港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程施工技術(shù)研究

陳琦 中交廣州航道局有限公司

修建輝 中交廣州水運工程設(shè)計研究院有限公司

1.工程概況

本項目實體位于福建省泉州市惠安縣輞川鎮(zhèn)與東橋鎮(zhèn)東北沿海區(qū)域泉惠石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)（泉惠石化工業(yè)區(qū)B區(qū)），本工程處于外走馬埭墾區(qū)中部，外走馬埭大堤已建成，墾區(qū)已封閉，工程范圍處于原潮間帶區(qū)域。該工程范圍為中化大道以南、中化一路以東，通港大道以北、泉惠三路以西，內(nèi)容為中化煉體一體化三期回填工程，回填總面積為3844.4畝，分為吹填A(yù)區(qū)、吹填B區(qū)、吹填C區(qū)。

2.港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程施工準(zhǔn)備和布置

2.1 港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程儲砂坑布置

本工程采用絞吸船進行吹填作業(yè)，需采用運砂船運砂至儲砂坑，再由絞吸船轉(zhuǎn)吹。儲砂坑警戒水域位于1#泊位前沿水域G1～G9所圍區(qū)域，總面積為43-45萬平方米。受船舶作業(yè)范圍影響，申請辦理海域使用權(quán)證的儲砂區(qū)為工程儲砂坑警戒水域內(nèi)縮90m-100m且不占用湄洲灣保留區(qū)的Q1～Q7所圍區(qū)域，儲砂區(qū)面積約18.1萬平方米，充分利用現(xiàn)狀泥面地形直接儲砂，頂標(biāo)高按最低理論潮面控制，根據(jù)我部測量數(shù)據(jù)顯示，理論最大儲砂量約100萬m3，滿足施工計劃需求。計劃儲砂坑距離本工程吹填區(qū)最近距離約1.9km，最遠距離約5.0m，平均距離約2.8km。

2.2 港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程吹填排水口布置

2.2.1 吹填排水口設(shè)置

（1）本工程吹填區(qū)的排水口設(shè)置在建的中化大道的中部（4#圍堤中部），排水口的設(shè)置方式為排水鋼口門（閘管組合式排水口），吹填區(qū)尾水通過排水鋼口門過濾后排入圍區(qū)外的滯洪區(qū)。由于前期施工的路基已經(jīng)施工完畢，排水鋼口門的排水管需對主行大道進行臨時開挖埋設(shè)。

（2）在吹填區(qū)內(nèi)分隔堤上設(shè)置了1-2個吹填溢流口，吹填溢流口采用溢流堰的形式設(shè)置，溢流口根據(jù)吹填的進度逐層加高。

2.2.2 水門工作原理

水門采用鋼結(jié)構(gòu)箱式雙水門，水門箱采用交通部航道部門常用裝配式箱形鋼結(jié)構(gòu)，單個箱體呈1.4m×1.1m×0.80m；排水管采用φ900×15mm的鋼管，排水管需焊接在底層水門箱上，長度根據(jù)跨堤身寬度+富裕寬度確定。

在吹填排水過程中，水門箱可一次裝配到位，也可根據(jù)吹填施工進度逐級焊接加高。吹填施工時，在水門箱前放置擋水閘板，尾水通過閘板溢流至水門箱再由排水管排出圍區(qū)。

2.3 港口潮汐區(qū)疏浚與吹填施工管道線路布置

吹填施工管道線路布設(shè)一般都是水上利用浮管；陸地上采用岸管，根據(jù)工程需要及施工工序，科學(xué)的計劃安排吹填時間和吹填管線走向，最大情況下降低對過往船舶或周邊工程施工的干擾，鋼管直徑要與絞吸式挖泥船的工況相對應(yīng)。

2.3.1 管線布置原則如下：

（1）吹填管進入吹填區(qū)的入口遠離排水口；

（2）滿足吹填設(shè)計高程、吹填范圍、吹填厚度的要求，并且考慮吹填區(qū)的地形、地貌、幾何形狀對管線布置的影響；

（3）考慮布置干管同時結(jié)合吹填砂的粒徑大小及吹填流量等因素布置支管。

2.3.2 管道線路的總體布設(shè)

（1）水域施工管道線路的布設(shè)。當(dāng)船舶確定位置、進行拋錨固定后，開始進行水域施工管道線路連接作業(yè)施工；由絞錨艇協(xié)助進行浮管拋設(shè)作業(yè)，一般每間隔180m布置一口錨；水域施工管道線路連接完成后，浮管兩端分別與船上浮管連接頭及非水域管道線路接頭進行相接，完成后將水域施工管道線路完全舒展。

（2）非水域施工管道線路（岸管）的布設(shè)。依據(jù)岸管接頭的位置，防止在施工過程中出現(xiàn)泥面溢流現(xiàn)象，以及保持泥面的土方平衡，每艘絞吸船在泥塘內(nèi)準(zhǔn)備多條吹泥支管線。

圖1 排水鋼口門示意圖

圖2 水域施工漂浮管道布置示意圖

在吹泥期間，做到平布吹泥，確保吹填區(qū)泥面標(biāo)高均勻，并隨著吹泥管口附近泥面標(biāo)高的增高在泥塘內(nèi)延伸管線，最終吹泥管口距埝體軸線距離不小于100m。為保證吹填區(qū)泥面的平整度，吹泥管線應(yīng)盡量減少管頭的沖刷，避免因為管頭氣壓增大而形成較大的沖坑。

2.3.3 管線布置工藝

（1）非水域管道線路布置。本工程項目所有非水域管道線路都采用鋼管，從水岸頭向吹填區(qū)敷設(shè)，管道線路長度隨吹填進度不斷增加。綜合考慮現(xiàn)場情況以及施工難易程度等因素，在吹填區(qū)內(nèi)運用浮筒和浮體支撐管線向內(nèi)延伸，可根據(jù)吹填區(qū)實際情況用水上挖掘機管頭更改朝向，保證吹填泥面的平整且均勻。

非水域管道線路架設(shè)應(yīng)做到平順，杜絕出現(xiàn)死彎，盡量的做到不漏汽、不漏水；路線的選擇要盡量平直，根據(jù)非水域管道線路的地形變化情況，在管線相對最高處一般預(yù)留排氣閥門，用來排放管道內(nèi)的空氣；在轉(zhuǎn)彎和爬坡等地方用彎管和軟質(zhì)硬膠管進行連結(jié)。

（2）水域施工漂浮管道布置。當(dāng)船舶確定位置、進行拋錨固定作業(yè)完成后，進行浮管連接的作業(yè)；由絞錨艇協(xié)助進行浮管拋設(shè)作業(yè)，每180m-200m需布置兩口錨（漲落潮錨各一次）；浮管拋錨完成后，浮管兩端分別與船上浮管連接頭及岸管管頭相接，完成后將水域施工管道線路完全舒展。

3.港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程斗船（泵砂船）施工技術(shù)

3.1 施工方法

（1）斗船（泵砂船）定位。根據(jù)本工程施工現(xiàn)場水深條件和吹填區(qū)分層分級吹填加載要求合理布置斗船（泵砂船），采用GPS輔助AIS系統(tǒng)進行定位。

（2）皮帶船靠泊。皮帶船裝砂完成后航行施工區(qū)，航行過程注意瞭望，嚴格按照規(guī)定航線、航速航行，船舶抵達施工現(xiàn)場乘潮靠泊斗船（泵砂船），靠泊過程由專人負責(zé)指揮，靠泊途中應(yīng)嚴格控制船舶航速，待皮帶船舶靠泊后及時系好纜繩，并保持纜繩留有一定松緊度，以便皮帶船舶卸載過程隨載重減輕而上浮。

3.2 吹砂施工

（1）吹砂施工前，吹砂船舶先進行試吹清水，待確認船舶主機及管線正常后開始吹砂。

（2）陸域吹填砂嚴格分層進行吹填施工，確保加載速率，避免集中吹填。吹填加載過程中，安排專人負責(zé)吹填管頭控制，根據(jù)分層吹填加載導(dǎo)標(biāo)控制吹填厚度。

4.港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程吹填施工技術(shù)要點

隨著吹填區(qū)內(nèi)吹填高度的增加而不斷接長管線，一般要在排泄污泥的管線上設(shè)置三通管或四通管、逆向閥門，也需要在出口上設(shè)置擴散板等進行疏散。

為保證均勻吹填，在吹填過程中應(yīng)及時改變出泥口的位置，控制吹填過程的泥面的平整度，并隨吹填進度可將排泥口接管延伸。

吹填時通過船上對流量、流速、濃度等控制，防止土方堆積，保證水道的暢通。

施工過程中加強對圍堤的巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報監(jiān)理、甲方，并及時處理。

5.港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程海砂轉(zhuǎn)運施工技術(shù)

5.1 海砂轉(zhuǎn)運施工工藝

皮帶船裝砂→運輸航行→皮帶船靠堤卸砂→挖掘機裝車→自卸車運輸→回填至指定區(qū)域→推土機整平→完成。

5.2 海砂轉(zhuǎn)運施工注意事項

（1）皮帶船卸砂需趁潮作業(yè)，配專人指揮；

（2）卸砂區(qū)域附近設(shè)置臨時排水通道，便于海砂瀝水后自卸車運輸；

（3）沿途設(shè)置兩至三處會車區(qū)域，避免交通擁堵；

（4）海砂回填至場內(nèi)后及時整平，保證回填作業(yè)面平整。

6.結(jié)束語

疏浚和吹填工程廣泛的應(yīng)用于港口碼頭工程，國內(nèi)具備航運水運的大江大河也正處于高速發(fā)展和擴能擴容的關(guān)鍵發(fā)展期，本文依托福建省泉州市惠安縣輞川鎮(zhèn)與東橋鎮(zhèn)東北沿海區(qū)域泉惠石化工業(yè)園實體施工，對港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程施工技術(shù)進行研究和闡述，可為今后同類工程施工方法的選取提供借鑒經(jīng)驗和參考，值得在港口潮汐區(qū)疏浚與吹填工程施工中推廣和應(yīng)用。