楊培鋒 鐘威龍
中交廣州航道局有限公司,廣東廣州 510290
社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,人口也在不斷增加,土地資源已經(jīng)呈現(xiàn)出越來越緊張的趨勢,因此,當(dāng)下一些沿海城市進(jìn)行土地資源開發(fā)時采用了圍海造陸方式來擴(kuò)大人們活動空間范圍,從而有效的滿足了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土地的需求。盡管當(dāng)下我國圍海造陸工程技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展與進(jìn)步,但在具體施工中仍有一些難點需要通過進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)去克服,因此有必要對海造陸工程施工難點與解決對策進(jìn)行相應(yīng)研究。
圍海造陸工程施工技術(shù)在不斷發(fā)展,在造陸規(guī)模上已由先前幾十萬米擴(kuò)展為當(dāng)下上千萬米的規(guī)模,并且對于當(dāng)下一些圍海造陸工程一次性的圍海造陸面積達(dá)到成百上千萬平方米已經(jīng)是一種比較常見的現(xiàn)象?;诖?,特總結(jié)了幾點我國當(dāng)下圍海造陸工程特點:一是對圍海造陸的目的更加的明確,一般多為工業(yè)用地,因此對于相應(yīng)的地基承載力與穩(wěn)定性要求較為嚴(yán)格;二是圍海造陸工程進(jìn)度一般比較快,只需短短數(shù)年即可以完成從吹填到最后施工完成驗收;三是圍海造陸的規(guī)模越來越大,與傳統(tǒng)點滴式推進(jìn)造陸不同,當(dāng)下一次性即可完成上千萬平米級別的圍海造陸;四是造陸的難度越來越大,對施工技術(shù)要求也越來越高,當(dāng)前造陸環(huán)境也越發(fā)惡劣;五是有關(guān)圍海造陸的施工技術(shù)含量也越來越高,處理工藝的方法也越來越先進(jìn)。當(dāng)下圍海造陸施工盡管已經(jīng)取得了不錯的成績,但具體施工中仍會遇到很多施工難點。
盡管當(dāng)下圍海造陸施工技術(shù)發(fā)展迅猛,但有關(guān)地基的變形沉降與強度增加仍是圍海造陸施工主要難點。首先,對于地基變形沉降方面,關(guān)于如何確定圍海造陸后形成的沉降到現(xiàn)在仍缺乏一個準(zhǔn)確的算法。
其次,在具體進(jìn)行圍海造陸工程時,如果圍埝結(jié)構(gòu)頂面隨著高程的提升,可吹填淤泥量不斷增加,那么在后期需要的填補土量就會變少。反之,圍埝結(jié)構(gòu)頂面隨著高程提升,后期需要的填補土量就會增加。但由于填土?xí)r用到的中粗砂價格較高,因此會導(dǎo)致工程造價迅速提升,使得工程資源無法實現(xiàn)更加合理的調(diào)配。若一味增加吹填納泥量仍會產(chǎn)生新的問題,即隨著吹填納泥量增加,納泥池圍埝高程也會增加,而納泥池圍埝僅僅是一個軟土地基之上的臨時結(jié)構(gòu),因此對地基強度造成了很大影響。因此如何利用技術(shù)增強地基土強度也是當(dāng)下圍海造陸工程施工的難點。
最后在具體施工時,針對于取泥區(qū)距離遠(yuǎn)、吹泥的排距遠(yuǎn)、泥塘面積大問題對相應(yīng)船舶進(jìn)行施工時的工作效率也會造成很大影響。由于在管口前泥漿的擴(kuò)散效果低下,容易在管口形成堆積,因此難以對吹填平整度做到有效控制。此外,圍海造陸的成陸時間較短,在完成吹填后需要對地基立即進(jìn)行處理,并對吹填區(qū)的排水順暢度與吹填完成后土體含水量也有著較高的要求。既要保證排水更加順暢,含水量少,還要確保土體固結(jié)的速度快。因此,需要合理選擇相應(yīng)施工技術(shù)與方法克服這些施工難點。
在對圍海造陸工程進(jìn)行具體施工時,需要慎重考慮是否需要修建分隔埝以及如何對造陸區(qū)進(jìn)行劃分的問題。關(guān)于分隔埝修建問題,若不修建,可以節(jié)省工程造價。但進(jìn)行整體吹填時會使得圍埝結(jié)構(gòu)高程過高,因此受到側(cè)壓力也會變大,由于圍埝立于質(zhì)地較軟的地基之上,再加上風(fēng)力因素以及海浪對圍埝結(jié)構(gòu)的拍打,很容易導(dǎo)致埝體滑移,嚴(yán)重時還會導(dǎo)致坍塌,不僅帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失,還會影響整體工程進(jìn)度。若選擇修建分隔埝,將整個吹填區(qū)通過分隔埝進(jìn)一步分化,減輕側(cè)壓力對埝體造成的危害,并有利于管線布設(shè),但相應(yīng)的工程造價會很高。因此在具體施工過程中需要根據(jù)實際工程情況合理選擇相應(yīng)施工方法。在對造陸區(qū)劃分時,一般將泥塘面積控制在60萬m2,對于工程造價性價比較高,但這只是一個參考數(shù)字,具體仍需要根據(jù)實際填海造陸工程區(qū)確定。
圍海造陸施工對吹填施工順序的劃分與整體管線布置、相應(yīng)的施工造價成本挖泥船選擇以及最終的吹填質(zhì)量息息相關(guān)。合理劃分吹填施工順序,首先可以提升挖泥船的工作效率,并使得管線布置工作量實現(xiàn)有效降低;其次對埝體出現(xiàn)滑移的風(fēng)險也有著良好降低作用;最后可以為后期的地基處理提供更加便利的條件。在具體對吹填施工劃分時特總結(jié)出以下原則:
遠(yuǎn)泥近吹,近泥遠(yuǎn)吹。若挖泥船是同一型號,那么需要遵循“近泥遠(yuǎn)排、遠(yuǎn)泥近排”原則進(jìn)行施工,若挖泥船型號不同,大型號挖泥船要遵循“遠(yuǎn)泥遠(yuǎn)排”原則,小型號挖泥船要遵循“近泥近排”原則。
吹填施工實行“分塊截淤”,確保圍堰穩(wěn)定安全。在具體的疏浚吹填施工中,由于疏浚的土質(zhì)大都質(zhì)地較軟,很多淤泥多會聚集在離吹填管頭較遠(yuǎn)的區(qū)域,當(dāng)隨著吹填施工不斷進(jìn)行,相應(yīng)的淤泥厚度及淤泥量也在不斷增加,因此針對于外圍堰側(cè)壓力也在不斷增大,為了削減這一壓力,確保外圍堰穩(wěn)定性,因此在具體施工時可以采用“分塊截淤”的施工方法,對吹填管線布設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,使得吹填區(qū)域形成的淤泥量不再大量堆積,而是形成若干個區(qū)域小塊,從而有效地分散了整體淤泥對圍堰造成的壓力,確保圍堰不會因淤泥流動形成的壓力致使其出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。
制定合理的上、下層土方調(diào)配方案。要嚴(yán)格按照泥塘泥面的標(biāo)準(zhǔn)高程來對船舶開挖上下層土方進(jìn)行合理的安排。在吹填施工施工前期,需要調(diào)動挖泥船對上層土方進(jìn)行開挖,在施工后期,再安排挖泥船對下層質(zhì)地較硬的土方進(jìn)行開挖,將非常有利于泥面達(dá)到標(biāo)高時的延管作業(yè)施工。
若在進(jìn)行填海造陸工程施工時,吹填工藝缺乏必要的準(zhǔn)確度,管線缺乏合理的布置,那么直接導(dǎo)致的問題就是在吹填結(jié)束后,相應(yīng)的泥面平整度難以滿足施工要求,難以達(dá)到較好的平整度效果。具體問題體現(xiàn)為:一是泥面出現(xiàn)泥漿堆積現(xiàn)象,并出現(xiàn)了大面積的鼓包。二是整個泥面呈現(xiàn)“地包天”現(xiàn)象,即四周高中間低。這些不良現(xiàn)象會加大后續(xù)的工作量,由于要對鼓包及泥塘的積水進(jìn)行相應(yīng)的處理,因此不僅拖慢了工程進(jìn)度,還造成了不必要的施工成本的增加,進(jìn)而對整體施工質(zhì)量造成不利影響。因此,為了實現(xiàn)平整度的控制需要對吹泥管口方向與縮口形式進(jìn)行合理的選擇,此外,還要科學(xué)合理的選擇岸管布置方式與泥塘延伸管線的方式。
對縮口形式進(jìn)行合理改變。傳統(tǒng)的縮口形式為圓錐形,當(dāng)泥漿從相應(yīng)縮口噴出時一般呈現(xiàn)柱狀噴射,由于柱狀具有很強的沖擊力,因此很容易在相應(yīng)的落泥點處沖出一個大坑,在大坑前方會因為泥土的涌動與堆積形成一個鼓包,從而對吹泥的平整度造成不良影響,因此需要對縮口的形式進(jìn)行進(jìn)一的改進(jìn)完善??梢詫⒖s口改成鴨嘴的形狀,這樣泥漿通過鴨嘴進(jìn)行噴出時,其形狀會呈現(xiàn)扇形,這樣的扇形噴射壓力相對分散,并向四周呈輻射狀噴射泥漿,因此泥漿的噴散效果更好。由于噴射壓力被分散在泥漿落點處形成的壓力較小,因此就不會在落點處形成大坑,從而可以有效提升吹填的平整度。此外,在吹泥過程中,還可以根據(jù)泥面的實際情況來對吹泥管線的縮口方向進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,讓泥漿在噴射中向不同的方向進(jìn)行噴泥,從而有效避免了泥漿在某一處出現(xiàn)過度堆積現(xiàn)象,對造陸平整度造成不利影響。
合理選擇岸管布置方式。在進(jìn)行填海造陸工程吹填施工時,當(dāng)泥塘面積較小時,為了使得泥塘內(nèi)延管的工程量有效減少,都會采用傳統(tǒng)的“三邊布管,一邊留排泄口”的方式進(jìn)行施工,但這種施工方式并不適用于規(guī)模較大的吹填施工,若在大面積的吹填施工中應(yīng)用此種方法,會使得泥塘的內(nèi)部一直存在擾動而無法形成有效的沉淀。并且由于吹泥管口太短無法觸及到泥塘的中心區(qū)域,從而會造成泥塘中心區(qū)域的吹填土土質(zhì)較軟,沉降量大,土質(zhì)的顆粒大等問題,等到最后完成吹填施工,會使得泥塘出現(xiàn)“地包天”現(xiàn)象,既影響正常的排水,同時也為后續(xù)的施工造成了很大的困難,增加了不必要的施工量與工程造價成本。因此在對規(guī)模較大的填海造陸工程進(jìn)行施工時,在管線埋設(shè)方式上宜采用“L”型管線布置方式,所謂“L”型即將主管線布置與主排泄口形成對角“L”型。并對吹泥管口間距進(jìn)行合理的選擇,對于大型船舶,間距設(shè)置在150~200m為宜,而對于小型船舶來講,間距設(shè)置為90~120m即可。與此同時,在“L”型角附近的管口間距可以適當(dāng)?shù)倪x擇減小。
合理選擇泥塘延管鋪設(shè)方式。傳統(tǒng)的泥塘延管鋪設(shè)過程一般是通過對木支架進(jìn)行鋪設(shè)并往泥塘里進(jìn)行延管操作。這種延管鋪設(shè)方式一是效率比較低,成本也比較高昂。二是投入的人力也比較大,無法對延管材料進(jìn)行重復(fù)利用。三是影響后期的軟基加固?;诖?,需要選擇合理的延管鋪設(shè)工藝。可以采用浮筒原理延管技術(shù)工藝,簡單來說,就是通過在浮筒之上放置排泥管線從而達(dá)到向吹泥廠區(qū)延伸的目的,可以有效避免“地包天”形成,提升吹泥平整度。
綜上所述,圍海造陸工程是一項復(fù)雜綜合性較強的工程,在具體施工過程中要根據(jù)實際工程情況,合理選擇施工技術(shù)與方法,克服施工過程中難點,有效提升圍海造陸過程質(zhì)量。
[1] 彭浩,陳強. 大型圍海造陸工程施工中難點及應(yīng)對措施[J]. 中國水運月刊,2016,16(5):285-287.