圍堰完成前與吹填同步施工的實例分析

曾昊

摘 要：吹填施工一般被要求在相應的圍堰施工完成后進行，但在某些情況下，需要考慮在圍堰尚未完全形成前同步進行吹填施工，以達到加快整體施工進度、合理利用設備資源、節(jié)約成本等目的。但圍堰和吹填同步施工相比圍堰形成后進行吹填施工有以下三類問題需要注意：吹填料的流失、吹填對圍堰施工的影響、對環(huán)境保護的影響。文章以加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程為實例，分析這三類問題產(chǎn)生的原因，列舉應對的措施，論述其在某些條件下是可控的。

關鍵詞：吹填料的流失；圍堰施工同步；環(huán)境保護；沙壩；防污帷幕；水質(zhì)檢測

1 問題的提出

加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程的圍堰采用充填砂袋的結(jié)構(gòu)形式，吹填施工方式為耙吸船接管艏吹，業(yè)主委托美國柏克德公司負責項目管理，在環(huán)保、質(zhì)量方面要求很高。為了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工總體進度，施工方中交廣航局提出了沙袋圍堰完成前與吹填同步施工的方案：以該工程2區(qū)為例，其圍堰總長約1000米，在形成200米全斷面充填砂袋圍堰后即開始吹填施工，如圖1所示。施工方通過分析論證方案在吹填料流失、對圍堰施工的影響、環(huán)境保護三方面是可控的，使得業(yè)主批準實施該方案，此后的實踐也證明了該方案的合理性。

圖1 施工區(qū)吹填之前現(xiàn)狀圖

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管頭吹填料堆積與擴散范圍計算

吹填工程其吹填料流失控制的落腳點在于管頭吹填料的堆積與擴散的定量分析，工程采用中值粒徑D50范圍在0.25mm～0.50mm之間的吹填砂（含泥量<5%）。吹填設計標高為+4.0m（預留50cm沉降）。砂粒徑取最小0.25mm，查閱有關砂的堆積及土力學當中砂內(nèi)摩擦角圓弧滑動的相關知識，再結(jié)合吹填施工的經(jīng)驗得出自然堆積下該粒徑砂的邊坡比為1：10，如圖2中所示。在CAD軟件中進行簡易的建模，最后通過簡單的三角函數(shù)換算，堆積高度選取+4.0m，得出砂在達到不同的厚度時所能擴散的最大范圍為70m，為吹填管頭吹填料的擴散范圍，此范圍的得出并加上一個額外的距離。（本工程選擇30m）此距離的計算為吹填料的流失控制提供了管頭位置定量調(diào)整的理論依據(jù)。同時也對圍堰與吹填施工的互補提供了指導性數(shù)據(jù)。在文章中的3、4節(jié)均有應用。

圖2 吹填管頭擴散控制圖

2.2 沙壩的修筑與的應用

為了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用臨時充填砂袋分隔圍堰的方法，但其施工需要設備以及人員施工較為繁瑣。不利于在工期緊和安全要求較高的加蓬工程。采用修筑沙壩的方法同樣可以達到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙壩的施工設備只需一臺挖掘機便可完成沙壩的施工。壩體的斷面如圖3所示，壩頂高度應超過設計的吹填高度，坡比自然形成即可，為了防止沙壩的砂被吹填砂水混合物淘刷與侵蝕，在壩體的表面鋪上一層加厚塑料薄膜。鋪膜可以采用人工鋪設方式，沙壩坡腳的薄膜用吹填砂壓實即可，薄膜鋪設之后一般不能重復使用，故沙壩只鋪設有吹填砂水混合物沖刷的一側(cè)。

圖3 沙壩實際應用圖

3 圍堰與吹填施工的互補

3.1 充填砂袋圍堰的砂源提供

結(jié)合管頭吹填料的堆積和擴散范圍，可以推算出充填砂袋圍堰必須超過100米距離，但需考慮為吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可單方面的將吹填管頭與充填砂袋的距離拉遠，可按照充填砂袋設備中現(xiàn)有砂源和充填砂袋最大能夠達到的水力傳輸距離（但該距離必須大于100米）來確定管頭與充填砂袋的最大距離。根據(jù)圍堰施工的進度調(diào)整吹填管頭的走向，從而達到管頭的布設與延伸與充填砂袋的施工方向同步的效果。如圖4所示，充填砂袋圍堰與吹填同步施工的效果圖。既控制吹填料的流失，也可為充填砂袋圍堰的施工提供必備砂源。

圖4 圍堰與吹填同步施工效果圖

3.2 充填砂袋圍堰穩(wěn)定性的確保

確保充填砂袋圍堰的穩(wěn)定性分為兩個方面：后方回填砂的施工，分層吹填與分級堆載的控制。

回填砂的施工，充填砂袋圍堰全斷面形成300～500米距離以上后，為增加其對海浪拍打的抵抗該應及時對其后方進行回填砂的施工。同時避免吹填中產(chǎn)生的少量淤泥淤積在充填砂袋圍堰的后方，對其穩(wěn)定性造成影響，應盡快回填吹填砂。

分層吹填與分級堆載，投入挖掘機和推土機配合作業(yè)，控制充填砂袋后方堆載的厚度，進行分級堆載?？刂贫演d砂的坡腳線和反壓平臺的布置，避免由于吹填厚度過大，堆載高度過高而使對充填砂袋圍堰后方的應力過大，從而產(chǎn)生向海側(cè)方向滑移的可能。

4 環(huán)境的保護

4.1 防污帷幕的應用

工程對環(huán)境要求很高，主要體現(xiàn)在施工期間，吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)，懸浮物含量變化不超過150mg/L。由于沒有圍堰的遮擋，而在吹填的過程當中會出現(xiàn)懸浮物，為了解決這一問題，工程結(jié)合沙壩的位置布設了防污帷幕。防污帷幕由浮體、防污屏、鐵鏈、混凝土錨塊4部分組成。防污屏長度根據(jù)水深確定，高潮時防污屏底部距海床不超過0.5m，以確保其效果。為防止海浪損壞帷幕，帷幕長度不宜過長，通常500m～1000m為一段，根據(jù)工程情況確定其數(shù)量和布設的位置。帷幕應循壞利用，施工的過程中應注意保護帷幕。

4.2 水質(zhì)監(jiān)測

為了檢驗懸浮物的含量，引進了Loviband 水質(zhì)檢測儀，在吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)均勻的選擇了5個觀測點進行水質(zhì)檢測。檢測的頻率可由吹填和圍堰的施工進度情況決定。得到懸浮物的含量值。根據(jù)懸浮物的含量值對比吹填的施工方案，在懸浮物含量值變化達到70mg/L以上之后，需對吹填施工進行及時的調(diào)整，例如調(diào)整管頭位置，調(diào)整沙壩位置，降低吹填效能等。

5 結(jié)束語

以分析吹填管頭的砂量擴散為切入點，運用了沙壩修筑、圍堰與吹填施工的互補、設置防污帷幕、水質(zhì)檢測多種方法對吹填料的流失、圍堰的影響、環(huán)境的保護三類問題的可控性進行了論述。在加蓬工程中得到了充分論證及廣泛應用，并得到了業(yè)主和咨工的一致認同。為工程保證了施工進度，節(jié)約了工程成本。對其它圍堰施工與吹填施工同步進行的工程具有推廣的價值。

參考文獻

[1]呂國平，代占平.沙特扎瓦爾港口工程無圍堰吹填施工工藝[J]，專題策劃，2009.

[2] 黎宗耿，青島前灣港區(qū)無圍堰吹填砂施工[J]天津航道局設計研究所，2006.

摘 要：吹填施工一般被要求在相應的圍堰施工完成后進行，但在某些情況下，需要考慮在圍堰尚未完全形成前同步進行吹填施工，以達到加快整體施工進度、合理利用設備資源、節(jié)約成本等目的。但圍堰和吹填同步施工相比圍堰形成后進行吹填施工有以下三類問題需要注意：吹填料的流失、吹填對圍堰施工的影響、對環(huán)境保護的影響。文章以加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程為實例，分析這三類問題產(chǎn)生的原因，列舉應對的措施，論述其在某些條件下是可控的。

關鍵詞：吹填料的流失；圍堰施工同步；環(huán)境保護；沙壩；防污帷幕；水質(zhì)檢測

1 問題的提出

加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程的圍堰采用充填砂袋的結(jié)構(gòu)形式，吹填施工方式為耙吸船接管艏吹，業(yè)主委托美國柏克德公司負責項目管理，在環(huán)保、質(zhì)量方面要求很高。為了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工總體進度，施工方中交廣航局提出了沙袋圍堰完成前與吹填同步施工的方案：以該工程2區(qū)為例，其圍堰總長約1000米，在形成200米全斷面充填砂袋圍堰后即開始吹填施工，如圖1所示。施工方通過分析論證方案在吹填料流失、對圍堰施工的影響、環(huán)境保護三方面是可控的，使得業(yè)主批準實施該方案，此后的實踐也證明了該方案的合理性。

圖1 施工區(qū)吹填之前現(xiàn)狀圖

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管頭吹填料堆積與擴散范圍計算

吹填工程其吹填料流失控制的落腳點在于管頭吹填料的堆積與擴散的定量分析，工程采用中值粒徑D50范圍在0.25mm～0.50mm之間的吹填砂（含泥量<5%）。吹填設計標高為+4.0m（預留50cm沉降）。砂粒徑取最小0.25mm，查閱有關砂的堆積及土力學當中砂內(nèi)摩擦角圓弧滑動的相關知識，再結(jié)合吹填施工的經(jīng)驗得出自然堆積下該粒徑砂的邊坡比為1：10，如圖2中所示。在CAD軟件中進行簡易的建模，最后通過簡單的三角函數(shù)換算，堆積高度選取+4.0m，得出砂在達到不同的厚度時所能擴散的最大范圍為70m，為吹填管頭吹填料的擴散范圍，此范圍的得出并加上一個額外的距離。（本工程選擇30m）此距離的計算為吹填料的流失控制提供了管頭位置定量調(diào)整的理論依據(jù)。同時也對圍堰與吹填施工的互補提供了指導性數(shù)據(jù)。在文章中的3、4節(jié)均有應用。

圖2 吹填管頭擴散控制圖

2.2 沙壩的修筑與的應用

為了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用臨時充填砂袋分隔圍堰的方法，但其施工需要設備以及人員施工較為繁瑣。不利于在工期緊和安全要求較高的加蓬工程。采用修筑沙壩的方法同樣可以達到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙壩的施工設備只需一臺挖掘機便可完成沙壩的施工。壩體的斷面如圖3所示，壩頂高度應超過設計的吹填高度，坡比自然形成即可，為了防止沙壩的砂被吹填砂水混合物淘刷與侵蝕，在壩體的表面鋪上一層加厚塑料薄膜。鋪膜可以采用人工鋪設方式，沙壩坡腳的薄膜用吹填砂壓實即可，薄膜鋪設之后一般不能重復使用，故沙壩只鋪設有吹填砂水混合物沖刷的一側(cè)。

圖3 沙壩實際應用圖

3 圍堰與吹填施工的互補

3.1 充填砂袋圍堰的砂源提供

結(jié)合管頭吹填料的堆積和擴散范圍，可以推算出充填砂袋圍堰必須超過100米距離，但需考慮為吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可單方面的將吹填管頭與充填砂袋的距離拉遠，可按照充填砂袋設備中現(xiàn)有砂源和充填砂袋最大能夠達到的水力傳輸距離（但該距離必須大于100米）來確定管頭與充填砂袋的最大距離。根據(jù)圍堰施工的進度調(diào)整吹填管頭的走向，從而達到管頭的布設與延伸與充填砂袋的施工方向同步的效果。如圖4所示，充填砂袋圍堰與吹填同步施工的效果圖。既控制吹填料的流失，也可為充填砂袋圍堰的施工提供必備砂源。

圖4 圍堰與吹填同步施工效果圖

3.2 充填砂袋圍堰穩(wěn)定性的確保

確保充填砂袋圍堰的穩(wěn)定性分為兩個方面：后方回填砂的施工，分層吹填與分級堆載的控制。

回填砂的施工，充填砂袋圍堰全斷面形成300～500米距離以上后，為增加其對海浪拍打的抵抗該應及時對其后方進行回填砂的施工。同時避免吹填中產(chǎn)生的少量淤泥淤積在充填砂袋圍堰的后方，對其穩(wěn)定性造成影響，應盡快回填吹填砂。

分層吹填與分級堆載，投入挖掘機和推土機配合作業(yè)，控制充填砂袋后方堆載的厚度，進行分級堆載。控制堆載砂的坡腳線和反壓平臺的布置，避免由于吹填厚度過大，堆載高度過高而使對充填砂袋圍堰后方的應力過大，從而產(chǎn)生向海側(cè)方向滑移的可能。

4 環(huán)境的保護

4.1 防污帷幕的應用

工程對環(huán)境要求很高，主要體現(xiàn)在施工期間，吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)，懸浮物含量變化不超過150mg/L。由于沒有圍堰的遮擋，而在吹填的過程當中會出現(xiàn)懸浮物，為了解決這一問題，工程結(jié)合沙壩的位置布設了防污帷幕。防污帷幕由浮體、防污屏、鐵鏈、混凝土錨塊4部分組成。防污屏長度根據(jù)水深確定，高潮時防污屏底部距海床不超過0.5m，以確保其效果。為防止海浪損壞帷幕，帷幕長度不宜過長，通常500m～1000m為一段，根據(jù)工程情況確定其數(shù)量和布設的位置。帷幕應循壞利用，施工的過程中應注意保護帷幕。

4.2 水質(zhì)監(jiān)測

為了檢驗懸浮物的含量，引進了Loviband 水質(zhì)檢測儀，在吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)均勻的選擇了5個觀測點進行水質(zhì)檢測。檢測的頻率可由吹填和圍堰的施工進度情況決定。得到懸浮物的含量值。根據(jù)懸浮物的含量值對比吹填的施工方案，在懸浮物含量值變化達到70mg/L以上之后，需對吹填施工進行及時的調(diào)整，例如調(diào)整管頭位置，調(diào)整沙壩位置，降低吹填效能等。

5 結(jié)束語

以分析吹填管頭的砂量擴散為切入點，運用了沙壩修筑、圍堰與吹填施工的互補、設置防污帷幕、水質(zhì)檢測多種方法對吹填料的流失、圍堰的影響、環(huán)境的保護三類問題的可控性進行了論述。在加蓬工程中得到了充分論證及廣泛應用，并得到了業(yè)主和咨工的一致認同。為工程保證了施工進度，節(jié)約了工程成本。對其它圍堰施工與吹填施工同步進行的工程具有推廣的價值。

參考文獻

[1]呂國平，代占平.沙特扎瓦爾港口工程無圍堰吹填施工工藝[J]，專題策劃，2009.

[2] 黎宗耿，青島前灣港區(qū)無圍堰吹填砂施工[J]天津航道局設計研究所，2006.

摘 要：吹填施工一般被要求在相應的圍堰施工完成后進行，但在某些情況下，需要考慮在圍堰尚未完全形成前同步進行吹填施工，以達到加快整體施工進度、合理利用設備資源、節(jié)約成本等目的。但圍堰和吹填同步施工相比圍堰形成后進行吹填施工有以下三類問題需要注意：吹填料的流失、吹填對圍堰施工的影響、對環(huán)境保護的影響。文章以加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程為實例，分析這三類問題產(chǎn)生的原因，列舉應對的措施，論述其在某些條件下是可控的。

關鍵詞：吹填料的流失；圍堰施工同步；環(huán)境保護；沙壩；防污帷幕；水質(zhì)檢測

1 問題的提出

加蓬利伯維爾摩爾港吹填工程的圍堰采用充填砂袋的結(jié)構(gòu)形式，吹填施工方式為耙吸船接管艏吹，業(yè)主委托美國柏克德公司負責項目管理，在環(huán)保、質(zhì)量方面要求很高。為了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工總體進度，施工方中交廣航局提出了沙袋圍堰完成前與吹填同步施工的方案：以該工程2區(qū)為例，其圍堰總長約1000米，在形成200米全斷面充填砂袋圍堰后即開始吹填施工，如圖1所示。施工方通過分析論證方案在吹填料流失、對圍堰施工的影響、環(huán)境保護三方面是可控的，使得業(yè)主批準實施該方案，此后的實踐也證明了該方案的合理性。

圖1 施工區(qū)吹填之前現(xiàn)狀圖

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管頭吹填料堆積與擴散范圍計算

吹填工程其吹填料流失控制的落腳點在于管頭吹填料的堆積與擴散的定量分析，工程采用中值粒徑D50范圍在0.25mm～0.50mm之間的吹填砂（含泥量<5%）。吹填設計標高為+4.0m（預留50cm沉降）。砂粒徑取最小0.25mm，查閱有關砂的堆積及土力學當中砂內(nèi)摩擦角圓弧滑動的相關知識，再結(jié)合吹填施工的經(jīng)驗得出自然堆積下該粒徑砂的邊坡比為1：10，如圖2中所示。在CAD軟件中進行簡易的建模，最后通過簡單的三角函數(shù)換算，堆積高度選取+4.0m，得出砂在達到不同的厚度時所能擴散的最大范圍為70m，為吹填管頭吹填料的擴散范圍，此范圍的得出并加上一個額外的距離。（本工程選擇30m）此距離的計算為吹填料的流失控制提供了管頭位置定量調(diào)整的理論依據(jù)。同時也對圍堰與吹填施工的互補提供了指導性數(shù)據(jù)。在文章中的3、4節(jié)均有應用。

圖2 吹填管頭擴散控制圖

2.2 沙壩的修筑與的應用

為了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用臨時充填砂袋分隔圍堰的方法，但其施工需要設備以及人員施工較為繁瑣。不利于在工期緊和安全要求較高的加蓬工程。采用修筑沙壩的方法同樣可以達到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙壩的施工設備只需一臺挖掘機便可完成沙壩的施工。壩體的斷面如圖3所示，壩頂高度應超過設計的吹填高度，坡比自然形成即可，為了防止沙壩的砂被吹填砂水混合物淘刷與侵蝕，在壩體的表面鋪上一層加厚塑料薄膜。鋪膜可以采用人工鋪設方式，沙壩坡腳的薄膜用吹填砂壓實即可，薄膜鋪設之后一般不能重復使用，故沙壩只鋪設有吹填砂水混合物沖刷的一側(cè)。

圖3 沙壩實際應用圖

3 圍堰與吹填施工的互補

3.1 充填砂袋圍堰的砂源提供

結(jié)合管頭吹填料的堆積和擴散范圍，可以推算出充填砂袋圍堰必須超過100米距離，但需考慮為吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可單方面的將吹填管頭與充填砂袋的距離拉遠，可按照充填砂袋設備中現(xiàn)有砂源和充填砂袋最大能夠達到的水力傳輸距離（但該距離必須大于100米）來確定管頭與充填砂袋的最大距離。根據(jù)圍堰施工的進度調(diào)整吹填管頭的走向，從而達到管頭的布設與延伸與充填砂袋的施工方向同步的效果。如圖4所示，充填砂袋圍堰與吹填同步施工的效果圖。既控制吹填料的流失，也可為充填砂袋圍堰的施工提供必備砂源。

圖4 圍堰與吹填同步施工效果圖

3.2 充填砂袋圍堰穩(wěn)定性的確保

確保充填砂袋圍堰的穩(wěn)定性分為兩個方面：后方回填砂的施工，分層吹填與分級堆載的控制。

回填砂的施工，充填砂袋圍堰全斷面形成300～500米距離以上后，為增加其對海浪拍打的抵抗該應及時對其后方進行回填砂的施工。同時避免吹填中產(chǎn)生的少量淤泥淤積在充填砂袋圍堰的后方，對其穩(wěn)定性造成影響，應盡快回填吹填砂。

分層吹填與分級堆載，投入挖掘機和推土機配合作業(yè)，控制充填砂袋后方堆載的厚度，進行分級堆載?？刂贫演d砂的坡腳線和反壓平臺的布置，避免由于吹填厚度過大，堆載高度過高而使對充填砂袋圍堰后方的應力過大，從而產(chǎn)生向海側(cè)方向滑移的可能。

4 環(huán)境的保護

4.1 防污帷幕的應用

工程對環(huán)境要求很高，主要體現(xiàn)在施工期間，吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)，懸浮物含量變化不超過150mg/L。由于沒有圍堰的遮擋，而在吹填的過程當中會出現(xiàn)懸浮物，為了解決這一問題，工程結(jié)合沙壩的位置布設了防污帷幕。防污帷幕由浮體、防污屏、鐵鏈、混凝土錨塊4部分組成。防污屏長度根據(jù)水深確定，高潮時防污屏底部距海床不超過0.5m，以確保其效果。為防止海浪損壞帷幕，帷幕長度不宜過長，通常500m～1000m為一段，根據(jù)工程情況確定其數(shù)量和布設的位置。帷幕應循壞利用，施工的過程中應注意保護帷幕。

4.2 水質(zhì)監(jiān)測

為了檢驗懸浮物的含量，引進了Loviband 水質(zhì)檢測儀，在吹填區(qū)邊界100米范圍內(nèi)均勻的選擇了5個觀測點進行水質(zhì)檢測。檢測的頻率可由吹填和圍堰的施工進度情況決定。得到懸浮物的含量值。根據(jù)懸浮物的含量值對比吹填的施工方案，在懸浮物含量值變化達到70mg/L以上之后，需對吹填施工進行及時的調(diào)整，例如調(diào)整管頭位置，調(diào)整沙壩位置，降低吹填效能等。

5 結(jié)束語

以分析吹填管頭的砂量擴散為切入點，運用了沙壩修筑、圍堰與吹填施工的互補、設置防污帷幕、水質(zhì)檢測多種方法對吹填料的流失、圍堰的影響、環(huán)境的保護三類問題的可控性進行了論述。在加蓬工程中得到了充分論證及廣泛應用，并得到了業(yè)主和咨工的一致認同。為工程保證了施工進度，節(jié)約了工程成本。對其它圍堰施工與吹填施工同步進行的工程具有推廣的價值。

參考文獻

[1]呂國平，代占平.沙特扎瓦爾港口工程無圍堰吹填施工工藝[J]，專題策劃，2009.

[2] 黎宗耿，青島前灣港區(qū)無圍堰吹填砂施工[J]天津航道局設計研究所，2006.