拋石擠淤工藝的應(yīng)用探究

付林 深圳市深水水務(wù)咨詢有限公司

小干島西部圍涂工程的開展是建設(shè)海洋經(jīng)濟強省，提升舟山海洋經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略地位的客觀需要，是落實區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要保障，是推進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級、加快舟山經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。在項目施工前期，啟動促淤工程可加速涂面淤漲，減少土石方開采，節(jié)約回填投資，減輕對周邊環(huán)境和生態(tài)的影響。小干島西部促淤工程北側(cè)為高灘地，南側(cè)為中低灘涂，實施促淤工程可使涂面抬高，減少后期回填工程，有利于環(huán)境保護。本項目主要任務(wù)是加速淤積，降低回填工程量，減輕對環(huán)境與生態(tài)的影響，為小干島圍涂工程的后續(xù)開展夯實基礎(chǔ)，創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。

1.拋石擠淤原理

（1）基本原理。拋石擠淤是處理軟地基的有效措施和方法之一，從技術(shù)層面來說，其作為一種置換方法，能夠借助硬度較大的石頭，有效改善地基的承載力。其中，淤泥具有較高含水量，強度極低，同時具有較強的壓縮性。利用淤泥這一特性，石頭被拋擲后，受重力作用其會對淤泥產(chǎn)生豎向和側(cè)向的擠壓，將淤泥擠出原有位置。但如果淤泥層較厚，石頭并不能貫穿整個淤泥層，但是借助于淤泥也能加快固結(jié)排水過程，從而有效改善淤泥的力學(xué)特性?？偠灾?，拋石擠淤的效果好壞與現(xiàn)場情況關(guān)系緊密，特別是淤泥狀態(tài)及石塊情況，換言之，即淤泥流動性越強，石塊越大，其能夠下落的距離越遠，能夠處理的厚度也越大。

（2）施工工藝過程。拋石擠淤工藝使用的是開山石料，由于其自身特殊性，使得這些石料不用借助于外界力量即可進入到淤泥中，并依靠自身重量將淤泥擠出。一般來說，該工序主要是對淤泥開挖后進行拋石處理，等到形成一定厚度時再補充細料，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行碾壓處理。早期雖然很多工程采用拋石擠泥法，但并未有系統(tǒng)性論證。隨著施工技術(shù)的發(fā)展與進步，當(dāng)前在該工藝施工過程中，一般主要是將填石直接作為承載層，能夠保證承載力，可以有效處理殘留淤泥。圖1為拋石擠淤施工工藝流程圖。

圖1 施工工藝流程

2.項目概況

舟山市小干島西部促淤工程位于浙江省舟山市小干島西部，小干島位于舟山本島的東南海域，灘涂資源豐富。圍涂區(qū)北與普陀沈家門一港之隔，南與桃花島等島嶼隔海相望，東接小干島北塘圍墾，西與蛇山、長峙島相鄰。促淤區(qū)北側(cè)為高灘地，南側(cè)為中低灘涂，實施促淤工程可使涂面抬高，減少后期回填工程，有利于環(huán)境保護。本工程促淤堤堤線總長6.77km，其中北促淤堤3.0km、南促淤堤3.77km，設(shè)兩口門，分別為400m(樁號南1+000～1+400)、600m（樁號2+770～3+370），促淤區(qū)規(guī)劃作為舟山中央商務(wù)區(qū)建設(shè)用地。本項目主要任務(wù)是加速淤積，降低回填工程量，減輕對環(huán)境與生態(tài)的影響，為小干島圍涂工程建設(shè)創(chuàng)造良好的施工基礎(chǔ)條件。

3.拋石擠淤施工工藝開展

3.1 拋石堤施工段的劃分

本工程促淤堤堤線總長6766m，北促淤堤起點位于在建小干島大橋西側(cè)80m左右與老堤相交處，順小干島大橋走向往北約50m轉(zhuǎn)向西北，沿小干島陸域走向向西偏北延伸，總長度3km；南促淤堤起點位于小干島南側(cè)老水閘附近圍堰的西北側(cè)，沿小干島陸域走向向西偏北延伸，堤線總長3.77km。南堤沿線布置兩個口門，寬度分別為400m(樁號南1+000～1+400)、600m（樁號2+770～3+370）。目前主要是采用四種施工劃分，即試驗段、拋石擠淤段，合攏段及接輪渡碼頭段。

3.2 典型試驗施工

試驗段施工由岸邊進行，但是必須根據(jù)工程實際情況結(jié)合促淤堤運行條件，嚴格按照施工方案進行。首要，嚴格把控拋投石料質(zhì)量、碾壓質(zhì)量及堤頂超拋施工進度，接著對該工程效果進行實測，論證該工藝的正確性，在此基礎(chǔ)上對施工工藝進行優(yōu)化管理，結(jié)合方案和實際效果對整個工程進行把控。需要強調(diào)的是，在此階段主要采用高潮平拋、低潮斜推的施工工藝，能夠有效降低現(xiàn)場施工風(fēng)險。

3.3 超拋施工

為了有效增加擠淤作用力，需要采用超高拋填方式對大堤進行拋填。在進行第一層施工時，一般岸邊側(cè)方向有一個斜坡，能有效保證在進行超拋過程中產(chǎn)生俯沖力，從而加快擠淤速度，同時在拋到頂層后，岸側(cè)向上的倒坡能產(chǎn)生推進過程中的壓載力，以達到擠淤效果。

3.4 接輪渡碼頭段施工

在接輪渡碼頭段施工，能有效保證碼頭的安全性，在該階段進行基槽挖泥，然后開展水上拋石和陸上拋石環(huán)節(jié)，與之前工序相同。

3.5 合攏段的施工

目前，合攏段施工是相對薄弱的環(huán)節(jié)，其很容易存在一定問題。這一環(huán)節(jié)中所處理的淤泥多數(shù)隆起，石堤著底困難，采用常規(guī)的施工方法難以達到目標，因此需要結(jié)合現(xiàn)場情況來進行特殊處理。一般所采用的措施是在合攏階段進行拋填引堤，給兩側(cè)堤頭進行一定程度的加高處理，堤頭高程跟進，能夠有效保證堤頭施工質(zhì)量；將引堤中軸線作為現(xiàn)場的中軸線，從堤頭開始，在堤進行合攏之后向外側(cè)進行推擠，從而有效將淤泥擠出。在道路形成后可以通過采用泥船配合施工，將兩側(cè)淤泥進行擠出，能夠大大增強拋石擠淤效果。需要強調(diào)的是，不可以從合攏段堤頭對向拋填。

3.6 施工中的保障措施

對于施工的保障措施來看，可以從四個方面進行。

一是分層施工，主要是在進行第一層時將大石料由大直徑到小直徑逐漸拋填，同時，在進行頂層可拋填級配石料，能夠有效地保證層面級配。對石料進行篩選過程來說，必須將大石塊放置于下方。一般來說，盡量選購大石料。

二是不落底的處理措施。在拋石擠淤方案施工完成后，一旦發(fā)現(xiàn)堤身不夠穩(wěn)定，通過觀測發(fā)現(xiàn)堤身偏移，通常來說主要采用強夯塊石墩置換加固石堤的方法，其可以有效解決拋石堤沉降、位移等問題，但是在該工程中并未發(fā)現(xiàn)異常情況，因此該方法僅作為應(yīng)急處理方法。

三是拋石堤部分坍邊處理措施，其主要處理的是拋石堤外側(cè)，即拋石擠淤坡腳處的坍邊問題。在本工程中，中間淤泥著底情況較好，兩側(cè)存在少量淤泥；頂寬結(jié)合標準堤設(shè)計，堤身中部采用充砂管袋填筑，外側(cè)坡腳采用拋石填筑，內(nèi)側(cè)坡腳部分堤段采用石渣填筑，部分堤段采用充砂管袋填筑。一般來說，該措施主要是采用勾機拋填大塊石，在現(xiàn)場形成承臺，由于壓力使得下方承臺連續(xù)垮塌并下陷，經(jīng)過反復(fù)施工，能夠有效保證大堤的穩(wěn)定性。就目前來看，大堤穩(wěn)固性良好，滿足實際需求。

四是堤頭處理及補拋施工措施。在出現(xiàn)大量淤泥時，采用小型挖泥船或長臂勾機進行堤頭挖泥，能夠大幅度提升擠淤效果。另外，地基處理采用塑料插板法，能夠滿足沉降、穩(wěn)定需要，需將拋石或石渣置于涂面區(qū)域，底面鋪設(shè)240g/m2裂膜絲機織布進行隔離。

4.結(jié)論

綜上所述，從目前使用情況來看，促淤堤內(nèi)側(cè)水域促淤效果明顯，淤積平面分布基本由南向北隨地形變淺，淤積量減小，南堤促淤段淤積量相對大，圍區(qū)東側(cè)灘面較高，淤積量較小。并且，促淤堤在建成后3年內(nèi)圍區(qū)平均淤高為0.83m，達到良好的促淤效果。