新型纳泥区优化区域泥质分布吹填施工工法20151130(改)

1、新型纳泥区优化区域泥质分布吹填施工工法中交天航港湾建设工程有限公司马闯 李兴建 包胜利 余迪 张子垚1 前言我国港口建设经过多年快速地发展，吹填造陆工程的区域面积、吹填厚度有越来越大的发展趋势。随着吹填区内隔堤数量的减少，吹填面积的增大，传统的吹填方法已经难以满足吹填完工软基处理卸载后交地标高的要求，例如要求交地平整度和施工区内按区域规划不同的标高。这类情况对吹填土质分布提出了更高的要求，否则将导致增加土方平衡施工，延长规划周期，增加费用，严重影响沿海区域的整体规划。本工法就新型纳泥区优化区域泥质分布吹填施工工法进行论述，具体以天津临港经济区装备制造业基地T7T8T9区补吹填工程（以下简称临港

2、T7T8T9补吹填工程）中吹填施工的原理及方案进行讲解。在由我单位施工的临港T7T8T9补吹填工程位于天津临港经济区东南角，毗邻外海海域，水深大，水流急。本工程施工前纳泥区泥面标高已达到+5米（新港理论高程，下同），计划吹填施工后泥面标高达到+8.9米。图1-1 临港T7T8T9补吹填工程平面图根据临港经济区整体规划，本工程T8T9纳泥区东侧约500米范围规划为港区，规划交地标高为+5.5m，剩余西侧区域为非港区，规划交地标高为+3.8m。同时，本工程对软基处理卸载后标高提出了较高要求，后期无需进行大范围土方平衡施工，以减少整体工程造价。图1-2 纳泥区规划示意图2 工法特点2.1本工法采用仅

3、改变纳泥区排泥管线布置方案的方法，达到优化泥质分布的目的，方法费用低、简单易实施、可操作性强。2.2本吹填工法采用纳泥区内平行等间距吹填管线布置，并且吹填口随起滩滩面同步延伸的方法，深入管线长度辐射范围内满足软基处理后交地标高的特点。2.3排泥管线采用浮筒架设进入纳泥区，方便吹填口向前延伸。2.4结合类似工程确定排泥管线吹填起滩辐射范围，满足局部区域吹填土质分布要求，尽可能降低软基处理卸载后土方倒运施工，达到控制的目的。3 适用范围本工法适用围海吹填造陆工程软基处理卸载后泥面标高分区域不同，且要求保持较好平整度的应用。4 工艺原理4.1 工程背景介绍现阶段尽管围海造陆工程数量已经很多，对施工的

4、精度要求也越来越高，但围海造陆工程中规划区吹填施工指标（吹填标高、吹填泥质分布等）与交地要求指标（平均标高、平整度等）一直相辅相成，需进行认真分析，才能达到预定的交地要求。事实证明，现有的工程中经常出现纳泥区经软基处理卸载后泥面标高差异大；呈斜坡状，需额外进行土方平衡施工，延长了规划的期限，增加整体工程造价，如图4.1-1。软基处理前泥面示意标高卸载后吹填管口泥面示意标高卸载后排水口处泥面示意标高图4.1-1 泥面标高示意图而随着技术发展，近年来工程开始规划要求吹填施工完，软基处理卸载后泥面分区域有不同标高要求且有平整度要求，无需进行大范围土方平衡施工。针对这些综合类施工项目，建设单位在规划时

5、一是可以采用常规吹填方法，在软基处理后，再土方倒运，二是可以在吹填前增加隔堤数量，缩小分区域面积，使吹填土质均匀。这两种方法使成本增加，规划周期延长。4.2原因分析事实证明，常规的吹填工艺完成后土质分布情况通过理论分析难以预估。吹填施工时，取至海底的原状土经挖泥船吹至纳泥区后，土的含水量、状态性质发生了很大的变化。经过软基处理后，对土体进行压缩，减小土体含水量，改善了土质情况。通过已有施工经验显示，纳泥区沿吹填管口至泄水口土质逐渐变差。吹填管口位置处较好土质的泥会较快的沉淀，浮泥被冲走，因此吹填管口处泥的土质条件往往是最好的。而泄水口区域浮泥和积水最多，泥的土质条件是最差的。随着纳泥区沿吹填管

6、口至泄水口土质越来越差，土体的含水量也越来越高，使软基处理后压缩量也越大。4.3理论思路介绍本施工工艺为解决该技术问题而提供一种实施方便、缩短项目周期、提高工作效率、降低成本的新型纳泥区局部优化且均匀分布泥质的吹填方法及实施结构。新方法的核心在于根据工况要求围堰形成封闭式纳泥区内进行吹填施工时采用新型的排泥管线布设实施吹填施工。该吹填方式要求在规划对土质要求高的一侧设置吹填区，排水区位于吹填区的对侧。吹填侧围埝均匀布设多个吹填口，相邻吹填口之间的间距不大于排泥管线辐射范围。在吹填过程中沿吹填管口安装吹填管，在安装吹填管时，保证所述吹填管期初位于围堰堤边，吹填区起滩后，逐步延伸进入吹填区内，每次

7、延伸适当工作范围，每根吹填管尽可能保持同步，并最终延伸到规划要求的范围。图4.3-1 吹填管线布设简图4.4排泥管口起滩辐射范围确定参考该地区临港工业区中粮油二期真空预压工程，该工程吹填管口布置于围埝边，相邻两个吹填管口相距约250米，在软基处理后相邻管口区域外延130米范围内平整度好，整体满足设计规划要求，无需再进行土方平衡施工。图4.4-1 临港工业区中粮油二期真空预压工程经验示意图结合本工程取泥区情况，参考上述经验，本工程排泥管口起滩辐射范围确定为200米，并以此为基础确定纳泥区内布设排泥管线的间距。吹填管间距200米图4.4-2 管线布设简图5 工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施

8、工准备排泥管线主线施工多个吹填口布设吹填管口逐步起滩排泥管线向纳泥区延伸排泥管线延伸至设计长度达到吹填标高完成施工吹填施工图5.1-1 排泥管线布设施工工艺流程图5.2 施工过程工艺以临港T7T8T9补吹填工程排泥管线布设施工为例。5.2.1 封闭式纳泥区形成根据工况要求建设围埝形成封闭式纳泥区，围埝标高和吹填标高需满足工程要求。5.2.2 排泥管线主线布设选择规划要求平整度的区域设置为吹填侧，且该吹填侧靠近取泥区，吹填区的对侧设置排水区，布设足够排量的排水口以满足排水要求。沿吹填侧围埝坡脚进行排泥管线主线施工。已完工围埝纳泥区东侧为吹填侧排水口图5.2.2-1 吹填工前航拍图本工程按照工期要

9、求，东侧吹填计划投入绞吸挖泥船三艘。其中13号口由一号船舶实施吹填，46号口由二号船舶实施吹填，剩下710号口由三号船舶实施吹填，所以主线共布置三条。第三条主线负责7-10号口第二条主线负责4-6号口第一条主线负责1-3号口图5.2.2-2 船舶占有吹填口情况根据计划的吹填口数量及位置布设相应数量带闸板的三通，每个三通间距约为200米。图5.2.2-3 带闸板的三通5.2.3多个吹填口布设在预留的三通处连接排泥管线沿围埝架设进入纳泥区内，在安装吹填管时，保证所述吹填管期初位于围埝堤边。图5.2.3-1 主线三通处连接管线上围埝图5.2.3-2 期初管口位于围埝边5.2.4吹填中随起滩延伸吹填口

10、，每个吹填口保持同步在吹填区起滩后，排泥管线逐步深入吹填区内，每次延伸根据泥质及起滩情况进行调整，累计延伸长度约为400 m左右，使起滩范围覆盖不少于从吹填侧累计向西侧约为500 m范围内，满足规划要求。在施工过程中因工程需要分层吹填，吹填底层时在管线延伸至400m左右之后，再缩短吹填口，从围埝边开始吹填，重复向泥塘内部延伸，保证每一层泥质的均匀要求。图5.2.4-1 吹填过程中管线延伸5.2.5吹填过程航拍记录在吹填施工过程中，定期对纳泥区进行航拍，其中纳泥区内管线布置照片如下：图5.2.5-1 吹填管线1号口过程照片 图5.2.5-2 吹填过程中管线延伸照片通过航拍掌握纳泥区内泥质分布及吹

11、填泥水流动情况。可以证实，纳泥区东侧泥质明细好于纳泥区西侧，排水口处泥质最差。图5.2.5-3 吹填过程中航拍图1图5.2.5-4 吹填过程中航拍图2从上述两张航拍图中不难看出，西堤靠南位置为排水口，区内水流方向均为由东向西。靠近东侧围堤的泥质颜色深，泥质条件较西侧更好。6 材料与设备6.1排泥钢管；6.2排泥胶管；6.3带闸板的三通；6.4若干弯头等其他附件。7 质量控制以临港T7T8T9补吹填工程吹填工艺施工为例。7.1管线布设原则：沿东堤外侧布设排泥管线主线，其出口采用三通每间隔200米布设一个。根据船舶计划，在进行排泥管线布设时，将吹填口分组，循环调整出口位置，吹填期间各吹填口保持同步

12、延伸。排泥管出口远离排水口布设，以延长泄水流径、加速泥砂沉淀、减小吹填流失。7.2吹填口间距要求：各吹填口间隔200米布设，在管口延伸过程中尽量保持同步。7.3整体吹填布设规划：本工程沿吹填侧围埝均匀间隔布设管线，其他侧可布设适量吹填管口以满足吹满整个纳泥区的需要。7.4排泥管线连接牢固，并安排人员定期巡视，发现漏泥情况及时维修加固。7.5管线过堤主要为陆地管横跨围埝，由于管线弯曲易使过堤管处的橡胶管出现撕裂现象。为此，在上堤前小角度弯头将过堤管线进行衔接，减轻橡胶管的受力并保护大堤不受损坏。8 安全措施8.1所有施工人员，陆地及海上施工时一律穿戴救生衣安全帽，并做好与施工船舶及辅助船舶的沟通

13、。8.2排泥管线材料装卸地点周围严禁无关人员走动8.3非该工程人员禁止随意进入施工场地。8.4管线材料堆放整齐，道路通畅，创造良好作业环境。8.5施工现场设置安全标志，并不得擅自拆除。8.6场内道路经常维护，保持畅通。8.7纳泥区内延伸管线采用水陆勾机，延伸管线施工需满足水陆勾机作业承载力要求。9 环保措施9.1采用先进环保的施工船舶采用船舶达到环保要求。9.2施工船舶废水和固体废物应采取环保措施施工船舶在水域内定点作业或停泊时均根据施工作业场地及其周围海域环境情况，选择合理的环境保护措施，严格执行船舶污染物排放标准。其中对施工船舶产生的含油污水必须经过船舶配备的油水分离器统一收集处理，达标后

14、于开阔水域落潮时段排放；尽量减少生活污水发生量；船舶垃圾经过收集后定期送至岸上垃圾处理场统一处置。9.3废弃物的处理对有害物质（如染料、油料、废旧材料和生产垃圾等）经处理后运至当地环保部门指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐蚀造成对生态资源的破坏。9.4施工噪音的控制措施1、严格遵守建筑施工场界噪声限值、建筑施工机械设备的维护保养，减少噪声和污染的有关规定。2、在比较固定的机械设备附近，修建临时隔音屏障，减少噪音传播。3、施工和各项临时设施、施工机械运输组装场地、材料加工厂和混凝土厂等，均设在远离居民区常年主风向的下风区。10 效益分析本工法具备一定的社会效益及经济效益。10.1 社会效益 随着国

15、家经济的发展，围海造陆工程逐渐兴起。在围海造陆工程兴起的同时，对围海造陆工程的技术要求也更高的要求，最初仅需满足将海底泥土吹填至纳泥区，而现在更需要采用新工艺满足新时代业主的要求，为工程建设增值。在未开发区域需采取新型的吹填施工工艺以满足软基处理卸载后泥面特殊标高要求的目的，促使本工法的形成并实施，不仅降低了工程造价，而且大大缩短了规划周期，体现了巨大的社会效益。10.2 经济效益经济效益主要表现在本工法实现了在简便工艺条件及可操作性强的吹填施工方法下，将吹填区泥质分区域排布且同区域内分布均匀，使吹填区软基处理卸载后泥面标高要求得到满足，大大降低了整体造陆成本。此方法进行分析进而计算成本，造价

16、低于采用原始排泥管线布设工艺实施吹填施工，软基处理卸载完成再进行土方平衡施工的方法。前者增加的管线布设费用基本可以忽略不计，而后者实施土方平衡的费用既是采用新型排泥管线布设工艺节省的成本，采用概算指标法分析计算如下：表10.2-1 概算指标法计算节省费用序号项目名称费用项目工程量概算单价合价（万元）合计备注1普通的吹填施工及后续基础处理施工吹填施工1600万方160000256001102702软基处理工程385万平1900000731503土方平衡施工192万方600000115204新型纳泥区优化区域泥质分布吹填施工级后续基础处理施工吹填施工1600万方16000025600987505软

17、基处理工程385万平190000073150按照天津临港经济区装备制造业基地T7T8T9区补吹填工程T8T9纳泥区约385万平方米纳泥区计算，采用原始排泥管线布设工艺需倒运工程土方约192万方，可节省约11520万元，初步对比分析可确定，每1万平方米范围内可节省30万元，本工法具备较优经济效益。表10.2-2 工程整体规划工期预计序号项目名称费用项目工期合计备注1普通的吹填施工及后续基础处理施工吹填施工1.5年3年工期为预估，具体工期情况根据工程实际进行调整2软基处理工程1年3土方平衡施工0.5年4新型纳泥区优化区域泥质分布吹填施工级后续基础处理施工吹填施工1.5年2.5年5软基处理工程1年按照天津临港经济区后期工程规划要求，需要对吹填区域进行软基处理施工，如果采用普通的吹填施工及后续软基处理施工的方法，将增加土方平衡施工，整体工期增加0.5年，延长工期20%，不利于工期控制和资金的投资效率。11 应用实例天津临港经济区装备制造业基地T7T8T9区补吹填工程吹填施工期间排泥管线布设。开工日期：2015年1月17日。完工日期：2015年10月30日。本措施项目涉及一种控制软基处理卸载后泥面差异标高的吹填方法及其结构，包括一个封闭围堰而成的纳泥区，在靠近取泥区的围堰堤上布设数个吹填口，相邻的