吹填施工中納泥匡圍區(qū)專項防護(hù)措施分析

中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

大豐港區(qū)為江蘇蘇北沿海三大深水港之一，處于蘇北海岸線港口空白帶的中心位置，大豐港區(qū)深水航道一期工程全長79.9km，其中疏浚工程長度約為22km，航道通航寬度為210～223m，挖槽寬度為200～213m，設(shè)計底標(biāo)高為 -15.0～ -14.5m。

主要工作內(nèi)容包括航道的疏浚工程施工以及實(shí)施上述工程所必需的臨時工程及保修期的缺陷修復(fù)，合計疏浚斷面工程量約為739.4萬m3。

根據(jù)施工設(shè)計文件，該工程疏浚土質(zhì)以粉細(xì)砂為主，疏浚物全部吹填至一期碼頭后方集裝箱堆場匡圍區(qū)，匡圍區(qū)為514m×512m的長方形，面積約26.67hm2，吹填標(biāo)高為+7.0m。吹泥管頭布設(shè)在東側(cè)圍堰中部，排水口位于匡圍區(qū)東南角。

2 工程要求

根據(jù)建設(shè)單位要求，因為該工程吹填開始前匡圍區(qū)尚未竣工，為保證吹填施工過程中圍堰的堰體安全，吹填施工單位需要做好匡圍區(qū)的防護(hù)工作，避免對匡圍區(qū)圍堰的外側(cè)護(hù)面、內(nèi)側(cè)袋裝砂袋體和排水口出水口灘面造成破壞或沖刷。

3 工程重難點(diǎn)

根據(jù)建設(shè)單位要求，匡圍區(qū)施工過程中圍堰的防護(hù)重難點(diǎn)如下：（1）吹填施工過程中，吹填的泥沙可能會對已完工袋裝砂圍堰造成破壞；（2）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，目前匡圍區(qū)的排水口為單根鋼管（直徑為1.4m），排水流量較大時，可能沖刷破壞排水口周圍區(qū)域。

4 吹填施工排水情況

根據(jù)該工程施工進(jìn)度及施工效率，耙吸船艏吹單船次施工周期時間約為6h，其中艏吹施工時間約為1h，結(jié)合耙吸船施工數(shù)據(jù)，單船次吹填泥沙和水總量約為10000m3，其中泥沙含量約為4000m3，進(jìn)水量約為6000m3。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，匡圍區(qū)的排水口為單根直徑為1.4m的鋼管，排水流速約為1.5m/s，管口面積約為3.14×(1.4÷2)2=1.5386m2，管口系數(shù)預(yù)估0.5，排水口輸泥生產(chǎn)率約為1.5×1.5386×3600×0.5=4154m3/h。艏吹間隔時間為5h，此時間段總排水量約為4154×5=20770m3，遠(yuǎn)大于單船吹填進(jìn)水量10000m3，滿足吹填排水要求。

5 吹填施工防護(hù)措施

5.1 艏吹管線爬坡段防護(hù)

施工前進(jìn)行施工放樣，確定沉管上岸位置，沉管與艏吹管頭之間采用橡膠軟管連接，并在管線與護(hù)面之間填筑部分吹填砂，避免管線對外側(cè)護(hù)面的破壞。爬坡管布置如圖1所示。

圖1 爬坡管布置示意圖

5.2 艏吹管線過路段防護(hù)

由于艏吹管線需要跨越匡圍區(qū)圍堰頂部的道路，在不破壞原有圍堰道路穩(wěn)定性的前提下，對過路管線采取填土覆蓋并壓實(shí)的方式，以保證道路的通行。

艏吹管線的直徑為700mm，為防止車輛通過管線覆蓋區(qū)域坡度過大以及對管線的磨損，對管線覆蓋土坡的坡度不小于1∶5，且至少保證管線上方有200mm土層覆蓋。

5.3 艏吹管線管頭防護(hù)

參考匡圍區(qū)設(shè)計圖紙，匡圍區(qū)底面現(xiàn)狀標(biāo)高為-0.35m（高程為85m），圍堰實(shí)際高度約為+6.8m，圍堰內(nèi)側(cè)邊坡比為1∶1。為避免吹填泥沙對現(xiàn)狀圍堰基礎(chǔ)的沖擊破壞，使艏吹管線管頭在匡圍區(qū)內(nèi)伸出8m左右，并跨越圍堰底部，同時在圍堰內(nèi)側(cè)表面堆砌一定高度的袋裝砂對圍堰進(jìn)行保護(hù)。為防止吹填泥沙對匡圍區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地面的沖擊破壞，在管頭下前方鋪設(shè)柵欄板或浮桶，降低吹填泥沙對匡圍區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地面的沖擊破壞。艏吹管線管頭防護(hù)布置如圖2所示。

圖2 艏吹管線管頭防護(hù)布置示意圖

5.4 排水口內(nèi)側(cè)防護(hù)

為減緩排水口出水流速及增加吹填泥沙沉淀時間，減少泥沙流失，在綜合考慮各種因素的情況下，吹填施工開始前，在排水口內(nèi)側(cè)利用袋裝砂構(gòu)筑半徑10m、底寬10m的溢流式袋裝砂圍堰，并隨吹填進(jìn)度逐層加高。袋裝砂圍堰主要是借助細(xì)砂與土體混合之后的排水固結(jié)作用，即通過高壓泵沖、泥漿泵吸將細(xì)砂、土體及水的混合體通過皮龍管輸送到土工模袋中，一邊濾水，一邊填料，經(jīng)排水固結(jié)，砂漿會形成緊密的砂埂，按照預(yù)先設(shè)計好的圍堰尺寸分層分段堆砌成圍堰，以此達(dá)到阻隔水流的目的。

同時，在溢流式圍堰與排水口之間、排水管堤內(nèi)口下方及周邊區(qū)域的原始泥面上鋪設(shè)軟體排，減少吹填尾水溢流時對泥面的沖刷，避免溢流式圍堰穿孔漏水。在施工過程中，實(shí)時關(guān)注溢流式圍堰與匡圍區(qū)圍堰搭接處的過水情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，如潰堰、穿孔等，立即通知船舶停止艏吹施工，并采取加固措施，確認(rèn)異常情況消除后再通知耙吸船恢復(fù)施工?？飮鷧^(qū)排水口內(nèi)側(cè)溢流式圍堰平面布置如圖3所示。

圖3 匡圍區(qū)排水口內(nèi)側(cè)溢流式圍堰平面布置圖（單位：m）

5.5 排水口外側(cè)防護(hù)

在排水口外側(cè)用廢柵欄板鋪在灘面上，制作10m×15m的護(hù)底，減少排出的吹填水對灘面的沖刷。同時利用袋裝砂在排水口管頭前方呈“喇叭口”構(gòu)筑長10m、寬2m、高2m的臨時圍堰，防止吹填水對排水口兩側(cè)灘面的沖刷。

5.6 匡圍區(qū)內(nèi)臨時隔堰

在施工過程中，利用現(xiàn)有的吹填泥沙，在排泥管頭南側(cè)構(gòu)筑一條東西方向，長、寬、高分別為400m、2m、1.5m的臨時隔堰，吹填上岸的泥漿將在圍堰的阻擋作用下自北側(cè)區(qū)域繞過臨時隔堰再流至南側(cè)區(qū)域，泥漿流程從初始200m增加至1000m，減緩了泥漿流速，延長了粉細(xì)砂的沉淀時間，確保圍堰的安全穩(wěn)固，極大地減少了泥沙流失。

5.7 匡圍區(qū)吹填標(biāo)高監(jiān)測點(diǎn)布置

吹填施工過程中根據(jù)施工進(jìn)度對匡圍區(qū)吹填量進(jìn)行監(jiān)測、分析，確保圍堰安全。通過在匡圍區(qū)內(nèi)設(shè)置6個監(jiān)測點(diǎn)，嚴(yán)密控制吹填平整度和吹填標(biāo)高。監(jiān)測測量主要采用RTKDGPS，在“固定解”模式下進(jìn)行。測量作業(yè)前必須在控制點(diǎn)上進(jìn)行GPS比對，比對結(jié)果合格后，方可進(jìn)行測量作業(yè)。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)采集數(shù)據(jù)時，對中桿上水準(zhǔn)氣泡要居中，才能采集相應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后導(dǎo)入CAD成圖。定期對吹填施工進(jìn)度進(jìn)行測量，每7d左右測量1次，測量完成后做好數(shù)據(jù)記錄和測量臺賬，實(shí)時監(jiān)控吹填標(biāo)高并根據(jù)測量情況對吹填管頭位置進(jìn)行調(diào)整。

6 結(jié)束語

綜上所述，在疏浚吹填施工過程中對納泥匡圍區(qū)進(jìn)行針對性的專項防護(hù)，不僅有利于納泥匡圍區(qū)的圍堰安全，減少安全事故的發(fā)生，且通過修筑排水口袋裝砂圍堰和臨時隔堰，極大地增加了泥漿的流程，延長了粉細(xì)砂的沉淀時間，減少了泥沙流失量，確保工程吹填施工的順利進(jìn)行。由于排出尾水的泥沙含量較低，明顯減少了對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，對類似工程具有一定的借鑒指導(dǎo)意義。