復(fù)雜場(chǎng)地長(zhǎng)距離吹砂施工技術(shù)

劉熱強(qiáng)（廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司，廣東 廣州 510500）

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復(fù)雜場(chǎng)地長(zhǎng)距離吹砂施工技術(shù)

劉熱強(qiáng)
（廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司，廣東 廣州 510500）

摘 要：針對(duì)東莞市城市快速軌道東城車(chē)輛段場(chǎng)地平整吹填砂施工面臨的大面積、復(fù)雜場(chǎng)地、長(zhǎng)距離的技術(shù)難題，通過(guò)科學(xué)設(shè)置吹砂泵船、正確選擇吹砂管線材料、合理鋪設(shè)管線、根據(jù)實(shí)際確定管材接頭形式和增設(shè)加壓泵、合理配置相關(guān)設(shè)備等研制出一套長(zhǎng)距離吹砂系統(tǒng)，再通過(guò)科學(xué)安排、嚴(yán)格控制等手段付諸于施工實(shí)踐，有效解決了吹填砂長(zhǎng)距離壓力消減而造成的吹填出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長(zhǎng)的技術(shù)難題且施工質(zhì)量有保證，保證了合同工期，使企業(yè)產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為同類(lèi)型項(xiàng)目施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大面積；復(fù)雜；長(zhǎng)距離；吹砂

吹砂施工技術(shù)多用于河湖密集的地區(qū)及沿海地區(qū)，其方法是將河砂或天然海砂通過(guò)吹砂管道抽取至填高地段進(jìn)行填筑，具有不受雨季影響、成本低、填筑快、受外界干擾小等優(yōu)點(diǎn)［1-3］。隨著我國(guó)沿海地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，傳統(tǒng)的吹砂施工技術(shù)亟待更新。吹填用土質(zhì)地不均勻、透水性能弱、排水固結(jié)差［4］，針對(duì)這類(lèi)地基的處理方法也成為亟待解決的問(wèn)題，張?jiān)谥业龋?］基于某路基施工工程，闡述了湖區(qū)高填方路基吹砂填筑施工的方法和綜合效益；孫衛(wèi)平等［6］著眼于長(zhǎng)距離吹砂的技術(shù)難題，分析了影響吹砂效率的主要因素，并提出了優(yōu)化方案，但吹砂施工技術(shù)因具體工程而異，針對(duì)具體地質(zhì)條件的施工工藝有待進(jìn)一步探討。本文基于東莞市城市快速軌道交通R2線工程，提出了一套“長(zhǎng)距離吹砂系統(tǒng)”，有效解決了長(zhǎng)距離吹砂出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長(zhǎng)的技術(shù)難題。

1　工程概況

1.1工程基本情況

東莞市城市快速軌道交通 R2線工程?hào)|城車(chē)輛段與綜合基地±0.00以下工程位于東莞市東城區(qū)及茶山鎮(zhèn)交界處，段址北側(cè)有茶山環(huán)城道路和污水處理廠，東南側(cè)有變電站和坑口排站，南側(cè)臨寒溪河。

段址屬東江三角洲平原區(qū)，地勢(shì)較平坦，為大面積魚(yú)塘分布區(qū)，有少量房屋。地面高程 2～ 8m，地面標(biāo)高平均為4.2m，魚(yú)塘水深平均2.0m。吹砂填筑高度為 7.5m～9m，分四～五級(jí)進(jìn)行施工，其中超載預(yù)壓超填高度為1.5～2.5m。本工程吹填總面積約 409000m2，吹填砂方量約2970000m3，其中 3m～4m高程砂墊層采用汽車(chē)運(yùn)輸填中粗砂，約400000m3，其余填中細(xì)砂。

1.2場(chǎng)地功能及吹砂分區(qū)

（1）根據(jù)場(chǎng)地功能和地質(zhì)情況，整個(gè)場(chǎng)區(qū)分為廠前區(qū)和道床區(qū)。廠前區(qū)分 10個(gè)預(yù)壓施工區(qū)域，道床區(qū)分11個(gè)預(yù)壓施工區(qū)域。

（2）按照設(shè)計(jì)要求，整個(gè)場(chǎng)區(qū)又分為先填區(qū)和后填區(qū)。后填區(qū)主要為預(yù)留發(fā)展用地和牽出線區(qū)域，從 4.0m標(biāo)高后開(kāi)始，預(yù)留發(fā)展用地約48000m2，牽出線區(qū)域約4500m2。

（3）將整個(gè)站場(chǎng)區(qū)吹砂分為A、B兩大區(qū)，每個(gè)大區(qū)布置一臺(tái)泵頭船控制吹砂，其中A區(qū)吹砂面積約180000m2，B區(qū)吹砂面積約170000m2。每一大區(qū)又分6小區(qū)。

2　吹砂施工方案的提出

2.1原吹砂方案

原吹砂方案為：運(yùn)砂船經(jīng)東江峽口閘停在靠近工地附近的東江岸邊，再經(jīng)抽砂、吹砂至工地現(xiàn)場(chǎng)。該方案施工程序具有方便實(shí)用的特點(diǎn)，但因吹填砂材料水路運(yùn)輸?shù)谋亟?jīng)之路—東江峽口閘需在施工期內(nèi)進(jìn)行改建，過(guò)閘船只數(shù)量受限，影響日供砂量，無(wú)法按期吹填砂，原方案需要調(diào)整。

2.2調(diào)整后的方案

調(diào)整后的方案為：從東江峽口閘埋管至工地現(xiàn)場(chǎng)（吹砂管長(zhǎng)約3700m，為長(zhǎng)距離吹砂），在東江布兩艘日吹砂能力為2000m3/天的泵船經(jīng)吹砂管線直接吹砂至工地，吹砂管線布設(shè)情況如圖1所示。

施工前，放出施工小分區(qū)及大分區(qū)區(qū)域邊線，對(duì)小分區(qū)采用砂袋臨時(shí)圍堰，圍堰高度按吹砂高度控制，并設(shè)置吹填標(biāo)高的標(biāo)志。

圖1　吹砂管線布設(shè)至吹砂施工現(xiàn)場(chǎng)圖

3　長(zhǎng)距離吹砂施工技術(shù)

3.1施工流程

按圖2所示流程進(jìn)行吹填砂施工。

圖2　吹填砂施工工藝流程

3.2工作原理

（1）開(kāi)工展布作業(yè)：船舶定位、擺動(dòng)拋錨作業(yè)完成后，進(jìn)行浮管連接作業(yè)，每50m設(shè)一浮燈，浮管拋錨完成后，兩端分別與水上浮管連接接頭及岸管連接頭相連接；

（2）吹填作業(yè)：在泵砂船上設(shè)置吸砂泵、高壓沖水泵及增壓泵，通過(guò)高壓沖水泵將泥倉(cāng)中的泥砂沖成泥漿，通過(guò)吸砂泵和增壓泵將泥砂吹入吹填區(qū)。

3.3施工機(jī)具配置

根據(jù)本工程的東江峽口閘供砂量，采用2艘泵砂船配合4條30cm吹砂管（含2條備用）進(jìn)行平行吹填施工，施工設(shè)備參數(shù)及用途見(jiàn)表1。

表1　擬投入施工設(shè)備一覽表

3.4吹砂管線鋪設(shè)

（1）布置形式。吹砂管線盡可能采取直線形式布置，以避免因陡坡、急彎產(chǎn)生負(fù)壓［7］。從泵砂船出來(lái)的長(zhǎng)約30m管線布設(shè)在水面上，其余管線沿河岸陸地布置在陸地上。對(duì)于東江堤岸段，布設(shè)三條300mm鋼質(zhì)吹砂管及一條500mm混凝土管穿越，埋管結(jié)合峽口閘改造一起埋設(shè)，埋深為東江大堤路面以下1m處，如圖3所示。

圖3　長(zhǎng)距離吹砂管線及加壓泵布置示意圖

（2）吹砂管之間的連接。泵砂管連接方式如圖4示，水上段、連接段、陸上段的管線材料和工藝特點(diǎn)詳述如下：

圖4　泵砂管連接示意圖

（1）水上吹砂管線的泵砂管由若干段鋼管組成，鋼管各節(jié)段之間通過(guò)法蘭與橡膠防水墊圈密封連通；

（2）陸地上的非吹砂區(qū)域管線，平直段采用與水上管道相同的連接方式，非平直段由鋼管和柔性管組合連通而成，并通過(guò)雙道鐵箍緊固；

（3）陸地上的吹砂區(qū)域管線由若干段 PVC管通過(guò)廠家定制的短PVC管固定緊固連接而成。

（3）注意事項(xiàng)：陸上管線的入口高程設(shè)在平均大潮高潮位之上，便于與浮管連接，排砂鋼管法蘭之間裝設(shè)密封圈，管底的基礎(chǔ)、襯墊物、支架必須牢固；水上管線應(yīng)根據(jù)水流、風(fēng)向布設(shè)成平滑的弧形，并拋錨固定。在水陸管線連接處和水下管線連接處應(yīng)設(shè)雙向管子錨和三向管子錨加以固定；在航道施工時(shí)，水上管線夜晚裝燈顯示，管子錨設(shè)置錨漂顯示。

3.5圍堰、沉砂池的設(shè)置

按吹填進(jìn)度的需要分層設(shè)置圍堰。在站場(chǎng)四周邊按設(shè)計(jì)要求設(shè)砂被圍堰，場(chǎng)內(nèi)小分區(qū)分隔采用砂袋，砂袋按1～2排考慮。在吹填區(qū)與牽出線攪拌樁加固區(qū)邊界采用砂包圍堰，砂包中間填土，作隔水用，砂包高度隨吹填高度分層堆筑，圍堰寬度按3～5m考慮。

4　施工控制措施

4.1減少吹填砂流失量的措施

在管口處用砂袋圍堰消能，以降低水流速度，減少被水流帶走的砂量。經(jīng)常觀察泄水口排放余水的含砂量的變化，并定期取樣測(cè)定排放水的含砂濃度。若含砂量較高，采取提高泄水口的高程的方法吹填砂的流失［8］。

4.2吹砂排水處理措施

吹填砂排水通過(guò)場(chǎng)區(qū)南側(cè)設(shè)置的沉淀池沉淀合格后方可排入河涌，注意隨時(shí)清理沉淀池，防止泥砂沖入河涌，造成河涌淤塞，合理處理沉淀池清淤的淤泥。堆載預(yù)壓填筑期間，對(duì)附近水域進(jìn)行實(shí)時(shí)水體污染監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)隨施工的變化情況，并及時(shí)將監(jiān)測(cè)結(jié)果報(bào)告當(dāng)?shù)匦姓鞴懿块T(mén)，如遇異常應(yīng)立即停工。

5　結(jié)論

（1）受東江峽口閘改建工程施工，峽口閘通航受限，原施工方案必須調(diào)整，本文根據(jù)施工場(chǎng)地實(shí)際情況，對(duì)原方案進(jìn)行了調(diào)整，得出了一種適應(yīng)沿海地區(qū)地質(zhì)情況的長(zhǎng)距離吹砂施工方案。

（2）提出了一套可行的“長(zhǎng)距離吹砂系統(tǒng)”，解決了本工程吹填砂長(zhǎng)距離壓力消減而造成的吹填出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長(zhǎng)的技術(shù)難題，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可作為今后類(lèi)似工程施工時(shí)的參考。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：吳湘銀）

中圖分類(lèi)號(hào)：U655.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.003

文章編號(hào)：1672–7304（2016）01–0008–03

作者簡(jiǎn)介：劉熱強(qiáng)（1970-），男，湖南益陽(yáng)人，教授級(jí)高級(jí)工程師，注冊(cè)一級(jí)建造師，研究方向：市政、路橋施工技術(shù)管理。

Long-distance sand-blowing technology for complicated working site

LIU Re-qiang
（Architectural Engineering Construction Machinery Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510500）

Abstract:Aiming at Dongguan Dongcheng urban rapid rail depot construction site leveling hydraulic fill sand facing large and complex sites， long-range technical problems， blowing sand pump boat through scientific setting， the correct choice of blowing sand pipe material， reasonable laying pipelines， determining the actual pipe joints in the form and additional pressure pump， the rational allocation of related equipment developed a set of long-distance blowing sand system， and through scientific arrangement and strict control and other means of construction put in practice， effective solution to the reclamation of sand over long distances pressure reduction and reclamation caused a small amount of sand， construction is slow， high construction costs， long construction period of technical problems and the construction quality assurance， to ensure that the contract duration， so that enterprises have a significant social and economic benefits for the same type construction projects for reference.

Keywords:Large area； Complexity； Long distance； Sand-blowing