吹填砂工程排水溝袋裝砂子堰新型施工方法

張家得 吳鵬飛

摘 要：在圍填海工程中，由于涉及到原已成陸開發區域的廢水排放，新建圍填海工程為保證其廢水的排放要建設相應排水設施，排水明溝是主要的選擇。排水明溝一般采取先充填袋裝砂子堰，后在其上干砌塊石的形式。然而由于圍區吹填砂與排水溝子堰要同時施工，所以排水溝子堰往往會受到吹填砂施工的影響，會發生子堰滑移的情況，導致排水溝軸線偏離設計軸線。該文以小洋山圍墾一期工程C6標袋裝砂子堰施工為例，施工單位采用先在排水溝位置吹填一層靠背砂，靠背砂吹填結束之后再充填袋裝砂子堰，施工結束后對子堰的位移情況進行監測，結果表明該種施工方法有效地減小了子堰的滑移，該種施工方法可以推廣到類似工程中。

關鍵詞：吹填 子堰滑移 位移監測

中圖分類號：O21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（b）-0016-03

由于上海洋山港在小洋山北側已先成陸，該工程位于港區北側，為保證已建港區生活用水的排放，在施工過程中沿與已建老堤新建一條排水明溝。排水溝子堰采用袋裝砂填筑，子堰完成后，在其上鋪設反濾布、碎石、干砌塊石。

一般吹填砂工程排水溝子堰通常在水下鋪設，子堰分級吹填以便形成吹填庫區，吹填砂根據子堰的高度進行分層吹填。但由于該工程吹填區域天然泥面表層有大約2 m厚的浮淤層，強度低，沉降量大，在吹填砂過程中，子堰受到吹砂的沖擊往往會發生滑移。在之前的工程中就發生過袋裝砂子堰滑移的情況，子堰滑移后為保證子堰軸線與設計軸線保持一致就需要破袋裝砂子堰，并對破壞的袋子進行防護，這增加了后續的施工難度及工作量。

1 工程簡介

小洋山圍墾一期工程C6標位于舟山嵊泗縣小洋山島，C6標西以已建3#子堰為邊界，北以已建新隔堤為邊界，東以大指頭島邊界，南以東海大道為界。C6標工程范圍為4號圍區吹填成陸，并新建一條長約1 733 m的排水溝，工程區域如圖1所示。

2 施工方法

為了避免發生上述袋裝砂子堰滑移，小洋山圍墾一期工程C6標在施工過程中采取了一系列改良的施工方法。

該工程中袋裝砂子堰的施工難度在于吹填砂施工會對子堰施加向外的推力，會造成子堰的滑移。為避免發生子堰的滑移，C6標采取首先吹填靠背砂，排水溝子堰位置的天然泥面標高在-2 m左右（高程基準面采取小洋山理論最低潮位面），靠背砂吹填至標高達到+1.8 m左右。靠背砂吹填完成后開始充填袋裝砂子堰。這種施工方與較之前吹砂和袋裝砂子堰同時施工的做法優點在于減小了吹砂施工對子堰的沖擊。

靠背砂吹填完成后先鋪設底層通長袋，通長袋寬度為12 m（設計單位底層砂袋的寬度為6.6 m）。C6標鋪設通長袋的目的是避免袋裝砂棱體的壓力而造成排水溝翻漿。施工單位根據進度加載袋裝砂棱體，袋裝砂采用泥漿泵在庫區內取砂灌袋。袋裝砂子堰充填施工如圖2所示。

3 子堰位移監測

2015年11月底排水溝袋裝砂子堰施工完成，從2015年12月1日開始對子堰的位移情況進行監測，監測的間隔期為一周左右，圍區吹填砂于2016年1月27日完成。選取正對吹砂管線的兩個最不利斷面進行分析，兩斷面分別位于距離3#子堰向東275 m和1 352 m處，位移監測點設置在子堰頂端，第一次測量時記錄監測點距離子堰設計軸線的距離，該數據作為監測點后續位移的基準數據。位移為正表示偏向圍區，負值表示偏向排水溝。上述兩斷面監測點位移隨時間變化曲線如圖3和圖4所示。

由于吹填砂對子堰的不利影響主要是向子堰施加推力，使子堰向排水溝一側滑移，因此，可以只考慮子堰向排水溝方向的位移，子堰向圍區一側偏移是有利的，該文不做分析。

從圖3可以看到，對于K0+275斷面，從該次位移來看，偏向排水溝的最大位移為7 mm，發生在2015年12月22日，表明此斷面在吹砂過程中基本保持穩定。至2016年2月27日累計位移為零，吹填砂已于1月27日全部施工結束，則最后一次監測的累計位移可當作子堰的最終位移。

對于K1+352斷面，從該次位移曲線可以看出偏向排水溝的最大位移為10.8 cm，發生在2015年12月5日。該斷面最終的累計位移為22.3 cm，向排水溝方向移動，表明子堰受到吹填砂施工的影響產生了向外的偏移，但位移值相對較小，對后續的施工影響較小。

綜上，通過采取先吹填靠背砂后充填袋裝砂子堰并加寬底層砂袋寬度的方法，袋裝砂子堰位移較小，子堰軸線偏離設計軸線較少。

4 吹填砂結束后C5標與C6標子堰外觀對比

C5標排水溝子堰與C6標子堰對比如圖5所示。

C5標采取傳統的施工方法，吹砂和子堰同時施工，而且底層砂袋也沒有進行加寬處理。從圖5可以看出，C5標子堰軸線向排水溝一側發生了嚴重地滑移，排水溝軸線已經扭曲；而C6標在吹填砂結束之后子堰軸線保持順直，沒有明顯的偏移。

5 結語

該工程C6標段通過采取先吹填靠背砂再施工袋裝砂子堰，并且加寬底層砂袋的寬度的辦法有效地減小了吹填砂施工對袋裝砂子堰的滑移，形成了符合設計要求的排水溝斷面，降低了因子堰滑移而帶來的后續施工困難，規避了工程風險。但由于先吹填靠背砂，導致排水溝內存有一定量的吹填砂，這使溝底標高高于設計標高，所以要進行清淤。在清淤過程中由于在排水溝一側卸載可能會導致子堰向排水溝滑移，因此在清淤過程中要密切監測子堰的位移情況，若子堰產生較大位移，應及時向堰腳拋填塊石進行反鎮壓。

參考文獻

[1]堤防工程施工規范[S].北京：中國水利出版社，2004.

[2]疏浚與吹填工程質量檢驗評定標準[S].北京：人民交通出版社，2007.

[3]水運工程質量檢驗標準[S].北京：人民交通出版社，2009.