吹填造陸技術(shù)在溫州濱海園區(qū)丁山墾區(qū)中的應(yīng)用

應(yīng) 舒

(溫州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)工程建設(shè)指揮部,浙江 溫州 325025)

1 工程概況

溫州民營經(jīng)濟(jì)科技產(chǎn)業(yè)基地濱海園區(qū)丁山墾區(qū)一期造陸工程位于溫州中心城市東部龍灣區(qū)海城街道東南灘涂上,北鄰機(jī)場,東沿東海,南連瑞安,由溫州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會投資建設(shè),工程建設(shè)面積786.7 hm2,建設(shè)工期2 a,工程概算建安總投資為14.6億元,于2008年上半年開始建設(shè)。

工程區(qū)所屬地貌單元為浙東南濱海區(qū)河口相沖海積平原,場地原為圍墾淤積形成,地形相對平坦,區(qū)內(nèi)溝汊、養(yǎng)殖塘密布。區(qū)內(nèi)人行道路地面標(biāo)高一般為2.80～3.5 m(85國家高程基準(zhǔn),下同),溝汊、養(yǎng)殖塘深度一般為0.5～1.5 m,平均標(biāo)高約2.3 m,要求造陸后高程到4.0 m。

根據(jù)勘察資料,工程區(qū)上部主要為海相、沖海相的含細(xì)砂淤泥、淤泥軟土,中下部主要為海相、湖沼相的黏土、粉質(zhì)黏土,其中含細(xì)砂淤泥、淤泥層厚達(dá)30 m以上,為具高壓縮性、高孔隙比、低強(qiáng)度的軟土,屬典型軟土地基。

2 方案的選擇

傳統(tǒng)的造陸采用開山石回填的方法,該方法具有施工工藝簡單的優(yōu)點(diǎn),但存在大規(guī)?；靥顣r工期長,開山和運(yùn)輸車輛對環(huán)境破壞嚴(yán)重、擾民因素多等問題,且交通組織制約大。而丁山墾區(qū)造陸具有規(guī)模大、工期緊等特點(diǎn),根據(jù)計算,丁山一期3 a內(nèi)就需回填礦渣量約2 400萬m3,按照目前丁山周邊交通情況,每年最多回填礦渣量約200萬m3,3 a內(nèi)根本無法完成。

相比之下,吹填造陸可以避免上述問題的出現(xiàn),如有條件,最好吹填砂[1]?？紤]到目前甌江口區(qū)砂資源緊缺,而丁山墾區(qū)近海區(qū)域淤泥儲量豐富,如若利用淤泥吹填造陸,不僅可以就地取材防止近海棄淤對海洋環(huán)境的污染,而且還可以降低工程成本,節(jié)省建材,是一個綜合利用資源的理想途徑,其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會效益均十分顯著[2-3]。近年來沿海地區(qū)大量吹填造陸工程的成功實施,證明了該技術(shù)是可行的[4]。本項目結(jié)合丁山墾區(qū)資源環(huán)境及工程條件的特點(diǎn),經(jīng)分析研究方案比選,確定采用吹填造陸技術(shù)方案。

3 方案的實施

丁山墾區(qū)吹填造陸工程由臨時圍堰、吹填、軟基處理等幾個分部工程組成。主要工藝流程如下:填筑圍堰→設(shè)置排泥口、泄水口、水閘→鋪設(shè)吹填管道→吹填至單循環(huán)設(shè)計厚度→落淤、泌水→循環(huán)吹填至最終設(shè)計厚度→吹填淤泥加固→驗收、交地。

限于文章篇幅,本文僅著重介紹圍堰及吹填工程。

3.1 臨時圍堰工程

臨時圍堰工程根據(jù)工期、交地時間和吹填工藝的需要,把施工區(qū)分隔成19個圍區(qū)。臨時圍堰共長32 km,總需土石方與沙量約75萬m3,設(shè)計頂高程為5.5～6 m,頂寬2～6 m,底寬10～25 m。在軟基處理施工期間,臨時圍堰有3種用途:①作為臨時施工道路;②為管線的布設(shè)提供便道;③作為真空預(yù)壓設(shè)備臨時堆放場地。

臨時圍堰的結(jié)構(gòu)采用下述3種形式:①用塘渣填筑圍堰,采用35臺大型運(yùn)輸車輛運(yùn)送,修筑采用PC-200挖掘機(jī),共填筑塘渣20萬m3;②用田埂土修筑圍堰,施工區(qū)內(nèi)的大部分圍堰采用此結(jié)構(gòu)形式,總土方量約40萬m3。田埂土修筑圍堰的施工主要采用17臺臂長18 m的大型挖掘機(jī),14臺PC-200常規(guī)大型挖掘機(jī)和3臺小型挖掘機(jī)理坡的方式進(jìn)行修筑,施工時分層堆筑,每層厚約50 cm,用挖掘機(jī)碾壓。斷面成型后,按兩側(cè)設(shè)計邊坡進(jìn)行削坡;然后鋪設(shè)涂塑編織布,涂塑編織布拼接用包縫法縫接,坡腳內(nèi)外用裝袋土填筑;③袋裝砂圍堰,總工程量約15萬m3。由于部分圍堰在原有魚塘內(nèi),或靠近有排水防汛要求的河道,基承載力較低,選用整體性較好的袋裝砂結(jié)構(gòu)圍堰。袋裝砂采用人工充灌,用200 g/m2編織布,在工廠根據(jù)圍堰結(jié)構(gòu)形式加工成袋體,在現(xiàn)場通過泥漿泵進(jìn)行充灌,每層袋體的高度在60 cm左右,分4～6層堆筑,圍堰底寬10～15m,頂寬3～5m,共用砂10萬m3,最大吹距 5 km,分 4～5級接力,如圖1所示。

圖1 袋裝砂圍堰圖

3.2 吹填工程

吹填工程由吹泥和吹沙2個分部工程組成,設(shè)計吹泥高程為4.9～5.3 m。吹泥采用絞吸式挖泥船進(jìn)行。吹泥總方量1 850萬m3,取泥區(qū)距施工區(qū)平均吹距約4～6 km,其中單船浮管約0.5 km,岸管約1～3 km,灘涂管約3 km,最大吹距約6.5 km。本工程投入2 500 m3/h絞吸式挖泥船2艘,3 000 m3/h絞吸式挖泥船1艘,最大日清水排量約60萬m3,吹泥14萬m3。

在吹填區(qū)內(nèi)的死角處共布設(shè)了30個水門,用于排放吹填尾水,水門的標(biāo)高根據(jù)吹填的標(biāo)高逐步加高。同時,吹泥施工時,通過設(shè)計出泥口的位置和水門的標(biāo)高調(diào)整吹泥區(qū)內(nèi)泥面的平整度和泥質(zhì)的相對均質(zhì)。吹砂工程主要通過海上船吸砂、運(yùn)砂、吹砂的方式進(jìn)行,共投入500～2 000 t的運(yùn)砂船40艘,吸砂船10艘,吹砂船5艘,吹砂管道15 km,吹填200萬m3。

4 室內(nèi)試驗結(jié)果

吹填淤泥經(jīng)落淤晾曬近3個月后,取表層以下0.3 m處的淤泥做室內(nèi)固結(jié)試驗,以確定吹填淤泥的物理力學(xué)指標(biāo),如表1所示,其中,液限達(dá)到49%,液性指數(shù)為3.2。從試驗結(jié)果可看出,吹填淤泥具有高含水率、高壓縮性、高孔隙比及低滲透性等特點(diǎn)。

表1 吹填淤泥物理力學(xué)指標(biāo)表

為了解吹填淤泥的礦物組成,用德國制造的BRUKER D8 ADVANCE型X射線衍射儀對所取土樣做了礦物分析,如表2所示,淤泥中以親水性差、水化膜厚度較小的伊利石、石英和綠泥石為主,因此,土體的塑性較高。另外,通過粒徑分析,吹填淤泥中黏粒和膠粒的含量分別為49%和16.8%,含量較高,這將影響土體的滲透性,但可以通過排水固結(jié)法處理,能達(dá)到造陸的目的。

表2 吹填淤泥礦物成分比例表 %

5 結(jié) 語

(1)溫州丁山墾區(qū)利用淤泥吹填造陸,可節(jié)省建材和工期,具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,因此,吹填造陸技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

(2)從吹填淤泥的礦物組成、物理力學(xué)性質(zhì)來看,在溫州丁山墾區(qū)利用海相淤泥吹填造陸是可行的。

[1]葉柏榮.關(guān)于吹填浮泥造陸的技術(shù)問題[J].港工技術(shù),1994(1):41-45.

[2]張冬,韓飛,章亮.吹填造陸技術(shù)在天津濱海新區(qū)的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(30):115-116.

[3]彭濤,葛少亭,武威,等.吹填淤泥填海造陸技術(shù)在深圳地區(qū)的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2001(1):68-72.

[4]胡利文,王永平.南沙港區(qū)真空預(yù)壓處理水力吹填堆場地基施工技術(shù)[J].公路交通科技,2005,22(4):44-48.