水下覆盖法防止基床回淤新技术的应用
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摘要：水下抛石基床回淤一直是困扰港口工程施工中的难题，抛石基床回淤后，预制构件无法安装，需要清淤处理后才能进行下道工序，抽淤工序费用高，工期拖延，且质量无法保证，传统基床回淤处理方法存在很多弊端。水下覆盖法是一种新式防基床回淤工艺，具有易操作、成本低等优点，文章就水下覆盖法作具体
阐述。
关键词：水下覆盖法；基床回淤；水下抛石；港口工程
中图分类号：U615 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0064-02
水下覆盖法是一种新式的基床防回淤工艺，通过水下基床摊铺土工织物防止基床回淤，待构件安装时，采取拖揭土工织物，在拖揭土工织物的过程中清淤的工艺。该工艺具有易于操作、成本低、效果好的优点，尤其适合在大厚度基床上使用。本文以厦门港石码港区一比疆作业区添鸿码头工程为应用实例，重点介绍水下基床覆盖法的参数设计、施工工艺、实施效果、施工经验等内容，可为以后类似工程施工提供参考借鉴。
1 工程概况及工程地质、水文条件
1.1 工程概况
工程占用岸线长度293m，码头呈顺岸连片布置41个
沉箱。
工程地处河海入口处，受潮汐及径流影响较大，基床回淤较大，经检测平均回淤强度2cm/d，回淤物主要成分为淤泥混细沙。由于预制构件安装受起重船船期影响需推迟将达26d，回淤厚度估测将达0.5m以上，为保证工程进度及安装质量，我部采取基床水下覆盖法防止回淤。
1.2 工程地质条件
工程地质分为五层，由上至下分别为淤泥、细沙、粉质粘土、散体状强风化花岗岩、中风化花岗岩。
淤泥：流塑状，具高含水量、高压缩性、欠固结、灵敏度高，承载力极低。
细砂：饱和，稍密-中密状，分选性一般，承载力一般，但局部缺失，厚度变化大，厚度较大处可作为重力式码头基础持力层。
粉质粘土：可塑状为主，局部硬塑状，具中等压缩性，承载力一般。
散体状强风化花岗岩：平均实测标贯击数N≥50击，具有较高的强度和承载力；局部缺失，厚度不均。
中风化花岗岩：层位较为稳定，力学性能好，工程性能好。
1.3 工程水文条件
本河段为河口型潮流，受潮汐和径流双重影响，以潮汐为主，涨潮流向由东往西，实测表面最大流速是
1.75m/s，最小流速是0.38m/s；退潮流向由西向东，实测表面最大流流速是1.52m/s，最小流速是0.38m/s。
2 水下基床覆盖物的选型及设计
2.1 覆盖物的选型
水下基床覆盖物的选择指标主要是防刺、防顶破、防撕裂，厦港添鸿码头工程选择的水下覆盖物为400g/m2的针刺复合土工织物，其主要力学指标：抗拉强度>2600N/5cm，梯形撕强度>900N/m2，顶破强度>5000N/m2，刺破强度>500N/m2。
2.2 覆盖物的设计
土工织物尺寸为9m×50m，尺寸可由厂家特供，土工织物之间采取缝合的形式进行搭接，截面宽度不少于24m（根据各工程项目情况而定），厦港添鸿码头水下基床顶面尺寸为15m，保留两端富裕为4.5m。
3 水下基床覆盖物施工
水下基床覆盖法采用潜水员水下摊铺的方法，船舶基床上方定位，采取水下溜放土工织物，水下潜水作业人员手工摊铺并进行加固。
3.1 水下基床覆盖施工工艺流程
土工织物缝合船舶定位潜水员下水船上溜放土工织物潜水员水下摊铺、加固水下拖揭。
3.2 主要施工方法
3.2.1 土工织物编织。
搭接：土工织物以9m×50m的单块尺寸为准，三块拼成一块，块与块搭接宽度为3m。三块搭接形成的断面截面宽度不少于21m。
平面配置设计：土工织物由于质量较轻，溜放至水里后，容易打结漂浮，为解决这种情况，土工织物长度方向两侧5m长度设置重物配重，重物选用尼龙编织袋，以袋装砂、石渣为原料做配重，单个编织袋其配重重量宜为15kg，每个配重绳中端打结一个拖揭绳扣。
3.2.2 船舶定位。根据设计基床的平面位置，计算出平面坐标位置，现场用2台经纬仪采用前方交会法进行船舶定位。选用10m×45m铁驳船，前后八字锚定位移位，定位一次可布设1600m2区域。
3.2.3 溜放土工织物。船舶定位完成后，两名轻潜作业人员下水，潜水人员就位后，船上施工人员开始溜放土工织物，土工织物在配重的作用下落至基床。
3.2.4 水下检查、加固。潜水人员对土工织物进行水下平整、理顺，首先将土工织物端头水下固定，船上绞锚移船依次溜放土工织物，潜水人员水下检查其平整与完
整性。
3.2.5 水下拖揭。构件设备安装前，作业船定位待安装基床上，潜水人员水下探摸将基床后沿的袋装砂配重袋绳索绳扣剪断，将拖揭绳系在第二个绳扣上，将绳索送出水面作业船沿，作业船长度方向为45m，须一次性将45m长的拖拉绳扣系紧，船上施工人员将绳索富余长度系紧固定后，潜水人员离开至安全区域。
一切就绪后，作业船舶缓缓绞锚，移向基槽外侧，将回淤物质移翻至基槽与基床的外侧凹槽内，回淤物清除完成后，潜水人员剪断外侧的配重绳，作业船上的施工人员回收土工织物以备再利用。
4 效果及工期强度
4.1 实施效果及检测
构件安装前一周，我部进行水下检测，发现土工织物的淤泥平均厚度达到73cm。基床安装前5d进行水下基床覆盖物拖揭，水下覆盖物顺利完成拖揭，基床经水下探摸及检测，片石表面清洁，无任何附着物，基床回淤物全部顺利移除，达到构件安装条件。
4.2 工期及施工强度
我部2012年12月6号基床整平完成，受构件预制及起重船船期影响，预制构件安装推迟。我部12月9号开始进行水下基床覆盖施工，10号下午完成，用时2d。2013年1月5号开始进行水下覆盖物拖揭，150m长度的基床覆盖面积达2400m2，经过2d全部完成，日进度达1200m2/d，水下覆盖与水下拖揭总工期为4d。
5 经济效益
基床回淤传统处理方法：空压机上船，船载挖掘机或汽车吊吊扶水下笼头由潜水员水下引导利用虹吸原理进行水下抽淤，日施工强度仅为140m2/d。
传统方法需要的船机设备包括定位船（10m×45m）、空压机、挖掘机。人员包括潜水员4人、船上施工人员4人。平均直接费用7300元/d（定位船3000元/d、挖掘机1200元/d、空压机900元/d、潜水每人400元/d、工人每人150元/d）。海上施工效率按0.75计算，传统抽淤完成的工期T=2400/140/0.75=23d。直接费用为7300元/d×23d=167900元。
水下基床覆盖法所用船机设备及物资仅为1艘定位船、土工织物3000m2。施工人员含潜水员2名、船上施工人员3人。新工艺所需直接费用为24800元（土工织物7.2元/m2，定位船3000元/d，潜水每人400元/d，工人每人150元/d）。
通过新旧工艺经济性比较，新工艺所用费用不到传统工艺的1/6，具有费用低的优点。
6 结语
（1）水下基床覆盖法防回淤技术在厦门港石码港区一比疆作业区添鸿码头的应用是成功的。该工艺具有工艺简单、工期短、费用低、效果好的特点，建议在回淤较大的码头基床防回淤施工中，应采用水下覆盖法施工工艺。
（2）土工织物的选取至关重要，合理的土工织物的质量是保证工程质量的前提。水深越深、回淤强度越大的区域选用的土工织物各项力学指标应越大。
（3）水下基床覆盖后，应设置专人进行观察、望，禁止机动船舶在其上方行驶，防止渔船下网剐蹭，建议设置观察浮漂，每日观察浮漂，判断有无移位破坏，每隔3d进行水下检查，做好记录。
作者简介：羊维平（1984—），江苏盐城人，山东港湾建设集团有限公司助理工程师，研究方向：港口工程；曹丰源（1983—），山东烟台人，山东港湾建设集团有限公司助理工程师，研究方向：港口工程。