂高控制,保證車輛正常通行;進(jìn)行臨時(shí)鋼棧橋拆除;按照路基寬度及邊坡坡率全寬填筑,最后強(qiáng)夯、沖擊碾壓,保證路基填筑密實(shí)穩(wěn)定;分層填筑路床山皮石。本技術(shù)的特點(diǎn)在于施工快速簡(jiǎn)便、路基穩(wěn)定性好。1)施工快速簡(jiǎn)便。相比其他施工方案,直接填筑山皮石是最為快速和簡(jiǎn)便的一種方案。因?yàn)楹涌跐q潮落潮流水沖擊力大,給施工帶來(lái)很大難度,必須搶在落潮后的幾小時(shí)迅速填堵才能有效防止流水沖擊力給路基填筑造成的不便;而且填筑方法可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要靈活調(diào)整,需要的設(shè)備簡(jiǎn)單,效率高。2)路基穩(wěn)定性好。采用山皮石填筑河口,因其水穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高,在水深5m時(shí)亦可直接填筑;然后通過強(qiáng)夯處理,路基在強(qiáng)夯沖擊力和自重力作用下沉降加快,密實(shí)穩(wěn)定,可對(duì)基地軟土進(jìn)行置換,大大提高路基整體穩(wěn)定性。3.4gps-rt施工技術(shù)特點(diǎn)作為一條海上高等級(jí)公路,唐山濱海大道不同于一般公路,測(cè)量放線成為本項(xiàng)目的另一個(gè)難題;在陸地上,通常采用定樁方法進(jìn)行測(cè)量放樣;而在茫茫的海面上,既沒有參照物,也沒有固定點(diǎn),還有無(wú)休止的風(fēng)浪干擾,顯然靠傳統(tǒng)的測(cè)量方法很難實(shí)現(xiàn)。采用GPS-RTK測(cè)量系統(tǒng),GPS-RTK系統(tǒng)在公路工程設(shè)計(jì)、施工測(cè)量中的開發(fā)應(yīng)用,使淺海水域公路建設(shè)中路線定位、測(cè)量中的難題迎刃而解,同時(shí),使水下拋石、柵欄板、預(yù)制塊安裝、模袋混凝土澆筑等工程施工控制,進(jìn)入自動(dòng)化、程序化和科學(xué)化實(shí)施階段。具體施工流程見圖1。采用本技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)。1)GPS-RT系統(tǒng)在海上定位測(cè)量方面較紅外線儀、全站儀等的優(yōu)勢(shì)非常明顯,它擺脫了測(cè)點(diǎn)與基點(diǎn)間距離的限制、中間通視效果限制,而且受天氣、溫度及風(fēng)力的影響小,可24h作業(yè)。2)由于海上難以布設(shè)控制點(diǎn),全站儀等測(cè)量手段的測(cè)量精度難以保證,而GPS系統(tǒng)可不受基站位置的影響,放樣精度遠(yuǎn)高于全站儀。3)GPS定位放樣的速度遠(yuǎn)快于其他方法,而且非常靈活輕便并可單人操作。3.5沉降觀測(cè)控制在淺海水域修筑公路路堤,最突出的問題是穩(wěn)定和沉降。為掌握路堤在施工期間的變形動(dòng)態(tài),必須進(jìn)行沉降觀測(cè)。施工前在路堤中埋設(shè)沉降設(shè)施標(biāo)志作為觀測(cè)點(diǎn)。施工期、預(yù)壓期及運(yùn)營(yíng)期間均要按照要求進(jìn)行觀測(cè),對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)按規(guī)定程序要求進(jìn)行處理、分析、判斷并及時(shí)采取處理措施,以確保路堤穩(wěn)定。沉降觀測(cè)采用的測(cè)量?jī)x器為精密沉降觀測(cè)專用的DSZ2+FS1水準(zhǔn)儀,測(cè)量精度可達(dá)到0.1mm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,吹砂路基施工中沉降不超過55cm,經(jīng)監(jiān)測(cè),實(shí)際沉降穩(wěn)定在47cm左右。路床山皮石、水泥穩(wěn)定碎石、瀝青面層施工期間共沉降20mm。而自路基主體完工至現(xiàn)在,據(jù)觀測(cè)顯示,工后沉降控制在10mm之內(nèi),穩(wěn)定情況良好。4管袋混凝土護(hù)坡施工技術(shù)唐山濱海大道的吹砂路基、深海路基填筑及邊坡防護(hù)等施工工藝技術(shù)成熟,創(chuàng)新應(yīng)用了深海高等級(jí)公路永久性整體管袋吹填砂路基施工技術(shù)、海上高等級(jí)公路路基大型永久性模袋混凝土護(hù)坡施工技術(shù)、海上路基合龍施工技術(shù)等新技術(shù)。唐山濱海大道通過新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,保證了工程質(zhì)量、安全和工期,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)部“四節(jié)一環(huán)?！币蠛途G色施工要求,