(中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200)

嵊泗縣馬關(guān)海島風(fēng)情小鎮(zhèn)項(xiàng)目陸域形成工程采用吹砂技術(shù)，將海砂吹填至水塘形成小鎮(zhèn)建設(shè)用地，回填Ⅰ區(qū)為吹砂區(qū)，面積約562.5畝，吹砂高程為2.9m，吹填砂192萬(wàn)m3。施工平面布置如圖1所示。

圖1 施工平面布置

1 吹砂施工原理

吹砂施工原理是依靠采砂船、運(yùn)砂船和吹砂船配合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)砂水混合物通過(guò)管線輸送至回填現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)沉淀及尾水排放，砂留在回填區(qū)形成陸地；吹填砂造地后期軟基處理成本低，可快速、高效地提供建設(shè)用地。

2 吹砂技術(shù)方案

2.1 吹砂船駐位

根據(jù)工程區(qū)域的自然環(huán)境特點(diǎn)及吃水要求，在回填Ⅰ區(qū)域東側(cè)海堤外側(cè)，沿圍堤軸線方向布設(shè)3艘吹砂船，同時(shí)配備12艘運(yùn)砂船。

2.2 管線布設(shè)

工程投入3艘吹砂船，需要布設(shè)3條管線，管線從吹砂船接出后連接一段浮管，然后與岸管連接。水上浮管與岸管的連接通過(guò)設(shè)置在新建圍堤上的水陸管架頭連接，采用塑膠管作柔性連接，即用塑膠管使浮管岸管作弧形連接。為避免對(duì)新建圍堤施工造成影響，將在圍堤上預(yù)設(shè)管線，待吹填結(jié)束后拆除。水上浮管和岸管的銜接實(shí)況如圖2所示。

圖2 水上浮管和岸管的銜接實(shí)況

2.3 施工工藝

工程具體施工工藝是采砂船上安裝的離心砂泵將砂水混合物吸起后排至運(yùn)砂船中，并通過(guò)運(yùn)砂船運(yùn)至吹砂船旁。吹砂船船舷的一側(cè)安裝有吸砂管、吸砂頭以及沖水管等吸砂裝置。依靠船上的大型吸砂泵從靠泊于舷旁的運(yùn)砂船中的砂水混合物吸入，再經(jīng)吹砂船另一側(cè)排砂管線輸送到吹填區(qū)，砂水混合物進(jìn)入回填區(qū)后，砂沉淀在回填區(qū)內(nèi)，尾水通過(guò)水門排出施工區(qū)。

2.4 吹填尾水處理及水門設(shè)置

吹填尾水通過(guò)埋設(shè)在圍堤上的水門排出回填區(qū)，經(jīng)排水閘流入外海；水門采用鋼制水門箱與鋼制排水管連接而成，水門箱采用專用鋼結(jié)構(gòu)裝配式箱形水門箱，排水管采用φ800mm鋼管，壁厚8mm；堤身排水管管壁包裹200g/m2無(wú)紡布，排水管表面設(shè)拋石護(hù)面；水門出口處采用拋石消能。水門埋設(shè)實(shí)況及排水示意圖如圖3所示。

圖3 水門埋設(shè)實(shí)況及排水示意圖

3 吹砂質(zhì)量控制

3.1 砂管布置方面

吹砂船主管線應(yīng)垂直于新建圍堤進(jìn)入吹填區(qū)開(kāi)始施工，逐步從吹填區(qū)圍堤前沿向吹填區(qū)中心推進(jìn)，避免漏吹。

吹砂前通過(guò)地形測(cè)量，計(jì)算吹填區(qū)的最大容積量，以確保管線布置合理，避免不必要的接、移管作業(yè)對(duì)施工進(jìn)度造成影響。

3.2 施工工藝方面

由于吹填平均厚度大，吹填宜分層進(jìn)行，施工中要防止局部吹填高度過(guò)大，并做好監(jiān)測(cè)工作。

3.3 吹填面高程控制

對(duì)吹填層面高程進(jìn)行控制是保證施工質(zhì)量的一個(gè)重要手段。在吹填區(qū)按一定間距布設(shè)標(biāo)高桿，用水準(zhǔn)儀及時(shí)監(jiān)測(cè)，控制排砂管線管底高程及出砂口砂面高程，同時(shí)通過(guò)預(yù)留標(biāo)高等方法嚴(yán)格控制吹填面高程。

3.4 吹填區(qū)平整控制

吹砂過(guò)程中，采用調(diào)整出泥口、支管線補(bǔ)足及人工踩砂的方式控制平整度，同時(shí)對(duì)不平整的局部區(qū)域還可以采用推土機(jī)或鏟車等機(jī)械施工方法進(jìn)行整平，以達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收要求。

4 工程難點(diǎn)及處理措施

4.1 工程難點(diǎn)

a.工程工期緊、吹砂量大。該工程吹填砂192萬(wàn)m3，但施工總工期僅有8個(gè)月，施工強(qiáng)度大；如何在這么短的工期內(nèi)完成施工任務(wù)，吹填高程及平整度滿足設(shè)計(jì)要求，是一個(gè)重要難題。

b.吹填砂與圍堤施工工序銜接要求較高。在袋裝砂圍堤施工的同時(shí)進(jìn)行吹填砂作業(yè)，既要保證袋裝砂圍堤和吹填砂的施工進(jìn)度，同時(shí)又要兼顧圍堤的穩(wěn)定性，對(duì)工序銜接的要求較高，施工難度較大。

c.施工船舶多、管理難度大。工程施工過(guò)程中大型船舶投入密度大，施工管理難度高。在施工過(guò)程中先后投入吹砂船3艘、吸砂船6艘、運(yùn)砂船12艘，以及相應(yīng)配套的輔助船舶，在施工管理方面存在較大難度。

d.水上作業(yè)安全隱患多。該工程施工地區(qū)受季風(fēng)、臺(tái)風(fēng)影響大，對(duì)水上施工作業(yè)的質(zhì)量及安全影響較大。

4.2 處理措施

a.針對(duì)工程工期緊、吹砂量大的施工難點(diǎn)。采取以下處理措施：

?計(jì)劃安排較為先進(jìn)的施工船舶進(jìn)行吹填砂施工，進(jìn)行施工效率分析工作，吹填砂施工效率分析詳見(jiàn)下表，首先從船機(jī)設(shè)備上落實(shí)保障。

吹砂效率分析表

該工程擬采用“采-運(yùn)-吹”的工藝進(jìn)行吹填砂施工，根據(jù)舟山地區(qū)歷年類似工程施工數(shù)據(jù)分析，每艘運(yùn)砂船每個(gè)有效工作日至少可完成1.5航次，每個(gè)航次運(yùn)砂量平均1200m3，計(jì)劃投入12艘運(yùn)砂船每天可完成運(yùn)輸量為1.728萬(wàn)m3，施工效率按1.5萬(wàn)m3/天計(jì)算。與之相匹配的吸砂船需6艘，吹砂船需3艘，滿足施工要求。

?因工期緊，吹填砂施工與圍堤施工做到有序銜接，避免造成工程延誤。施工時(shí)對(duì)吹填區(qū)進(jìn)行分層吹填，避免造成淤泥被擠出、隆起。同時(shí)嚴(yán)格控制吹填順序，避免淤泥擠向圍堰側(cè)，造成圍堰安全隱患。

?制定完善的施工進(jìn)度計(jì)劃，根據(jù)施工總工期編排月計(jì)劃、周計(jì)劃、日計(jì)劃，逐層分解、落實(shí)到各施工船組，確保施工進(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

b.針對(duì)吹填砂與圍堤施工工序銜接要求較高的施工難點(diǎn)。采取以下處理措施：

?嚴(yán)格按圖施工，安排具有豐富類似工程施工經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目管理人員進(jìn)行工程的施工組織管理，合理編排施工進(jìn)度計(jì)劃。

?充分協(xié)調(diào)各施工班組的施工強(qiáng)度，同時(shí)合理安排趕工措施，施工空閑時(shí)期則安排各船機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng)，確保施工條件合適的時(shí)候能夠迅速投入施工。

?針對(duì)各施工工序堤身袋裝砂、吹填砂施工等編制專項(xiàng)施工方案，保證形成平行、流水作業(yè)。同時(shí)編寫(xiě)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，以保證突發(fā)情況下順利施工。

c.針對(duì)施工船舶多、管理難度大的施工難點(diǎn)。采取以下處理措施：

?及時(shí)對(duì)施工船舶作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底和檢查工作，作業(yè)人員必須熟悉舟山嵊泗航行區(qū)域的水文條件和通航情況，掌握避讓措施和要求，同時(shí)每天安排專人按時(shí)收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，做好與調(diào)度室聯(lián)系工作。

?參與施工的船舶均配有多套高頻電話(VHF)，并設(shè)置專用頻道與港調(diào)、海事及通航船舶保持24小時(shí)通訊暢通。吹砂船、運(yùn)砂船在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前配備“船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)”(AIS)的相關(guān)船載設(shè)備，方便船舶交匯和避讓時(shí)的識(shí)別和聯(lián)系。

?加強(qiáng)運(yùn)砂船在裝載現(xiàn)場(chǎng)管理，嚴(yán)禁超載航行。在多霧季節(jié)，要求施工船舶嚴(yán)格遵守霧航規(guī)則，正確使用雷達(dá)和VHF，加強(qiáng)雷達(dá)搜索瞭望和高頻電話的聯(lián)系，及時(shí)采取正確避讓動(dòng)作。必要時(shí)停工錨泊，等待天氣好轉(zhuǎn)后再航行，保證施工和航道的通航安全。

d.針對(duì)水上作業(yè)安全隱患多的施工難點(diǎn)。采取以下處理措施：

?針對(duì)工程地區(qū)受臺(tái)風(fēng)影響較大、風(fēng)大浪急的情況。將安排經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員進(jìn)行指揮作業(yè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的風(fēng)浪情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，充分利用風(fēng)浪較小的時(shí)間段進(jìn)行趕工作業(yè)，確保本工程在既定工期內(nèi)保質(zhì)保量地完成。

?各型施工船舶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)浪情況進(jìn)行合理的作業(yè)與避風(fēng)，當(dāng)風(fēng)浪較大時(shí)安排船舶避風(fēng)并利用該段時(shí)間進(jìn)行檢修，使其能夠在天氣情況好轉(zhuǎn)時(shí)以完好的狀態(tài)投入施工。

?鑒于氣象因素對(duì)工程的不利影響，為全面確保工程安全、高效地完成，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定對(duì)所有施工人員進(jìn)行全面的安全教育及安全交底，明確施工中的安全隱患及危險(xiǎn)源，著重明確大風(fēng)季節(jié)的各項(xiàng)施工隱患。

5 工藝改進(jìn)與創(chuàng)新

5.1 采用Y型三通管

以往工程吹砂排砂口一般采用直管，直接排砂；根據(jù)該工程施工場(chǎng)地大、平整度要求高及工期短等難點(diǎn)，該工程創(chuàng)新采用了Y型三通管排砂口，Y排砂管的兩個(gè)管向設(shè)置閘門，便于自由調(diào)節(jié)出砂方向。采取此種工藝，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

?平整度得到保障。在一側(cè)吹砂區(qū)高度滿足要求時(shí)，可自由調(diào)節(jié)至另外一個(gè)方向進(jìn)行吹填，也可以多方向吹填，回填區(qū)的平整度得到保障。

?提高施工效率。此種工藝實(shí)現(xiàn)吹砂船不停船改變吹填方向，以往換向吹填需要停船接管，船舶施工效率大大降低，重新接管又費(fèi)時(shí)費(fèi)事，人工成本大；通過(guò)改進(jìn)大大提高施工效率，縮短工期，節(jié)約接管成本。

5.2 吹砂工藝優(yōu)化

常規(guī)吹砂工程直接向塘內(nèi)吹填，排砂口盡量遠(yuǎn)離水門即可；該工程施工場(chǎng)地大，在充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的情況下，優(yōu)化了吹砂工藝，在水門口附近設(shè)置一圈砂袋，標(biāo)高控制在吹填設(shè)計(jì)標(biāo)高2.90m左右，出砂口盡量遠(yuǎn)離排水口，然后再進(jìn)行吹砂施工。采取這樣施工工藝主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

?減少吹填砂流失。通過(guò)在水門附近設(shè)置屏障，盡量使吹填砂在回填區(qū)內(nèi)進(jìn)行更多時(shí)間的沉淀，減少吹填的流失量，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

?減小水門的集中應(yīng)力。以往經(jīng)常在水門附近拋石，已達(dá)到減少集中應(yīng)力的作用，減少吹砂施工對(duì)水門的破壞；但采用此方法，可減少拋石量，防止水門破壞，避免不必要的水門檢修時(shí)間，實(shí)現(xiàn)不停船不停吹，施工效率也有所增加。

6 結(jié) 語(yǔ)

從現(xiàn)場(chǎng)吹砂情況來(lái)看，采用Y型三通管排砂口可以不停船調(diào)整吹砂方向，對(duì)吹填平整度起到了較好的控制效果，超吹量得到有效控制，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^；在水門口附近設(shè)置砂袋屏障，雖然增加了編織袋的費(fèi)用，但是吹砂流失量大大降低，檢修水門的次數(shù)減少，無(wú)形中節(jié)約了吹填成本。主要的工程經(jīng)驗(yàn)有：?在工期緊張的情況下，不墨守成規(guī)，在詳細(xì)研究工程地質(zhì)、地形條件的基礎(chǔ)上，改變固有施工工藝，在水門前設(shè)置屏障，有效減少砂的流失量。?不局限原有的吹填工藝，要善于發(fā)現(xiàn)可以改進(jìn)的環(huán)節(jié)，創(chuàng)新采用Y型三通管排砂口就是基于減少人工操作的角度出發(fā)，進(jìn)一步提高了施工效率，節(jié)約了人工成本。?今后還將繼續(xù)研究創(chuàng)新吹砂技術(shù)工藝，引進(jìn)人工智能等科技手段，提高吹砂施工效能。