浮泥浅滩区砂垫层抛填施工工艺浅析
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摘要：浮泥浅滩区砂垫层施工采用泵船吹填施工。通过典型施工，确定施工所需参数，采用确定的施工参数指导施工；根据施工效果对吹砂管进行改良，确定最终工艺。并将此工艺与其他施工工艺进行对比分析，说明其可行性、优异性。
关键词：砂垫层;工艺;参数
中图分类号：U65文献标识码：A
引言：
在地基处理工艺中，砂垫层、排水板、泥浆搅拌桩等分项是影响地基处理效果好坏的重要分项工程。本工程接岸结构地基处理包含了砂垫层和排水板两个重要分项。由于施工为水上作业，砂垫层施工质量控制成为本项目重要解决的内容，在保证其施工质量的同时，还需满足整体施工进度要求，所以对砂垫层施工工艺选择提出了较高要求。现对本工程砂垫层施工方法进行总结，并与其他施工工艺进行比较，说明其可行性、优异性。
一、工程简介
珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程位于珠海市高栏港区南水作业区南北港池之间的大突堤的西部，南面为伶仃洋黄茅海域，西侧为珠海港主航道，东北面岸域属低山丘陵地貌。
本工程建设内容为1个5万吨级和4个3千吨级（码头结构按1万吨级考虑）泊位组成的装船码头及相应的接岸结构。本标段主要内容包括：装船码头、接岸结构、D6、D7区地基处理、廊道工程。
码头岸线总长度为718米，其中5万吨级装船码头长为248m，码头前沿设计水深为-14.2m；3千吨级装船码头长为470m，水工结构按3千吨级散货船舶设计，兼顾 1万吨级散货船舶，码头前沿设计水深为-9.8m。装船码头承台宽度均为30.0米，码头顶面高程为6.0米。
接岸结构共970.1m，其中5万吨级泊位接岸结构253.64m，1万吨级泊位接岸结构470m，过渡段接岸结构246.46m。为斜坡式结构，1万吨级泊位在原泥面采用抛石形成堤心，护面为四脚空心方块，软基采用打设塑料排水板与铺设土工格栅结合的处理方法，同时在开挖的岸坡上抛理100~200kg块石进行护坡，堤心上现浇混凝土胸墙形成挡土结构，墙后回填砂形成陆域。5万吨级泊位需在开挖的岸坡上通过补抛形成接岸结构断面。岸坡底层采用充填袋结构，充填袋外侧做倒滤结构，再抛填块石及垫层形成多级反压结构和堤心，护面为四脚空心方块，软基采用打设塑料排水板与铺设土工格栅结合的处理方法，堤心上现浇混凝土胸墙形成挡土结构，墙后回填砂形成陆域，回填砂后需山皮土堆载预压，预压完成后铺设连锁块路面结构层。
二、抛填砂垫层的主要作用
本工程砂垫层分海砂垫层和中粗砂垫层，砂垫层作为接岸结构地基处理中的一个重要分项，其主要作用为：
1、海砂垫层：由于本工程接岸结构原泥面为浮泥浅滩区，海砂垫层主要起到隔离中粗砂与原泥面接触，减少泥沙混合层厚度的作用，保证中粗砂垫层施工质量。
2、中粗砂垫层：与塑料排水板连接的排水通道。
3、砂垫层共同对接岸结构岸坡进行一级堆载，起到堆载预压的作用。
三、施工工艺
1、机械配置：泵船1艘（配置800KW和400KW水泵各一台），起锚艇1艘，运砂船4艘，交通艇2艘。
2、施工流程：
砂子检验合格
测量放线--------泵船定位砂船定位吹砂中间验收泵船移至下一船位
3、施工方法
本工程海砂垫层与中粗砂垫层厚均为1m，为了确保砂垫层施工质量，经技术人员进行多次工艺研讨，了解砂垫层多种施工工艺，根据本工程施工特点，选定施工工艺，并对工艺进行优化，制定本施工方案。
砂垫层厚1m，施工采用水上吹填工艺，配备泵船1艘，船上配备800KW水泵一台(吹填中粗砂时增加400KW水泵一台)，用来吹填砂。泵船根据测量放设的施工边线驻位。
吹砂管采用直径300mm的铁管，铁管一端与软管连接，另一端为封闭式。铁管长8.5m，管上每隔1m均布布置直径10cm孔眼。吹砂管与锚艇绑定，施工时，通过锚艇控制吹砂管的位置，保证砂垫层厚度均匀一致。
4、测量控制
首先测量放设施工边界线，并设置水尺。吹砂前，测量原泥面标高和水位，根据典型施工确定的参数进行施工，施工过程中使用水砣勤移吹砂管，保证砂垫层厚度在规范允许范围内；同时勤测砂垫层顶面标高，达到要求后方可停止吹填，不足的区域通过调整吹砂管上孔眼大小进行补吹砂。
5、质量控制措施
1）铁管上的孔洞为斜向上45度，防止砂直接入水冲击泥面，降低泥砂混合层的厚度。由于中粗砂粒径大，在保证5%以下含泥量要求时，其流动性较差，施工时需将管上的孔洞调成水平，以满足吹填需求。
2）在吹填过程中勤测量，通过与原泥面标高对比可得出砂垫层吹填厚度，如出现局部厚度不够，可以通过调整铁管上的孔洞来进行补填。
3）吹填时，锚艇要拖动吹砂管勤移位，防止吹填厚度过厚，无法进行水下平整。
四、施工功效分析
根据施工统计数据显示，海砂垫层每小时可吹填300方，每天按12小时计，可施工3600方。中粗砂每小时可施工240方，每天按12小时计，可施工2880方。海砂垫层共计43024方，中粗砂垫层共计50929方，完成海砂垫层需12天，完成中粗砂垫层需18天，共计30天，本工艺不受下雨等天气影响，期间因大风天气，砂源无法保证，停工7天，共计用时37天。施工总体进度计划为2011年10月29日至2011年12月10日，工期为43天。本工艺施工进度满足总体进度计划要求。
五、砂垫层吹填工艺与其他工艺的比较
工艺1：皮带船施工工艺
以往施工时，大多采用皮带船施工，虽施工效率高，但是砂垫层施工质量无法保证。皮带船完成的砂垫层高差较大，厚度不均匀，砂垫层厚度偏薄部位，易对排水板的排水质量产生影响，造成地基处理不当，无法保证岸坡稳定性。 皮带船抛砂
工艺2：反铲挖掘机定点定量抛砂工艺
本工艺可确保砂垫层施工质量，但其施工效率较低，每艘驳船每天仅能完成1200方左右。在工期紧、任务量大时，为保证施工进度要求，需投入大量的船机设备，成本较高。
工艺3：砂垫层吹填工艺
本工程采取的砂垫层吹填工艺，吹填完成后，垫层较平整，施工质量较好，且施工进度可以满足工期要求，成本投入比反铲挖掘机定点定量抛砂工艺低。
反铲挖掘机定点定量抛砂工艺（工艺2）与吹填工艺（工艺3）机械投入使用成本比较：
船机设备
投入情况 反铲挖掘机定点定量抛砂工艺 吹填工艺 对比情况
方驳 3 0 两个工艺机械设备投入成本比较如下：
工艺2：
反铲挖掘机3台：12万元/月。
方驳3艘：45万元/月。
合计47万元/月。
工艺3：
泵船：35万元/月。
起锚艇：2万元/月。
合计37万元/月。
工艺3成本比工艺2成本节约10万元/月。本工程用时37天，节约的成本共计为：
。
挖掘机 3 0
泵船 0 1
交通艇 2 2
运沙船 4 4
起锚艇 0 1
六、结束语
砂垫层施工质量是地基处理中最重要的分项之一，直接影响地基处理效果的好与坏。若无法保证施工质量，将对岸坡稳定性造成重大影响。同时砂垫层施工进度也是制约施工整体进度的重要因素。进度滞后，排水板施工没有工作面，后期充填袋、抛石等分项就无法进行。
为了保证砂垫层施工能够满足施工要求，项目部进行多次工艺研讨，通过几种施工工艺比较，根据本工程施工特点，选定此施工工艺，并对工艺进行优化，制定本施工方案。解决了保质量，无法保进度，满足进度，无法保证质量的对立问题，顺利的完成了抛填砂垫层分项施工。
参考文献：《水运工程质量检验标准》JTS257-2008
《高桩码头设计与施工规范》JTS167-1-2010
《港口工程地基规范》JTS147-1-2010