吹填砂與充砂灌袋交叉施工需注意的問題

朱單，陳宜文

（中交上航局航道建設有限公司，浙江 寧波 315200）

1 工程概況

嵊泗縣馬關海島風情小鎮(zhèn)項目陸域形成（回填海）工程位于浙江省舟山市嵊泗縣馬關圍涂工程區(qū)內東北部，主要施工內容包括陸域形成、1188m新建圍堤及圍埝。陸域形成工程回填區(qū)面積562.5畝，回填地面高程為3.5m；1-1#圍堤長540m，1-2#圍堤長648m，堤頂高程3.5m、寬度5.0m，堤身采用袋裝砂填筑，地基采用排水板法進行排水固結處理；圍埝在已建2號子堤上加高，長620m，埝頂高程3.5m、寬4.0m，采用拋石填筑。本工程吹砂量約192萬m3，砂袋充填量約27萬m3。

2 吹填砂及充砂灌袋施工工藝

2.1 吹填施工

3艘吹砂船（500m3/h）布置在距離已建圍堤（1號堤）外側400m處深線附近，吹砂船間距250m，管線采用直徑為500mm的高密度熟料管進行敷設，主要由沉管和岸管組成。布設水下沉管時，選取新建1號堤與大旗桿山交界處以西約200m回車平臺位置，搭設鋼管腳手架翻越1號堤，分別沿現(xiàn)有隔堤（2號子堤）進入吹填施工區(qū)（詳見圖1）。

圖1 工程平面布置圖

吹填施工原理是依靠取砂船上安裝的離心式砂泵將砂水混合物吸起后排入運砂船中，并通過運砂船運輸至吹砂船旁；吹砂船船舷的一側安裝有吸砂管、吸砂頭以及沖水管等吸砂裝置。依靠船上的大型吸砂泵從靠泊于舷旁的運砂船中的砂水混合物吸入，再經(jīng)吹砂船另一側排砂管線輸送到吹填區(qū)內的過程，砂水混合物在吹填區(qū)內經(jīng)過沉淀后，砂留在吹填區(qū)內，尾水通過排水口排出施工區(qū)。當出砂口四周標高達到要求后，管線向后拆除或向前延伸。進入吹填區(qū)的砂同時作為排水砂被及袋裝砂棱體施工的臨時砂庫。

2.2 充砂灌袋施工（排水砂被墊層、堤身袋裝砂）

砂被墊層袋體材質為200g/㎡防老化聚丙烯編織布，堤身袋裝砂棱體袋體材質為380g/㎡編織無紡復合土工布（230g/㎡編織布+150g/㎡無紡布），袋體均在北側廢棄碼頭加工，袖口設置在袋體表面，加工完畢并經(jīng)質檢部及監(jiān)理工程師驗收合格后由工程船拖運至圍堤鋪設位置，充填袋沿垂直于堤軸線方向連續(xù)鋪設，并分層鋪設，上下層錯縫排列，砂袋鋪設完畢后進行充砂灌袋。

本工程采用2套設備用于充砂灌袋，每套設備配備3臺砂泵（40m3/h）。砂泵安裝在簡易浮筒上，用于臨時砂庫吸砂，每臺砂泵由2支高壓水槍配合攪動已固結的細砂，水泵置于臨時砂庫外水域。輸砂管采用6寸塑料軟管，在砂袋位置以上采用6寸橡膠管聯(lián)結，并伸入袖口內（延伸至袋體內），綁扎牢固。

袋體厚度控制在50cm～70cm，充填飽和度為80%，袋體之間緊靠、擠密，層與層之間交錯排列。

3 總體施工安排

前期策劃施工安排為：先進行1-1#圍堤和1-2#圍堤施工并進行排水水門布設，待圍堤合龍滿足吹填要求后進行吹填砂施工；然后進一步修筑圍堤、圍埝至設計標高，回填I區(qū)吹填砂至設計標高。工程開工后由于以下兩種原因將總體施工安排調整為吹填砂與充砂灌袋同時進行：一是本工程工期較緊，先建圍堤后吹砂無法滿足合同工期要求；二是先建圍堤意味著堤外運砂船作為充砂灌袋的砂源需要長時間等待（約72小時），大大提高施工成本、增加安全隱患、制約進度。

先吹砂，然后以吹填區(qū)作為充灌袋的臨時砂庫，為充填袋提供砂源，形成吹砂與充砂灌袋同時進行。

4 交叉施工需注意的問題

4.1 吹砂管線的布置

前期吹砂時（未進行充砂灌袋），管線總體布置應滿足下列要求：①遵循安全、經(jīng)濟、環(huán)保、平直和易于實施的原則；②按吹填區(qū)塊統(tǒng)籌考慮；③吹砂船的總揚程、運砂船與吹填區(qū)距離等因素綜合考慮；④減少與交通及其他施工的干擾，在保證吹填質量的前提下減少安拆次數(shù)。

吹砂與充砂灌袋施工同時進行時，只有岸管與充砂灌袋存在施工干擾，為把影響減少到最低，岸管應選擇地勢平坦交通方便的場地、道路、堤岸布置，且走向平直，線路短，避免與其他施工機械、設備、臨時建筑物交叉。

管口的設置應遠離和背向圍堤，在吹砂船的揚程內盡可能遠離圍堤，且吹填起始點宜遠離排水口，以避免在袋裝砂堤形成前吹填砂外流或沖刷初期砂袋。

本工程共3艘吹砂船，其中，兩條管線通過2號子堤（地勢平坦、地面堅硬、交通方便）進入吹填區(qū)，一條管線從砂面進入吹填區(qū)，最終結果是砂面管線因充填袋取砂與吹填砂交叉施工造成部分陷入砂層。很顯然，砂面管線安拆比陸上管線安拆困難得多，尤其是當管線被掩埋時，從2號子堤通過的管線無論是工藝上還是進度上，都得到了改善，同時對砂袋充填的影響也大大降低。

4.2 取砂坑位置的選擇

取砂坑作為砂袋充灌的臨時砂庫，它的位置決定了充砂灌袋時的輸送距離，同時也影響著整體施工進度。取砂坑位置的選擇應考慮以下3個因素：①距離圍堤不能過遠，應在砂泵的泵送范圍；②砂庫的砂層足夠厚；③地勢應高于吹填出砂口。

砂泵功率一定的情況下，如果取砂坑距離袋體較遠，則意味著砂無法泵送至袋體。如果取砂坑砂層較薄，那么有可能取到砂層底下的淤泥，影響施工質量，且砂量少還需要頻繁更換取砂點，頻繁移動充灌設備，給作業(yè)帶來不少麻煩。此外，取砂坑的位置若低于正在吹填施工部位，極易造成吹填砂回流倒灌淹沒取砂坑，一方面造成充灌設備毀損，另一方面存在人員淹溺風險，而且一個取砂坑淹沒后需重新選擇另一個取砂坑，一定程度上影響了施工進度。

關于取砂坑位置的選擇，本工程出現(xiàn)頻率最多的交叉施工問題是取砂坑被淹。袋體充填前期，未考慮吹填砂倒灌情況發(fā)生，導致淹沒砂坑，汲取教訓后，砂坑選在砂層厚且地勢高于吹填出砂口的位置，但是隨著充填袋不斷取砂而吹填不斷增加砂面高程，短時間過后又存在取砂坑地勢低于吹砂管口，結果還是取砂坑被淹。經(jīng)過討論，采取了兩種措施降低取砂坑被淹概率：一是沿著取砂坑四周修建小砂堆擋水圍堰；二是人工“踩水路”，采用人工降低砂面高程辦法，使吹填的砂流按照預定的方向流向離砂坑較遠的地勢較低部位。采取這兩種措施后，取砂坑淹沒現(xiàn)象幾乎沒再出現(xiàn)，大大提高了施工效率，同時也減少了財產(chǎn)損失和降低了人員淹溺風險。

4.3 軟管與管線的交叉

當吹填到一定程度時，大部分區(qū)域都有砂覆蓋，而充砂灌袋從東向西逐步推進，此時充填袋的充砂軟管與吹填管線不可避免的存在交叉。吹填管線直徑為50cm，充砂灌袋軟管直徑為6寸，交叉時軟管應從管線上方越過，并在涉水部分增加泡沫浮筒。若軟管從管線下方橫穿，隨著吹填區(qū)砂面的上升，軟管極易被掩埋，掩埋的軟管取出時需沿軟管方向用高壓水槍沖刷出一條溝，溝形成后造成該段吹填管線懸空，隨之帶來坍塌風險。

4.4 袋體與管線的位置

1-2#圍堤排水砂被墊層露出水面后，吹填管線需橫跨砂袋進入西北方向吹填區(qū)，此時就出現(xiàn)充填袋體與管線的問題：吹填管線位于袋體之上，影響袋體往上一層的鋪設。經(jīng)過討論，提出三種解決方案：一是管線橫跨砂袋段左右預留30m先不鋪設，其他部位砂袋完成后，將該段管線移至附近已完成的砂袋；二是管線內泥沙混合物排空，并將管線抬起，砂袋從管線底部穿過；三是將袋體上的管線兩端斷開，砂袋鋪設完成后重新連接。通過實踐證明，第一種方案具有可操行性，且對進度和質量影響較小。

此外，管線橫跨袋體時應選擇固結度較好且平整度較高的砂袋體，并注意成品保護，避免袋體表面破損而影響外觀質量。

4.5 適當設置臨時便道

1-1#圍堤第一塊砂被施工時，袋體距離砂庫約150m，且四周無著陸點，作業(yè)人員及輸砂管無法運送至施工部位，這無疑給施工帶來了巨大的挑戰(zhàn)。施工難點出現(xiàn)后，項目部成立技術攻堅小組，進行工藝優(yōu)化，最終采用小砂包設置施工臨時便道很好地解決了這一難題。

5 結語

本工程吹填與充砂灌袋交叉施工出現(xiàn)了很多問題，包括技術方面和施工協(xié)調方面，本文比較詳細地對出現(xiàn)的問題進行分類并梳理出采取的相應措施，對后續(xù)施工類似工程提供了經(jīng)驗積累與參照，可避免走許多彎路，無論是從管理上還是技術上都值得學習。