吸運(yùn)吹施工工藝在灘涂淺海工程的應(yīng)用

廖曾平 鄧建林

摘 要：灘涂淺海區(qū)域水深條件不佳，且常常存在砂源不足的情況，需制定有效施工工藝解決該類問(wèn)題。本文通過(guò)南通港呂四港區(qū)進(jìn)港航道及港池疏浚（三夾沙吹填）工程TZWCT-SG2合同段的實(shí)例應(yīng)用，介紹吸運(yùn)吹施工工藝的實(shí)施情況，解決灘涂及淺海地帶施工區(qū)砂源不足、工程進(jìn)度要求高的施工項(xiàng)目，為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：灘涂及淺海地帶 砂源缺乏 吸運(yùn)吹 船機(jī)配備 方案實(shí)施 砂源控制

1.工程概況

工程建設(shè)地點(diǎn)為江蘇省南通市通州灣濱海園區(qū)，項(xiàng)目西臨老海堤，南鄰團(tuán)結(jié)新閘下游港道。二標(biāo)段施工內(nèi)容包括上延航道錨地疏浚、主海堤填筑、內(nèi)港池圍堰填筑、內(nèi)港池處主海堤處破除防護(hù)、臨時(shí)支航道疏浚及相應(yīng)吹填區(qū)主圍堰吹填側(cè)邊坡防護(hù)及為實(shí)施工程所必須的臨時(shí)排水溝工程的施工海堤堤身結(jié)構(gòu)。堤身結(jié)構(gòu)采用土工編織袋充填棱體筑堤，內(nèi)側(cè)吹填堤心散沙，砂源需求量約120萬(wàn)方，施工區(qū)屬于灘涂及淺海地帶，臨近區(qū)域砂源不足無(wú)法直接就地取砂施工，砂源取沙區(qū)距離施工區(qū)約20公里。

2.工程特點(diǎn)難點(diǎn)

（1）本工程砂源需求量大。

（2）附近區(qū)域砂源不足、運(yùn)距遠(yuǎn)，常規(guī)施工工藝無(wú)法實(shí)施，無(wú)法采用泥漿泵或吸砂船舶直接取沙施工。

（3）臨時(shí)運(yùn)砂通道水深不足。沿途進(jìn)場(chǎng)航道風(fēng)浪條件較差，且有淺水區(qū)，大型船舶無(wú)法進(jìn)場(chǎng)施工，小型船舶需要候潮施工。

3.確定方案

為了工程順利實(shí)施，需選擇合理工藝確保砂源供應(yīng)質(zhì)量及效率，保證汛期前完成砂源供應(yīng)，在砂源需求量大、運(yùn)距遠(yuǎn)、大型船舶不具備施工的情況下，采用“吸、運(yùn)、吹”的工藝進(jìn)行施工，方可確保工程順利完成。

“吸、運(yùn)、吹”施工方法主要分為三大步驟：

（1）吸砂船舶在取土區(qū)就位，運(yùn)輸船舶靠泊，由吸船船采砂并通過(guò)吹泥管線將沙土吹至運(yùn)輸船的船艙內(nèi)，為確保航線安全，必須嚴(yán)格控制裝載量。

（2）運(yùn)輸船舶裝載完畢，從取土區(qū)運(yùn)輸至吹填區(qū)圍堤外側(cè)，在運(yùn)輸過(guò)程需根據(jù)潮水作業(yè)，低潮位時(shí)在進(jìn)場(chǎng)航道口門外拋錨候潮，高潮位時(shí)運(yùn)輸進(jìn)港。

（3）運(yùn)輸船舶在抵達(dá)施工區(qū)圍堤外側(cè)后，?？吭诖瞪按?，吹砂船舶將吸砂管線放入運(yùn)輸船的船艙內(nèi)，并將沙土吹填至指定位置。

4.船機(jī)配備

4.1主要設(shè)備

（1）吸沙船：①數(shù)量根據(jù)船舶吸砂工效、砂源供應(yīng)量等確定；②主要作用為淺海區(qū)域取砂施工，取砂后直接灌入運(yùn)砂船舶，砂源主要以砂性土為主；③船機(jī)參數(shù)：船舶大小約為45m×8m（長(zhǎng)×寬），吃水約2.5m，船舶人員3-5人不等，船舶總噸位約400t。

（2）運(yùn)砂船：①數(shù)量根據(jù)日常砂源需求量、運(yùn)輸距離等確定；②主要作用為運(yùn)輸砂源；③船機(jī)參數(shù)：船舶大小約為70m×10m（長(zhǎng)×寬），船舶人員3-5人不等，船舶總噸位約1800t，滿載約1000方，滿載吃水約3.5m，滿載航速4節(jié)，空載吃水約1.3m，空載航速約7節(jié)。

（3）吹砂船：①數(shù)量根據(jù)船舶吹砂工效、砂源供應(yīng)量確定；②主要作用為將運(yùn)砂船舶的砂源轉(zhuǎn)吹到指定區(qū)段；③船機(jī)參數(shù)：船舶大小約為45m×8m（長(zhǎng)×寬），吃水約2.5m，船舶人員3-5人不等，船舶總噸位約400t。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及運(yùn)輸距離，一組吸運(yùn)吹設(shè)備配備吸砂船1艘、吹砂船1艘、運(yùn)輸船4艘。

4.2設(shè)備性能及工效分析

（1）吸砂船

吸砂船也稱吸砂平臺(tái)，非自航船，利用吸砂泵將砂性土由管道輸送到運(yùn)砂船船艙內(nèi)，吸砂工效約為400方/h。根據(jù)實(shí)際施工條件，考慮自然因素、船機(jī)維修、生產(chǎn)性停歇等因素影響，正常情況下每日實(shí)際工作時(shí)間約為15h～20h，實(shí)際生產(chǎn)能力為6000～8000方/d。

（2）運(yùn)砂船

每艘運(yùn)輸駁船裝載能力約為1000方，滿載航速4節(jié)，空載航速7節(jié)，運(yùn)距按15海里計(jì)算，生產(chǎn)能力約為2000方/d.艘。

（3）吹砂船

吹砂船船機(jī)類型與吸砂船舶類似，非自航船，吹砂船拋錨固定，占用水域面積較小，從駁船船艙內(nèi)吸砂輸送，吹排砂濃度較高，一般為20%左右，吹砂距離可達(dá)到2km，吹砂效率約為300方/h。根據(jù)實(shí)際施工條件，考慮自然因素、船機(jī)維修、生產(chǎn)性停歇等因素影響，正常情況下每日實(shí)際工作時(shí)間約為20h，實(shí)際生產(chǎn)能力為6000方/d。

吹砂船采用φ350mm塑料膠皮管線進(jìn)行泥沙輸送，在臨近施工區(qū)域時(shí)，在管線末端增加分流裝置，一般增加分流閥，分流閥分6～8個(gè)6寸小型管線，便于將泥沙均分到各輸送小管線，并直接用于充灌砂袋，距離較遠(yuǎn)時(shí)可增加接力泵進(jìn)行輸送。

5.施工工藝流程

見圖1。

6.方案實(shí)施

（1）測(cè)量放樣確定施工位置。

（2）選定取砂位置。原則上遵循設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的取砂區(qū)域，如砂源不足，需要另行尋找取砂區(qū)并對(duì)土質(zhì)進(jìn)行鉆探取樣及分析，形成書面土質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，報(bào)監(jiān)理業(yè)主審批后方可實(shí)施。

（3）確定船機(jī)設(shè)備。根據(jù)每天計(jì)劃施工強(qiáng)度、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸航線水深條件、候潮作業(yè)時(shí)間及氣候影響等確定船舶設(shè)備配備，在正式開工前將船機(jī)設(shè)備有關(guān)資料上報(bào)海事部門審查或召開專項(xiàng)評(píng)審會(huì)，確保參與施工的船機(jī)設(shè)備符合海上施工有關(guān)要求。

（4）架設(shè)吹砂管線。

吹砂管線主要包含潛管、水上管、陸上管等三種，管線直徑一般均為φ350mm。

①潛管：吹填管線過(guò)航道、港池及漁民下海通道時(shí)，采用潛管排泥，盡量采取措施不影響正常交通、航運(yùn)。

②水上管：在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，根據(jù)選定的位置布設(shè)水上排砂管，水上排砂管使用水上浮筒安裝。

③陸地管：布置陸地上排砂管，陸上排砂管敷設(shè)時(shí)，管底采用砂包作襯墊，接口緊密、緊固處理。

（5）吸砂船舶在取土區(qū)就位，運(yùn)輸船舶靠泊，由吸砂船采砂并通過(guò)吹泥管線將沙土吹至運(yùn)輸船的船艙內(nèi)，為確保航線安全，必須嚴(yán)格控制裝載量。

（6）運(yùn)輸船舶裝載完畢，從取土區(qū)運(yùn)輸至吹填區(qū)圍堤外側(cè)，在運(yùn)輸過(guò)程需根據(jù)潮水作業(yè)，低潮位時(shí)在進(jìn)場(chǎng)航道口門外拋錨候潮，高潮位時(shí)運(yùn)輸進(jìn)港。

（7）運(yùn)輸船舶在抵達(dá)施工區(qū)圍堤外側(cè)后，停靠在吹砂船傍邊，吹砂船舶將吸砂管線放入運(yùn)輸船的船艙內(nèi)，并結(jié)合高壓水槍將沙土吹填至指定位置。

7.實(shí)施效果

在確定施工方案、明確船舶配備及合規(guī)性后，吸砂、運(yùn)砂、吹砂為一體的“吸運(yùn)吹”施工工藝得到有效實(shí)施，受候潮施工、船機(jī)干擾等因素影響，實(shí)際每組吸運(yùn)吹可完成4000～6000m3/d，根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，平均每月實(shí)際可施工時(shí)間在22-25天，每組吸運(yùn)吹可完成產(chǎn)量為88000～132000m3/月，為確保工程順利實(shí)施，按此效率投入了4組吸運(yùn)吹可滿足施工要求，有效提高了施工進(jìn)度，順利按要求于汛期前完成施工任務(wù)，避免了汛期小型船舶在海上施工可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，工程進(jìn)度及質(zhì)量得到相關(guān)部門一致認(rèn)可，為南通通州灣江海聯(lián)動(dòng)示范區(qū)的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

8.結(jié)束語(yǔ)

在灘涂及淺海地帶臨近區(qū)域砂源不足無(wú)法直接就地取砂施工的情況下，采用吸砂船吸砂、運(yùn)輸船舶運(yùn)砂、吹砂船吹砂的工藝，解決了施工區(qū)砂源不足的情況，并能較好完成施工任務(wù)，實(shí)施過(guò)程需做好砂源質(zhì)量控制：

（1）吸砂過(guò)程砂質(zhì)控制。吸砂船舶進(jìn)入指定取砂區(qū)后，根據(jù)取砂區(qū)砂層厚度鉆探資料，結(jié)合吸砂船自身工藝，合理控制吸砂深度，發(fā)現(xiàn)砂源與設(shè)計(jì)要求的砂質(zhì)不符合時(shí)，吸砂船要及時(shí)調(diào)整取砂位置，對(duì)已裝上運(yùn)輸船舶而不符合設(shè)計(jì)要求的沙土，要及時(shí)清艙，重新裝船。

（2）吹砂過(guò)程砂質(zhì)控制。當(dāng)運(yùn)輸船舶將泥砂運(yùn)至吹砂船傍邊時(shí)，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)對(duì)砂質(zhì)再次進(jìn)行檢查，對(duì)不符合砂質(zhì)要求的運(yùn)輸船舶，及時(shí)退回清艙處理，重新裝砂。

（3）陸上砂質(zhì)控制。按設(shè)計(jì)要求在圍堤施工現(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定頻率進(jìn)行取樣送檢，交有資質(zhì)單位進(jìn)行砂樣分析，確保砂質(zhì)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）組建一個(gè)吹砂管線組，具體負(fù)責(zé)管線的布設(shè)、延伸及拼接工作，在施工前，由項(xiàng)目總工向管線組詳細(xì)講解管線布設(shè)的要求，對(duì)主管線、分支管線等的注意事項(xiàng)進(jìn)行全面交底，使管線鋪設(shè)滿足施工要求，并避免因溝通不順暢而造成泥沙流失。

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