大面积海滨滩涂区域吹砂成陆施工技术
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【摘要】近年来，随着沿海各地港口、园区建设的高速发展，土地资源稀缺已逐渐成为制约地区发展的重要瓶颈，吹沙成陆为解决土地资源稀缺这一问题提供了新的思路与途径，本文结合施工现场的地质情况，总结了大面积海滨滩涂区域吹砂成陆技术，供类似工程参考。
【关键词】吸砂船运砂船吹砂船排泥管泥浆泵分层吹填
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
某大型省运会场馆项目拟建场地属于滨海滩涂区，原为水塘及浅滩，地表90%左右面积为淤泥覆盖，淤泥层厚度0.50～12.20m，平均厚度4.73m。原自然地面高程为－1.0m ～ ＋4.5m高程。按项目建设规划，场地高程需全部吹填堆高到＋4.5m高程，吹填总面积达到192万m2。
整个吹填施工分为A1标段、A2标段、B1标段、B2标段、C标段和D标段六个吹填区，以下是各个标段吹填面积、吹填量和围堰量汇总表：
表1各标段吹填面积、吹填量和围堰量汇总
2、主要设备机械
本工程拟投入的主要设备机械如下表所示。
表2拟投入本工程的施工机械设备
3、劳动力投入
根据本工程的工程量、工期及施工工艺特点和要求，将吹填工程划分为三个施工区域，A1、A2及B1标段为1区，B2、C及D标段为2区，拟组织成立3个专业施工队进行吹填施工，任务分工情况如下：
（1）施工一队
负责1区的吹填施工，主要包过吸砂、运砂和吹填，同时做好临时排水口的施工，参与施工人员50人(含管线安拆工人)，配备500m³/h中型吹砂船2艘、250m³/h吸砂船4艘，800-1000t的运砂船4艘(含备用1艘)。
（2）施工二队
负责2区的吹填施工，主要包过吸砂、运砂和吹填，同时做好临时排水口的施工。参与施工人员50人(含管线安拆工人)配备500m³/h中型吹砂船2艘，250m³/h吸砂船4艘，800-1000t的运砂船4艘(含备用1艘)。
（3）施工三队
负责整个区域的临时围堰工作，安排挖掘机4台，主要包过吹填区域的临时拦坝和维护，参与施工人员30人。
4、主要施工工艺
本工程工作量大，既有水上施工，又有滩地作业，因此应根据工程所在地水位、流速、雾、雨等水文气象资料，认真进行施工组织部署，以下是吹砂成陆技术具体操作流程。
施工采用“吸砂—运砂—吹填”的转运方案，将采用砂设备开采的砂料装船运到施工区，接吹砂船上输泥泵进行吹填，吹砂船先用自发电，后接岸电。
取砂场吸砂施工
本工程砂源来自施工区域内外约24km的料场，用250m³/h吸砂船，通过管道输送到运砂船内。吸砂船就位前，先在预定位置上放置浮漂或标记，便于吸砂船就位，就位后用抛锚艇抛锚，待管道连接完成后准备试生产。吸砂船在指定的料场取砂，砂源取砂厚度控制在10m以内，250m³/h吸砂浓度可达30-40％。
运砂船运输
800-1000t运砂船抵靠在吸砂船后，由吸砂船将砂直接送到运砂船内，运砂船与过往船只交汇后，然后顶水抵靠到吹砂船边上。
吹填区域围堰施工
本工程吹填面积大，为保证吹填时准确达到吹填设计高程，需设立围堰对吹填进行分区。根据本工程现场地形实际情况，本工程围堰分为A1标段、A2标段、B1标段、B2标段、C标段和D标段六个区域，六个区域围堰数据表及横断面图如下。
表3吹填围堰数据表
排水水门施工
在围堰施工时预先布设排水水门和排水管，拟采用钢质箱式水门，水门箱底按照2根700mm钢质排水管，外侧抛石护堤，水门箱顶标高高出设计吹填标高0.5m，排水口底标高在中潮位位置，水门箱内侧闸板控制吹填区内水位。
吹砂船吹填作业
1）吹砂管线安装
浮管先组装成段，每段长约200m，然后在平潮位时托运至现场拼接，为防止涨落潮和风浪对浮管的影响，浮管上每隔100m抛设管子锚加以固定，涨、落水锚间隔布设。浮管布置呈近似流线型弯曲，不可形成死弯，浮管在重载之下仍露出水面之上，以便维修。
岸管铺设按指定好的管线走向，沿吹填区围堰预先铺设，吹填区内分支管线拼接延伸，根据吹填区的面积和吹填土自然流淌坡降确定，整个管线和接头不得漏泥、漏水，发现泄漏，应及时修补或更换。
2）吹填
根据现场吹填区地形及地质情况，从远离排水口的吹填区东南侧开始吹填，逐渐向西北方向水门处推进。根据疏浚土质，为防止吹填出现淤泥包和确保围堰安全，在施工期间加强对围堰稳定性的观测，并采用分层吹填，严禁排砂口正对围堰吹填，距离保持在50m以上。
运砂船抵靠到吹砂船后，吹砂船上的泥浆泵通过电动葫芦吊至运砂船内，同时开动4台泥浆泵，将砂船内的砂料冲搅成悬浊液，再开动吹砂船上的大功率吹砂泵，通过管道输送到吹填位置。在吹砂船输送管道出口处，用木杆或竹竿架设三角支架，将管道出口架设在三角架上，同时将大直径排泥管道终端分成三道四股小管，扩大沙浆喷射范围，向几个不同方向喷出沙浆，这样，每股喷口对淤泥层的扰动减小，避免了淤泥包的产生，而且对吹填平整度的控制有利，提高吹填平整度，便于吹填砂找平。
5、施工操作要点
（1）吹填时遵循“由里到外、由低到高，从中间向两侧分层吹填、相互依托”的原则进行施工，首先保证临时围堰附近范围内的吹填，采用“后退进占”法进行吹填，吹填时分层吹填砂，以避免形成淤泥包，尽量减少吹填沙浆对原地表淤泥层的扰动。
分层吹填沙的第一层吹填厚度至关重要，一般控制在0.5米至1.0米之间，第二层及以上吹填厚度一般按1.5米至2.0米进行控制，具体每层吹填厚度结合典型施工结果确定。在吹沙过程中，通过人工踩沙调整沙水混合物的流向以控制局部吹填的平整度。
（2）吹填标高控制
在吹填区内和吹砂口处四周插标杆，在标杆上标注设计吹填标高，正确预留超高值通过施工中沉降观测和吹填土取样固结压缩率试验结果确定。一旦吹填标高达到预留超高位置，及时延伸吹填管线。施工时根据实际吹填土的成陆情况布设分支管线，分支管线间隔距离根据吹填土的自然流淌坡降确定，根据吹填土质定为100-150m。吹填时排砂口严禁正对围堰吹填，距离保持在50m以上。吹填区内水位由排水水门闸板控制，随吹填泥面的增高而逐渐加高，一般高出吹填泥面0.2m，直至吹填至设计吹填标高。
6、结束语
该项目大面积海滨滩涂区域吹沙成陆施工， 2010年7月开始， 2010年12月施工至交工标高，吹填砂555.5万m3。该技术的成功应用得到了建设单位及监理单位的一致认可，为项目后期工作的开展创造了有利条件。
[参考文献]
[1]郭素明；淤泥质滩涂吹沙成陆施工工法[J]；工业建筑；2012年01期
[作者简介]
杨济慈，男，1988出生，湖南益阳人，中国建筑第八工程局有限公司，助工。
何震华，男，1980出生，四川人南充，中国建筑第八工程局有限公司，工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。