中粗砂抛吹施工技术研究

中粗砂抛吹施工技术研究

魏建峰，姚广军

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（1．上海交通建设总承包有限公司，上海200136；

2．中交上海航道局有限公司江苏交通建设工程分公司，江苏连云港222000）

摘

要：结合厦门某工程的施工，研究耙吸挖泥船、自卸砂船外海取砂后至储砂坑抛填，再由绞吸挖泥船吹填上岸

的施工工艺及相关的优化措施，使得在有限的施工水域内船舶连续施工并提高了施工效率。

关键词：中粗砂；绞吸挖泥船；自卸砂船；耙吸挖泥船；抛吹；吹填；液压三通；平整度中图分类号：TV52一、工程概况

厦门某工程主要有陆域形成、隔堰、吹填围堰、地基处理等主要内容。

文献标识码：A文章编号：1006-7973（2017）06-0176-03（1）耙吸挖泥船抛填

7、8#储砂坑供耙吸挖泥船抛砂，每个储砂坑尺寸为长500m，宽400m的矩形储砂坑，中间间隔50m宽。同时投入4艘万方耙吸挖泥船将东碇岛所取砂料抛至7、8#储砂坑抛填，但储砂坑内施工范围狭窄，耙吸挖泥船与绞吸挖泥船互相影响，储砂坑不能充分被利用，抛砂不均匀，造成了储砂坑的可存砂量减少，并且由于耙吸挖泥船抛砂区域集中，浅点多容易发生搁浅，由于抛砂不均匀造成绞吸挖泥船施工效率降低。7、8#储砂坑因施工环保要求，周边布设有防污帘，且7#储砂坑北侧区域下层存在礁石无法抛砂，造成可以利用的区域进一步减少。要协调4条耙吸挖泥船和3条绞吸挖泥船在不到2个储砂坑的范围内不间断配合连续施工，存在一定的难度，因此施工过程中进行了相关施工方案的调整和优化措施。

图1工程总平面布置图

本工程的核心施工内容主要为陆域形成工程，陆域形成工程的砂料为中粗砂，主要采用东碇岛外海砂源，通过耙吸挖泥船、自卸砂船进行深海取砂，再运输至储砂坑抛填，由绞吸挖泥船吹填最终成陆。

二、施工工艺简析

本工程陆域形成施工吹填强度较高，为满足施工进度要求，施工中安排耙吸挖泥船、自卸砂船相结合的施工方式进行抛填，再由绞吸挖泥船吹填成陆的施工工艺，主要从抛填施工和吹填施工两个方面。

1．抛填施工

考虑到已有储砂坑尺寸及航道水深条件的，安排耙吸挖泥船抛填7、8#储砂坑，同时配备3条绞吸挖泥船，安排一定数量的自卸砂船抛填11、12#储砂坑，同时配备2条绞吸挖泥船，形成抛吹施工流水作业。

图27、8#储砂坑抛砂平面示意图

根据耙吸挖泥船船舶尺寸，将7、8#储砂坑进行细化，

收稿日期：2017-03-19

作者简介：魏建峰（1984-），男，上海交通建设总承包有限公司工程师。

姚广军（1984-），男，中交上海航道局有限公司江苏交通建设工程分公司工程师。

第6期魏建峰等：中粗砂抛吹施工技术研究177

同时在8#储砂坑外侧新增加一个卸砂区，把100m×300m分区进一步细化为30m×100m的方格，每个分区预留10m×300m的范围以备船舶抛砂流散，其中7区、11区为绞吸挖泥船停泊区域，给自卸砂船直接供砂在船头施工。经项目部调度中心根据前期耙吸挖泥船的抛砂位置，并结合潮位合理安排进点耙吸挖泥船抛砂，船舶在抛砂过程中向调度中心报告实际抛砂位置，并截图拍照上传至耙吸挖泥船抛砂微信群，达到项目部实时动态监控耙吸挖泥船抛砂的效果，提高精准抛砂作业，同时提高抛砂平整度和砂层厚度。当耙吸挖泥船供砂效率低于绞吸挖泥船时，为保障绞吸挖泥船吹填上岸的供砂强度，安排自卸砂船进储砂坑进行补砂。

储砂坑按照上述细分划区后，既加强了施工船舶的作业安全，也提高了耙绞联合施工效率。在安全上，通过项目部调度中心记录子分区的抛砂次数并结合最新的水深测图、潮位，保证船舶在最大程度上满足储砂量，且不会出现搁浅的情况；通过储砂坑分区可以有效的将耙吸挖泥船与绞吸挖泥船的作业区域隔开，避免相互影响出现安全事故。

在生产效率上，将两个500m×400m的储砂坑细化成100m×30m的子分区，在各船优良操船技艺的保障下，极大提高了抛砂精度，做到全面卸砂无死角，平整度高，砂层厚且均匀。充分利用了每个子分区的储砂量，也保证了绞吸挖泥船的平稳的施工效率，提高了产量。

（2）自卸砂船抛填

11、12#储砂坑供自卸砂船抛砂，每个储砂坑尺寸为长400m，宽400m的矩形砂坑，中间间隔50m宽。对11、12#储砂坑坑进行抛砂，该区域采用自卸砂船抛坑出水，利用自卸砂船安装的导航系统采用定点抛砂，同时安排绞吸挖泥船吹填抛填砂。自卸砂船采用排队等候制度进行抛砂，同时结合船舶吃水和潮位进行动态调整，由项目部调度中心统一进行安排抛砂，避免出现抛砂混乱现象的发生，每次抛砂开始、结束都报调度中心进行汇总。

图311、12#储砂坑自卸砂船抛砂

2．绞吸挖泥船吹填施工（1）水上施工

本工程原先设计总共4个储砂坑，分别为3、4#储砂坑、7、8#储砂坑（每个储砂坑尺寸为500m×400m），设计布置4条绞吸挖泥船。由于在施工中发现3、4#储砂坑存在石

头，造成3、4#储砂坑无法使用。开挖7、8#储砂坑中由于7#储砂坑存在下层礁石无法开挖，7#储砂坑的一半无法使用，因此本工程只能使用1.5个储砂坑。前期通过合理优化措施，布置了3条绞吸挖泥船配合4条耙吸挖泥船在7、8#储砂坑联合施工。后在业主设计变更，增加陆域形成海砂回填工程量的情况下，为解决绞吸挖泥船吹填能力不足的情况，借用11、12#储砂坑，同时通过分流自卸砂船抛砂至11、12#储砂坑及增条绞吸挖泥船的方案，解决了陆域形成吹填能力不足的情况，在前期7、8#储砂坑3条绞吸挖泥船的情况下，第4、第5艘绞吸挖泥船陆续开工（后期11、12#储砂坑绞吸挖泥船增加到3艘）。

7、8#储砂坑每个抛砂区分为3条施工，每条挖宽100m，确保绞吸挖泥船在合理挖宽内。根据绞吸挖泥船与耙吸挖泥船的产能对比分析结果，安排绞吸挖泥船由北向南开挖，采用两船在前一船在后的V字型方式、一船在前两船在后的倒V字型方式或3船前后错落有致布置的方式同时施工，在减少绞吸挖泥船之间互相干扰的同时，也避免了与耙吸挖泥船抛砂的冲突，保证了耙绞抛吹施工的连贯性。

图47、8#储砂坑船舶布置示意图

11、12#储砂坑根据抛砂出水的范围进行分段施工，由于砂层厚度有20~30m且大部分露出水面以上，绞吸挖泥船采用高潮挖上层，低潮挖下层的施工方案，安排绞吸挖泥船由北向南开挖，同时南侧由自卸砂船抛砂逐渐向南移动，绞吸挖泥船在后跟进施工，不造成相互干扰。

图511、12#储砂坑船舶布置示意图

（2）陆上施工

本工程吹填中粗砂，砂的流动性极差，吹填管口极易堆高，造成管线接管频率高，绞吸挖泥船时间利用率低，而且由于二次吹填分层施工，砂层厚度更薄，只有2~4m的吹填厚度，造成管线接管频率更高。（下转第181页）

第6期周颖等：钢筋混凝土套箱在船闸靠船墩加固维修中的实践应用181

即放下套箱，弄清异常情况的原因并排除，若一切正常，则20min后放下套箱，检查吊耳环及其根部的混凝土是否有异常情况，在确保一切正常后开始正式起吊装船，套箱放下停稳后，起重船吊钩不要急于放下，应使吊索具处于适度张紧状态，同时指挥工及安全员要仔细观察套箱，确认套箱均匀摆放在平板方驳甲板并竖直自稳后才能松钩卸绳。

重复上述动作，直到套箱均顺利装船运抵安装现场。

测点的距离，当测量距离接近该数值且偏差不大于允许偏差值时，可确定、套箱中轴线位置；前沿线控制应使全站仪目镜、下游面观测点、上游面观测点保持在一条直线上或偏差不大于允许偏差值时，可确定套箱前沿线位置。保障套箱前沿线和间距的精准，竖直方向调整套箱，确保套箱不产生歪扭斜现象，通过系列控制，本工程实施的靠船墩整体尺度精准，前沿线顺直，前沿线无前倾现象，后仰控制线30mm，优于《水运工程质量检验标准》JTS257-2008的50mm允许误差。

3．混凝土无底套箱安装

套箱安装同样有生钩、试吊、起吊、卸船、摆放的步骤，不作赘述。

套箱的精确就位，需控制套箱的三向数据，包括横向（垂直于航道中线）和纵向（平行于航道中线）尺寸的测量控制，及套箱安装高程测量控制。纵向尺寸通过测距（墩中心距为20m）控制，前沿线通过控制线偏差控制，高程通过水准仪控制。为此在套箱上必须埋设测距观测点和控制线观测点。事先在每个套箱顶面，划出距套箱前沿1.5m的平行线（控制线），该平行线与套箱两侧边（上下游面）壁厚中心线各形成一个交叉点，上、下游面的交点距套箱外壁的距离均为12.5cm，在上游面交点上钻孔埋设一根直径12mm钢筋，并使该钢筋高出套箱顶面约1.5m（防止被遮挡和便于观测），用于控制线观测；在下游面交点上钻孔埋设一个标准观测钉，并在该观测钉上安装一个棱角，用于测距和控制线观测。

套箱安装时，底部接触到靠船墩底板后，应立即停止松放吊索，并重新提升套箱使之离开靠船墩底板约20cm左右悬停并保持，供观测人员测量定位。安装套箱时，全站仪架设在靠船墩中轴线和控制线的交叉点上，计算出控制点与观

四、结束语

无底混凝土套箱在船闸靠船墩加固中的应用，在苏北运河的靠船墩等水工结构维修中尚属首次，本文以皂河二号船闸上游靠船墩采用的无底混凝土套箱加固工程为例，通过分析砼套箱的预制、起吊、安装等关键工序和控制方法，采用改进后的整体钢模板工艺，更能显著提高施工效率，减少水上施工时间。套箱不仅作为墩体下部混凝土的防水围堰和模板，还作为靠船墩的永久性结构留在水下，极大提高了墩体的耐久性和防撞能力，也避免了传统钢围堰施工的水下堵漏老大难问题，施工方法简单，同时更加经济高效，为类似工程施工提供借鉴经验。对比传统钢围堰方案，得出无底混凝土套箱在内河靠船墩维修中具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]姜言泉.桥梁水下无封底混凝土套箱建造技术、山东高速

青岛海湾大桥建设丛书，2011，6.

[2]南京瑞迪建设科技有限公司.皂河二号船闸上游靠船墩加

固维修设计方案.2015，2.

（上接第177页）

为解决上述问题，项目部积极摸索总结经验，前后制作了数套液压三通闸阀，陆续安装到吹填管线上，采用液压三通实现主线支线的互换，在不用打清水的情况下，使得绞吸挖泥船接管不停工，有效的来提高船舶时间利用率，同时提高了吹填平整度。

三、结语

图6绞吸吹填管口

本工程对于船舶有较高的要求，对于耙吸挖泥船和自卸砂船抛砂的精准度要求较高，保证抛填平整度，提高绞吸挖泥船施工效率。同时绞吸挖泥船吹填中粗砂对船舶机械、管线配置的要求比吹淤泥要求高，对于管线的输送能力要求高，通过研究液压三通结合砂垫层整平和满载整平，进一步提高了绞吸挖泥船吹填施工效率。该工程对于后期中粗砂吹填研究提供了大量的研究资料，为后续类似项目的施工有一定的参考价值。

参考文献

图7绞吸挖泥船吹填液压三通

[1]JTS257-2008，水运工程质量检验标准[S]．[2]JTS207-2012，疏浚与吹填工程施工规范[S]．