復雜場地長距離吹砂施工技術

劉熱強（廣東省建筑工程機械施工有限公司，廣東 廣州 510500）

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復雜場地長距離吹砂施工技術

劉熱強
（廣東省建筑工程機械施工有限公司，廣東 廣州 510500）

摘 要：針對東莞市城市快速軌道東城車輛段場地平整吹填砂施工面臨的大面積、復雜場地、長距離的技術難題，通過科學設置吹砂泵船、正確選擇吹砂管線材料、合理鋪設管線、根據實際確定管材接頭形式和增設加壓泵、合理配置相關設備等研制出一套長距離吹砂系統，再通過科學安排、嚴格控制等手段付諸于施工實踐，有效解決了吹填砂長距離壓力消減而造成的吹填出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長的技術難題且施工質量有保證，保證了合同工期，使企業產生顯著的社會效益和經濟效益，為同類型項目施工提供借鑒。

關鍵詞：大面積；復雜；長距離；吹砂

吹砂施工技術多用于河湖密集的地區及沿海地區，其方法是將河砂或天然海砂通過吹砂管道抽取至填高地段進行填筑，具有不受雨季影響、成本低、填筑快、受外界干擾小等優點［1-3］。隨著我國沿海地區基礎建設規模的進一步擴大，傳統的吹砂施工技術亟待更新。吹填用土質地不均勻、透水性能弱、排水固結差［4］，針對這類地基的處理方法也成為亟待解決的問題，張在忠等［5］基于某路基施工工程，闡述了湖區高填方路基吹砂填筑施工的方法和綜合效益；孫衛平等［6］著眼于長距離吹砂的技術難題，分析了影響吹砂效率的主要因素，并提出了優化方案，但吹砂施工技術因具體工程而異，針對具體地質條件的施工工藝有待進一步探討。本文基于東莞市城市快速軌道交通R2線工程，提出了一套“長距離吹砂系統”，有效解決了長距離吹砂出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長的技術難題。

1　工程概況

1.1工程基本情況

東莞市城市快速軌道交通 R2線工程東城車輛段與綜合基地±0.00以下工程位于東莞市東城區及茶山鎮交界處，段址北側有茶山環城道路和污水處理廠，東南側有變電站和坑口排站，南側臨寒溪河。

段址屬東江三角洲平原區，地勢較平坦，為大面積魚塘分布區，有少量房屋。地面高程 2～ 8m，地面標高平均為4.2m，魚塘水深平均2.0m。吹砂填筑高度為 7.5m～9m，分四～五級進行施工，其中超載預壓超填高度為1.5～2.5m。本工程吹填總面積約 409000m2，吹填砂方量約2970000m3，其中 3m～4m高程砂墊層采用汽車運輸填中粗砂，約400000m3，其余填中細砂。

1.2場地功能及吹砂分區

（1）根據場地功能和地質情況，整個場區分為廠前區和道床區。廠前區分 10個預壓施工區域，道床區分11個預壓施工區域。

（2）按照設計要求，整個場區又分為先填區和后填區。后填區主要為預留發展用地和牽出線區域，從 4.0m標高后開始，預留發展用地約48000m2，牽出線區域約4500m2。

（3）將整個站場區吹砂分為A、B兩大區，每個大區布置一臺泵頭船控制吹砂，其中A區吹砂面積約180000m2，B區吹砂面積約170000m2。每一大區又分6小區。

2　吹砂施工方案的提出

2.1原吹砂方案

原吹砂方案為：運砂船經東江峽口閘停在靠近工地附近的東江岸邊，再經抽砂、吹砂至工地現場。該方案施工程序具有方便實用的特點，但因吹填砂材料水路運輸的必經之路—東江峽口閘需在施工期內進行改建，過閘船只數量受限，影響日供砂量，無法按期吹填砂，原方案需要調整。

2.2調整后的方案

調整后的方案為：從東江峽口閘埋管至工地現場（吹砂管長約3700m，為長距離吹砂），在東江布兩艘日吹砂能力為2000m3/天的泵船經吹砂管線直接吹砂至工地，吹砂管線布設情況如圖1所示。

施工前，放出施工小分區及大分區區域邊線，對小分區采用砂袋臨時圍堰，圍堰高度按吹砂高度控制，并設置吹填標高的標志。

圖1　吹砂管線布設至吹砂施工現場圖

3　長距離吹砂施工技術

3.1施工流程

按圖2所示流程進行吹填砂施工。

圖2　吹填砂施工工藝流程

3.2工作原理

（1）開工展布作業：船舶定位、擺動拋錨作業完成后，進行浮管連接作業，每50m設一浮燈，浮管拋錨完成后，兩端分別與水上浮管連接接頭及岸管連接頭相連接；

（2）吹填作業：在泵砂船上設置吸砂泵、高壓沖水泵及增壓泵，通過高壓沖水泵將泥倉中的泥砂沖成泥漿，通過吸砂泵和增壓泵將泥砂吹入吹填區。

3.3施工機具配置

根據本工程的東江峽口閘供砂量，采用2艘泵砂船配合4條30cm吹砂管（含2條備用）進行平行吹填施工，施工設備參數及用途見表1。

表1　擬投入施工設備一覽表

3.4吹砂管線鋪設

（1）布置形式。吹砂管線盡可能采取直線形式布置，以避免因陡坡、急彎產生負壓［7］。從泵砂船出來的長約30m管線布設在水面上，其余管線沿河岸陸地布置在陸地上。對于東江堤岸段，布設三條300mm鋼質吹砂管及一條500mm混凝土管穿越，埋管結合峽口閘改造一起埋設，埋深為東江大堤路面以下1m處，如圖3所示。

圖3　長距離吹砂管線及加壓泵布置示意圖

（2）吹砂管之間的連接。泵砂管連接方式如圖4示，水上段、連接段、陸上段的管線材料和工藝特點詳述如下：

圖4　泵砂管連接示意圖

（1）水上吹砂管線的泵砂管由若干段鋼管組成，鋼管各節段之間通過法蘭與橡膠防水墊圈密封連通；

（2）陸地上的非吹砂區域管線，平直段采用與水上管道相同的連接方式，非平直段由鋼管和柔性管組合連通而成，并通過雙道鐵箍緊固；

（3）陸地上的吹砂區域管線由若干段 PVC管通過廠家定制的短PVC管固定緊固連接而成。

（3）注意事項：陸上管線的入口高程設在平均大潮高潮位之上，便于與浮管連接，排砂鋼管法蘭之間裝設密封圈，管底的基礎、襯墊物、支架必須牢固；水上管線應根據水流、風向布設成平滑的弧形，并拋錨固定。在水陸管線連接處和水下管線連接處應設雙向管子錨和三向管子錨加以固定；在航道施工時，水上管線夜晚裝燈顯示，管子錨設置錨漂顯示。

3.5圍堰、沉砂池的設置

按吹填進度的需要分層設置圍堰。在站場四周邊按設計要求設砂被圍堰，場內小分區分隔采用砂袋，砂袋按1～2排考慮。在吹填區與牽出線攪拌樁加固區邊界采用砂包圍堰，砂包中間填土，作隔水用，砂包高度隨吹填高度分層堆筑，圍堰寬度按3～5m考慮。

4　施工控制措施

4.1減少吹填砂流失量的措施

在管口處用砂袋圍堰消能，以降低水流速度，減少被水流帶走的砂量。經常觀察泄水口排放余水的含砂量的變化，并定期取樣測定排放水的含砂濃度。若含砂量較高，采取提高泄水口的高程的方法吹填砂的流失［8］。

4.2吹砂排水處理措施

吹填砂排水通過場區南側設置的沉淀池沉淀合格后方可排入河涌，注意隨時清理沉淀池，防止泥砂沖入河涌，造成河涌淤塞，合理處理沉淀池清淤的淤泥。堆載預壓填筑期間，對附近水域進行實時水體污染監測，及時發現水質隨施工的變化情況，并及時將監測結果報告當地行政主管部門，如遇異常應立即停工。

5　結論

（1）受東江峽口閘改建工程施工，峽口閘通航受限，原施工方案必須調整，本文根據施工場地實際情況，對原方案進行了調整，得出了一種適應沿海地區地質情況的長距離吹砂施工方案。

（2）提出了一套可行的“長距離吹砂系統”，解決了本工程吹填砂長距離壓力消減而造成的吹填出砂量小、施工緩慢、施工成本高、施工工期長的技術難題，取得了良好的社會效益和經濟效益，可作為今后類似工程施工時的參考。

參考文獻：

［1］肖策. 水下吹填砂填筑路基施工技術［J］. 施工技術，2013，42（23）: 66-69.

［2］李戰國，張務民，潘鳳文等. 濱海吹填砂和淤泥路基的固化及施工研究［J］. 武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2012，36（2）: 252-256.

［3］張耀海. 軟土路基吹填砂施工方法［J］. 廣東建材，2010（5）: 78-82.

［4］姚忠玲. 曹妃甸工業區吹填砂土地基的處理研究［D］. 唐山:河北理工大學， 2008.

［5］張在忠，廖愛民. 湖區高填方路基吹砂填筑施工技術［J］. 企業技術開發，2006，25（6）: 36-37，49.

［6］孫衛平，陳德春，莫建波. 電吹船長距離管道吹砂施工效率研究［J］. 水運工程，2012，483（9）: 194-198.

［7］苗德山， 劉事蓮， 張麗紅. 中江高速公路吹（填）砂路基的設計與施工［J］. 施工技術，2003，79（3）: 14-18.

［8］侯靖東， 王國忠， 王德華. 吹砂填筑在濱江大道路基工程中的應用［J］. 城市道橋與防洪，2012（6）: 240-242，19.

（責任編輯：吳湘銀）

中圖分類號：U655.4

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.003

文章編號：1672–7304（2016）01–0008–03

作者簡介：劉熱強（1970-），男，湖南益陽人，教授級高級工程師，注冊一級建造師，研究方向：市政、路橋施工技術管理。

Long-distance sand-blowing technology for complicated working site

LIU Re-qiang
（Architectural Engineering Construction Machinery Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510500）

Abstract:Aiming at Dongguan Dongcheng urban rapid rail depot construction site leveling hydraulic fill sand facing large and complex sites， long-range technical problems， blowing sand pump boat through scientific setting， the correct choice of blowing sand pipe material， reasonable laying pipelines， determining the actual pipe joints in the form and additional pressure pump， the rational allocation of related equipment developed a set of long-distance blowing sand system， and through scientific arrangement and strict control and other means of construction put in practice， effective solution to the reclamation of sand over long distances pressure reduction and reclamation caused a small amount of sand， construction is slow， high construction costs， long construction period of technical problems and the construction quality assurance， to ensure that the contract duration， so that enterprises have a significant social and economic benefits for the same type construction projects for reference.

Keywords:Large area； Complexity； Long distance； Sand-blowing