拋填深水砂墊層施工工藝的研究與實踐

陳凱 黃渝清

摘 要：大連長興島葫蘆山灣南防波堤工程處于無遮擋海域，施工環(huán)境惡劣。在如此海域拋填袋裝砂墊層施工質(zhì)量控制難度非常大，本文針對拋填深水袋裝砂墊層施工工藝的優(yōu)化，拋砂厚度、流失率的控制進行詳細闡述。工程實踐證明，采用該方法施工成功實現(xiàn)縮短工期和節(jié)約成本的目的，可為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：拋填水深砂墊層；施工工藝；流失率

1 工程概況

大連長興島葫蘆山灣南防波堤工程K0+654.666～K4+074m段軟弱層較厚，采用施打塑料排水板的形式進行地基加固，打設(shè)排水板前需拋填1.5m厚的袋裝砂墊層，工程量約為63萬m3。砂子采用含泥量不大于5%的中粗砂。

2 施工工藝流程

考慮到袋裝砂墊層拋填施工效率低，無法滿足進度計劃要求，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位同意后確定采用開體駁船進行砂墊層內(nèi)、外兩側(cè)邊線砂袋拋填，自采自卸式拋砂船進行中間部分拋砂的施工工藝。施工工藝流程圖詳見圖1所示。

圖1 拋填砂墊層施工工藝流程圖

3 施工總結(jié)

3.1 施工質(zhì)量控制

（1）拋砂斷面尺寸分析。① 拋砂平均厚度、平整度、邊線控制范圍。經(jīng)過拋砂前及拋砂后平面水深圖相比較計算，拋砂最大厚度為2.1m，最小厚度為0.8m，平均拋砂厚度1.45m。② 拋砂五天后水深圖測量比較分析。通過測量水深圖比較分析可以看出，經(jīng)過五天的海流沖刷，部分高點的標高降低，低洼處得到了填補，平均高差在0.2m左右，滿足平整度的要求。

（2）拋砂邊線控制。由于是采用20m3開體駁船在設(shè)計斷面的內(nèi)、外側(cè)邊線范圍拋填砂袋，拋填砂袋厚度及寬度較難控制，要求測量人員在砂袋拋填后及時打水砣進行驗收，記錄好每個施工斷面的數(shù)據(jù)，不滿足要求則繼續(xù)拋填砂袋，達到設(shè)計厚度為止。

（3）拋砂平均厚度、平整度控制。施工前，作業(yè)人員根據(jù)拋砂范圍的面積、工程量及拋砂船的實際裝載量、工作效率等參數(shù)分析反算出每5m或10m斷面內(nèi)拋砂船需要拋砂多長時間，保證拋填的厚度、均勻度，拋填完成后作業(yè)人員打水砣測量，進行數(shù)據(jù)對比，優(yōu)化施工參數(shù)，盡可能使拋砂厚度一次到位。

（4）流失量控制。① 在需要拋砂范圍的四個邊角上提前拋設(shè)好錨漂，以便拋砂船及時準確駐位，減少駐位時間，同時能將砂準確拋入基礎(chǔ)范圍之內(nèi)，減少流失量。② 在拋填砂墊層施工時，盡量選擇在平緩的潮水時段施工，減少拋填砂料的流失量。③ 施工中嚴格按照開體駁船進行砂墊層內(nèi)、外兩側(cè)邊線砂袋拋填，自采自卸式拋砂船進行中間部分拋砂的順序組織拋砂施工，盡快形成工作面。同時，加大船機設(shè)備投入，投入裝載量較大的拋砂船。施工前一周，安排測量人員測量每天不同時段的流速變化情況，做好記錄。施工時，作業(yè)人員及時向拋砂船船長以及操作手進行交底，告知此時間段的水流流速及流向，操作手根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整船機位置，當流速大時船機先移到施工斷面中間拋填，當流速小時船機再移到兩側(cè)邊線砂袋處拋填，確保拋砂保留在基礎(chǔ)之內(nèi)，減少流失量。

3.2 施工效率分析

原進度計劃的工期為120日歷天（有效作業(yè)天數(shù)84天），需完成拋砂工程量為63萬m3÷84天=7500m3/天。在實際施工過程中，我們分別統(tǒng)計了8000m3拋沙船和5000m3拋沙船的施工效率，如表1所示。

根據(jù)以上施工效率統(tǒng)計表可以得出，每艘拋砂船每天的往、返時間及作業(yè)時間在20個小時左右，每艘拋砂船每天只能作業(yè)一船。因此，我們采用8000m3及5000m3拋砂船各一艘來進行作業(yè)，實際裝載量按照7500 m3及4500m3來考慮，則每天實際拋砂工程量為7500m3/天+4500m3/天=12000m3/天>7500m3/天，施工進度滿足要求。

3.3 施工中遇到問題、改進措施

（1）拋砂船機自身定位性能差，拋砂厚度不好控制。由于拋砂船駐位后只拋設(shè)船頭一個主錨，同時受到水流流速、流向、風(fēng)向等影響，在拋砂過程中較難保證拋砂厚度。改進措施：在拋砂施工時，測量人員要勤打水砣檢查拋設(shè)厚度是否達到要求，如未達到，則安排拋砂船再次補拋，盡可能拋砂一次成型。同時，技術(shù)人員根據(jù)拋砂范圍的面積、工程量及拋砂船的實際裝載量、工作效率等參數(shù)分析反算出每5m或10m斷面內(nèi)拋砂船需要拋砂多長時間，保證拋填的均勻度，拋填完成后作業(yè)人員打水砣測量，進行數(shù)據(jù)對比，優(yōu)化施工參數(shù)。

（2）采用定位船輔助拋砂船定位細拋困難。本工程原考慮采用定位船輔助拋砂船定位細拋，但由于現(xiàn)場漲、落潮，水流流速、流向及定位船四個邊錨拋錨影響，拋砂船細拋時不易靠近定位船，無法精確定位。改進措施：細拋時不再采用定位船輔助拋砂船施工，采用拋設(shè)錨漂配合2000m3拋砂船進行拋砂，并且勤測水深，細拋選擇在平流或流速較小時進行施工。拋砂船在細拋的范圍每拋完一段區(qū)域以后，測量人員通過打水砣進行測量，不合格處必須立即進行補拋，合格后方可進行下一段區(qū)域施工。

3.4 需要注意的地方

本工程設(shè)計拋砂厚度為1.5m，由于下部地質(zhì)為淤泥層，拋砂過程中砂料會隨著時間的推移發(fā)生沉降，發(fā)生沉降損耗工程量。所以在以后類似的工程投標前應(yīng)提前與設(shè)計單位溝通，要求設(shè)計單位提供出拋填1.5m厚的砂墊層的自然沉降量考慮投標報價。

參考文獻：

[1] JTS 257-2008.水運工程質(zhì)量檢驗標準[S].