候勇群
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摘要:港口疏浚吹填施工在港口、码头和围海造陆工程中应用十分广泛,本文结合某码头二期水工主体建设工程港口疏浚吹填施工工艺对港口疏浚吹填施工技术进行讨论,仅供参考。
关键词:港口;疏浚吹填;技术;工艺
疏浚吹填工程就是指将港口航道中产生的大量泥沙经过一定的技术手段,转移到需要填充的港口、码头中去。早在古代时期,国家为了发展海上军事以及贸易事业所开凿的运河、航道,就是疏浚吹填的缩影。通过一定的技术手段将挖掘出来的泥沙输送到指定的地点进行填充作业,是一举两得的事情,尤其对于发展海上事业、水利防洪等工程项目具备重要的意义。
一、工程概况
某码头二期工程水工主体疏浚吹填和软基处理工程建设一个5万吨级煤码头,泊位长度为285m,过渡段37.29m,结构按照7万吨级散货船设计。码头连接水域疏浚至标高-13.0m,水域内疏浚方量为90.58万m3。
二、工程分析
(一)特点
1、该工程施工过程中采用绞吸船将疏浚区域中粗砂、粉质粘土开挖并吹填至C区进行陆域回填。
2、码头前沿停泊水域紧邻莲花山航道,过往船只众多,为保证现场施工和过往船舶的安全,连接停泊水域与莲花山航道交接处预留40米的开挖范围,采用1条5m3的勾机船进行开挖,勾机船开挖过程中不需要将锚抛至莲花山航道,能确保过往船舶的安全。
(二)难点
1、吹填围堰
码头二期工程采取充填砂袋和临时护岸相结合的方式作为吹填区域的围堰。砂袋施工前先在围堰位置铺设土工格栅,然后采用透水性和保土性较好的聚丙烯编织土工布(200g/㎡)现场缝制充填砂袋。砂袋按16m2~20m2一个布置,每层袋体的充填高度在50cm-70cm左右,上下层两相邻的砂袋搭接错开距离在1.5m以上,以免形成“通天缝”,同层相邻袋体间的搭接距离在50cm以上。吹填围堰完成后及时布设沉降位移观测点,吹填施工过程中每天多次对围堰进行沉降位移观测,出现异常情况时应及时处理。
2、吹填管线的布设和出水口的布置
吹填管线的布设不能影响水域上众多船只的作业和陆域的后续施工安排,尽量增加吹填船只的作业范围;吹填出水口的布置要合理,尽量减少吹填土的流失和造成水域的二次回淤。
因该码头二期工程水域船只较多,现场施工水域按施工工艺和顺序划分4个区域。吹填管线布设在陆域形成区域南侧上岸,考虑到吹砂管应平坦顺直,避免死弯,绞吸船尾部向南,沿东西方向前进或后退,自北向南进行推进施工,先施工Ⅱ、Ⅲ区,再施工Ⅰ区,最后施工靠近航道的Ⅳ区。排水口采用箱闸管式泄水口,布设在东南侧排泥区的死角,同时修挖长渠将余水回流港区水域。
三、疏浚吹填技术、工艺
(一)施工组织原则
结合施工经验和本工程的实际特点和施工实际情况,按照可行、安全、经济合理、快速实用的技术原则确定施工组织原则为:水陆结合,条件自创、多段进行,多头开工,流水作业,层层推进。
(二)施工区域划分
从平面上分为三大施工区,包括港池及航道疏浚、临时护岸及吹填围堰施工、软基加固处理(吹填造陆部分)三部分。
(三)施工工艺思路
施工的前提条件是满足工期并且要求临时护岸和围堰施工需要尽快形成,便于后方陆域疏浚吹填施工。陆域疏浚吹填完成之后可进行软基加固处理。
(四)施工流程
1、临时护岸和吹填围堰的施工
临时护岸和吹填围堰充填砂袋施工是工程进度的主要影响因素,中粗砂回填要尽快形成工作面。施工区砂源土质较好,用于填充砂袋和回填中细砂反压层。施工过程中,吹砂泵和接力泵配套施工,充填砂袋施工自东向西进行。出于加强充砂袋安全防护的考虑,需要安排好土工布、碎石垫层,干砌块石护面之间的衔接,保护充砂袋。护岸预留的沉降量要根据水深和地质情况进行调整,保证预留量准确,采用分层施工的方式,分层加载。
2、施工船只的选择
本工程采用绞吸船进行吹填施工,绞吸船施工生产率主要与土质、泥泵特性和管路特性有关,该工程吹填土质为原状土,根据泥泵特性曲线疏浚生产率计算如下:
W=Qxr
式中:W——施工生产率(m3/h);
r——泥浆平均浓度,按原状土体积浓度公式计算;
Q——泥泵管路流量(m3/h)。
根据施工区的条件,排泥管线长度及施工船舶的机械状态,24寸绞吸船泥泵流量取1,000m3/h,平均浓度25%,生产率为250m3/h。则绞吸船的月施工效率为250m3/h×24h/d×28d/月=16.8万方/月,根据施工进度计划要求,施工工期为8个月,90.58万方&pide;16.8万方/月=5.4月,能满足施工强度要求。
3、吹填管线的布设和出水口的布置
(1)管线组装:施工中排砂管线有三种型式,水上浮管线,水下沉管,陆上管线。管线均采用Φ600mm管径钢管,管长6m以法兰螺栓连接,法兰阀加橡胶垫止水。陆上及水上浮管壁厚12mm。
(2)排砂管布线:1,000m3/h绞吸船设650m长水上浮管与水下管、陆管线相连接。
(3)管线安装:排泥管线由水上管、水下管、陆地管组成。
①水上管线架设:采用1+1方式,即1节钢管与1节胶管组成,管线规格1,000m3/h绞吸船为Φ600mm,长度为650m与水下管线相连。
②水下管线架设:采用3+1方式,即3节钢管与1节胶管组成,管线规格1,000m3/h绞吸船为Φ600mm,长度为100m与陆地管线接头(水陆接头)相连。
③陆地管线
a.水陆接头架设:根据管线上岸处的地形、地势,采用合适角度的弯头和橡胶软管组合跨越上岸。
b.陆地管线架设:沿码头架设进入吹填区。
(3)排水口布设
排水口采用箱闸管式泄水口,即排水管进口处,用带叠梁式闸门箱体,控制围堰内的水位和泄流量,堤内埋管数量根据施工需要,埋设一组或几组管道,其结构图如下:
4、吹填施工过程控制
施工期吹填标高按设计要求并结合实际情况进行控制,预留足够的沉降量,确保吹填完成后泥面标高达到设计要求。同时安排专人巡视管线,发现渗漏及时处理,防止泥砂外泄对施工区附近水域造成影响。施工过程中密切注意排水口排水浓度,及时调整排水口高程,将排水管中的含泥量控制在最小范围内,以减少流失量和对环境的影响。在排水口外侧采取铺无纺土工布等措施对排水口进行相应的保护,以防止冲刷并减少流失。
参考文献:
[1]王明.绞吸式挖泥船施工的几个问题[J].中国水运,2010(10).
[2]郑志银.利用新技术提升自航耙吸挖泥船施工效率[J].中国水运,2010(06).