淺談吹填砂工藝在沿海道路施工中的應(yīng)用

胡 利

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

1 工程概況

Ekeremor-Agge公路項(xiàng)目是尼日利亞巴耶爾薩州的西部Senatorial道路的一部分，主線長(zhǎng)約53.743km，NDORO連接線長(zhǎng)約1.717km，道路總長(zhǎng)約為55.460km。其中路基總長(zhǎng)為54.015km，橋梁總長(zhǎng)為1.445km。設(shè)計(jì)速度暫擬定80km/h。項(xiàng)目工地位于尼日利亞尼日爾河三角洲地區(qū)，屬于典型的尼日爾河三角洲環(huán)境，該地區(qū)下面是貝寧地質(zhì)構(gòu)造的沿海平原砂子。貝寧構(gòu)造是最接近于尼日爾三角洲的三個(gè)巖石地層單位，特點(diǎn)是具有頁(yè)巖夾層的砂巖，這些頁(yè)巖夾層是粗粒的，有時(shí)是不佳級(jí)配和次棱角狀的細(xì)顆粒的，帶有泥炭夾雜物的痕跡。

2 吹砂填筑路基

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)狀況，沿線大部分地區(qū)水位高于地面較大且受潮汐的影響，對(duì)路基安全穩(wěn)定性要求高，故選擇采用碼袋圍堰吹填砂填筑法。

2.1 選砂要求

路基回填砂采用潔凈中細(xì)砂吹填并灌水振實(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，在路基軸線0.3～5km以外的外江有大片河流，該砂質(zhì)地堅(jiān)硬，可供吹砂填筑使用。砂宜選擇中細(xì)砂，粗砂不易吹填，粉砂容易液化。

2.2 主要設(shè)備

主要設(shè)備:泵砂船，泵砂機(jī)，柴油加壓泵，輸砂管、駁船等。

2.3 吹砂船定位及安裝輸砂管

根據(jù)料場(chǎng)規(guī)劃和施工安排的順序，首先把吹砂船停放在碼頭定位拋錨，根據(jù)線路的走向，沿路中線敷設(shè)輸砂管。輸砂管線是挖砂船輸送砂泥漿到吹填區(qū)內(nèi)的管道線路，主要包括:陸上管線(包括管架線)、水上管線(即浮管)及水下管線(即潛管)三種。在可能情況下，應(yīng)盡量減少使用水上吹砂管線。在施工進(jìn)程中吹砂管線應(yīng)有自然彎曲的足夠長(zhǎng)度，水陸管線相接處設(shè)置平臺(tái)，采用柔性接頭，使水陸管線平順相接，平臺(tái)的位置和標(biāo)高要能適應(yīng)潮差和水位升降的變化。輸砂管安裝前認(rèn)真檢查，腐蝕嚴(yán)重的、有缺口的都不能使用，接口要牢固，避免漏砂和漏水;岸上輸砂管安裝好以后，再安裝水上和水下的吸砂管。輸砂管出口居中布置于吹填區(qū)內(nèi)，采用端進(jìn)法吹填直至吹填倉(cāng)末端;剛開始吹填時(shí)，應(yīng)從低處往高處逐層水平吹填。

2.4 砂料場(chǎng)規(guī)劃

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及施工條件的要求，在合理選擇壓實(shí)機(jī)具的基礎(chǔ)上，經(jīng)試驗(yàn)確定砂填料含水量控制范圍、鋪土厚度和壓實(shí)遍數(shù)等參數(shù)，本工程壓實(shí)機(jī)具擬選用12t振動(dòng)壓路機(jī)，對(duì)于邊角地帶振動(dòng)碾壓實(shí)不到的部位采用5.5kW振動(dòng)夯板輔助碾壓密實(shí)。

本標(biāo)段工程路基軸線1～5km以外有大片沙灘可供開采使用，根據(jù)料場(chǎng)的具體位置和填筑砂的方向程序，砂場(chǎng)開采采用平行路基軸線方向進(jìn)行連續(xù)循環(huán)開采作業(yè)。吹砂船停泊就位剛開始吹砂時(shí)，選擇水面高程較高的潮水位開始泊船吹砂，以滿足吹砂船的水面和水深要求。然后安裝吹砂設(shè)備及輸砂管道吹砂。當(dāng)吹砂船的取砂點(diǎn)距施工碼頭距離較遠(yuǎn)時(shí)，挖砂船將砂挖至駁船上，再由駁船將砂運(yùn)至碼頭附近泊船，再安排吹砂船向駁船中注水抽砂至輸砂管，輸送至路基區(qū)域。

2.5 施工工藝流程

圖1 吹填路基斷面施工工藝流程

2.6 施工方案

首先在路堤外邊坡做一道砂袋的縱向圍堰，并在每隔500m做一道橫向砂袋圍堰進(jìn)行分區(qū)段分隔，然后逐層上升至吹砂設(shè)計(jì)高程。對(duì)于水面高于地面路段的區(qū)域，按圖1吹填路基斷面方式一進(jìn)行吹填施工。管道口在每一吹填砂道的橫斷面中心出砂，使其往四面出砂(前進(jìn)時(shí)是往三面出砂)，施工區(qū)域內(nèi)配備足夠平整砂面人員，做好砂水自然流動(dòng)，使其形成較平的平面，以增強(qiáng)吹砂的密實(shí)度。在吹砂排水時(shí)，在縱、橫向圍堰的區(qū)段內(nèi)，使水深達(dá)60cm深左右，再利用泄水口排出。圍水灌砂是保證每層砂充分灌水密實(shí)的有力措施之一，在縱向圍堰的區(qū)段每隔20～30m設(shè)置一個(gè)泄水口和臨時(shí)急流槽，鋪設(shè)不透水的塑料布把吹砂帶來(lái)的泥水引向路堤腳外的沉淀池，以保護(hù)邊坡不被沖刷破壞。必要時(shí)可配備抽水機(jī)排水。對(duì)于自然地面稍高于河面路段的區(qū)域，按照?qǐng)D2吹填路基斷面方式二進(jìn)行吹填施工，路基區(qū)域內(nèi)均采用砂袋吹填。對(duì)于吹砂設(shè)備距離路基較遠(yuǎn)，無(wú)法將砂吹送至路基的路段，按照?qǐng)D3吹填路基斷面方式三進(jìn)行吹填施工，先將砂吹送至河岸邊的砂料堆場(chǎng)，然后鋪設(shè)臨時(shí)施工便道連至路基。挖機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械在砂料堆場(chǎng)將砂料裝至自卸車，自卸車通過臨時(shí)施工便道將砂料運(yùn)至路基進(jìn)行填筑。

由于在進(jìn)行吹填時(shí)排水量較大，故必須做好牢固的排水溝渠，在施工中排水溝底部寬度1m，溝斜墻寬1m，高1.5m，用編織袋灌砂礫人工筑起，溝底鋪設(shè)3層彩條布(若使用半截鐵皮油桶作排水溝底效果更好)保證流水暢通，將水排入沉淀池內(nèi)(面積約3 000m2)，沉淀后通過排水溝流入江中，防止河道、溝渠淤積。

采用全幅進(jìn)行吹填。吹填由一端向另一端采用分段推進(jìn)，一段吹完以后，接長(zhǎng)管道吹填下一段，邊接管邊前移，直到吹完一層。每完成一層吹填砂后，待砂層干水后應(yīng)將表面的泥皮清除干凈，并整修工作面。

圖2 吹填路基斷面圖一

圖3 吹填路基斷面圖二

當(dāng)路堤高度小于2m時(shí)，可作一次吹填，當(dāng)路堤高度大于2m時(shí)，應(yīng)分層吹填，分層吹填的厚度一般為1～2m。作業(yè)時(shí)，設(shè)立吹砂管口、圍堰、管線、施工船舶等方面的通訊聯(lián)絡(luò)網(wǎng)。加強(qiáng)管道、砂堤巡查，掌握吹填進(jìn)展趨勢(shì)，統(tǒng)籌安排水上、陸上施工，適時(shí)調(diào)度吹填區(qū)輪流作業(yè)，提高吹砂機(jī)船使用率。吹填標(biāo)高控制，測(cè)量標(biāo)樁擬30m×30m設(shè)一標(biāo)樁，采用木樁。填筑路堤過程中，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)求要控制壓實(shí)度。

圖4 吹填路基斷面圖三

2.7 平整及碾壓

平整盡量采用在吹填時(shí)水流自流形式，配備人工平整方式，以確保吹填砂排水固結(jié)后不再受擾動(dòng)。但在吹填自流砂邊坡達(dá)不到平面平整度要求時(shí)，還需進(jìn)行平整，平整采用SD-320型推土機(jī)平整，厚度不大于1m，平整時(shí)盡量減少對(duì)下層砂的擾動(dòng)。

在經(jīng)過推土機(jī)推平的砂料或排水時(shí)間較長(zhǎng)的砂，必須經(jīng)過充分灌水，灌水采用吹砂船吹水的方式進(jìn)行。待充分濕潤(rùn)且排水固結(jié)后再進(jìn)行碾壓。當(dāng)吹填砂排水固結(jié)后，在適宜的含水量范圍內(nèi)，必須馬上進(jìn)行碾壓，以確保碾壓質(zhì)量。碾壓機(jī)械采用12t振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)在6～8遍(具體由試驗(yàn)確定)。碾壓采用平行軸線方向進(jìn)行，先靜碾2遍，然后再振碾，對(duì)邊角碾壓不到的地方，采用5.5kW電動(dòng)振動(dòng)夯板夯振2遍。

2.8 檢驗(yàn)

當(dāng)每層施工完成后，對(duì)吹填砂進(jìn)行填筑質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)其壓實(shí)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)其壓實(shí)度滿足要求后，才能進(jìn)行下一工序的施工。在每層施工符合要求并經(jīng)驗(yàn)收后，盡快安排水穩(wěn)層等路面結(jié)構(gòu)施工，以減少其他機(jī)械上堤對(duì)填筑體的擾動(dòng)破壞，保持其密實(shí)性。

3 結(jié)語(yǔ)

Ekeremor～Agge公路項(xiàng)目路基施工采用吹填砂技術(shù)，節(jié)省了大量人力物力，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)踐證明，在解決沿江湖河海地區(qū)大面積填土問題時(shí)，吹砂填方是一種有效而實(shí)用的處理方法。

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