對(duì)浙江沿海地區(qū)幾種典型造地工程施工方案的對(duì)比分析

朱振翔

摘要：本文介紹了浙江沿海常用的圍海造地施工方法及工藝，并通過(guò)分析工藝復(fù)雜程度，管理難度、進(jìn)度、原料、造價(jià)、后期處理等方面對(duì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，為后續(xù)類似工程方案比選提供參考。

Abstract： This paper introduces the commonly used methods and techniques of land reclamation in coastal Zhejiang， and compares and analyzes the complexity of the management difficulty， schedule， raw materials， cost， and post-processing through the analysis of process complexity to provide reference for the similar projects.

關(guān)鍵詞：造地；吹填；真空預(yù)壓

Key words： land reclamation；blow-fill；vacuum preload

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）14-0107-03

1 背景介紹

我國(guó)東南沿海地區(qū)人口稠密，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，土地資源稀缺，特別是江浙地區(qū)，工業(yè)發(fā)達(dá)，人地矛盾突出，土地資源作為一種不可再生的資源，近些年受到了人們的廣泛關(guān)注。為了解決上述矛盾，圍海造地技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)能充分利用我國(guó)豐富的海洋資源，一定程度上緩解經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和土地資源供給不足的問(wèn)題。

浙江地區(qū)的圍海造地，簡(jiǎn)單描述就是先把沿海灘涂用圍堰或者海堤圍起來(lái)，再進(jìn)行回填。目前常用的施工工藝主要有三種，第一種是直接用回填料回填，如宕渣；第二種是通過(guò)水力輸送進(jìn)行海砂吹填；第三種最近幾年比較流行，即采用先吹填淤泥，再真空預(yù)壓固化排水的方式成陸。下面對(duì)這三種方案從技術(shù)方案、工程造價(jià)、施工進(jìn)度等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要對(duì)比和分析。

2 吹填+真空預(yù)壓工藝簡(jiǎn)述

2.1 總體施工總體工藝

一般先進(jìn)行場(chǎng)地清表，清除雜草及漁網(wǎng)，為吹填施工作準(zhǔn)備。然后進(jìn)行圍堰和隔堤施工，一般分區(qū)塊實(shí)施，10萬(wàn)-30萬(wàn)平米為一個(gè)區(qū)塊較為適中，各區(qū)塊秉著先圍堤，再吹填，最后軟基處理的原則進(jìn)行流水平行作業(yè)。

2.2 圍堤施工

圍堤主要用作吹填期間對(duì)吹填泥漿進(jìn)行保護(hù)，兼作施工便道、吹填管線通道、安放真空預(yù)壓施工設(shè)備等使用，一般結(jié)構(gòu)形式為袋裝砂。

通過(guò)泥漿泵將砂充灌到預(yù)先鋪設(shè)好的土工布袋體內(nèi)，從袖口開(kāi)始充灌，當(dāng)充灌標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，換到其他袖口繼續(xù)充灌，直到整個(gè)袋體充灌到設(shè)計(jì)要求。充灌過(guò)程中注意控制砂袋的均勻和飽滿度，連續(xù)幾次充灌，待砂袋充到基本飽和時(shí)，停止對(duì)砂袋的充灌。

2.3 吹填施工

吹填一般采用絞吸挖泥船進(jìn)行吹填施工，絞吸挖泥船施工是對(duì)一定寬度、深度要求的挖槽內(nèi)土方實(shí)施水下機(jī)械開(kāi)挖、水力輸送轉(zhuǎn)移。

2.4 真空預(yù)壓

地基處理一般采用真空預(yù)壓法的方案，即先鋪設(shè)工作墊層，再打算塑料排水板建立縱向排水系統(tǒng)，然后鋪設(shè)橫向波紋管設(shè)置橫向排水系統(tǒng)，最后鋪設(shè)密封膜安裝射流泵進(jìn)行抽真空施工。

3 宕渣回填施工工藝簡(jiǎn)述

宕渣回填采用裝料、運(yùn)輸、卸料，推平陸上推進(jìn)填筑，涉及設(shè)備有自卸卡車、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等，其主要施工工藝流程如下：

3.1 取料

取料地點(diǎn)一般位于施工區(qū)域附近，在開(kāi)工前安排施工人員修建臨時(shí)運(yùn)輸?shù)缆罚孕镀囇嘏R時(shí)運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)入取料點(diǎn)，挖掘機(jī)將土石料裝載至自卸汽車中。

3.2 塘渣運(yùn)輸

自卸汽車沿臨時(shí)運(yùn)輸通道將裝載好的石料通過(guò)施工便道運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行回填，施工過(guò)程中采取分段拋填拋填的方式進(jìn)行以加快施工進(jìn)度，自卸汽車運(yùn)輸過(guò)程中注意減速慢行，防止土石料散落及車輛自身行車安全。

3.3 宕渣回填

自卸汽車將土石料運(yùn)輸至填筑地點(diǎn)后卸下，此時(shí)安排鏟車、挖掘機(jī)進(jìn)行推平、整平、理坡等工作。主要推平工作由鏟車完成，局部整平作業(yè)安排挖掘機(jī)進(jìn)行細(xì)平。

4 吹填砂施工工藝簡(jiǎn)述

吹填砂施工主要通過(guò)管道采用水力吹填的方式進(jìn)行，一般采用吸砂船、運(yùn)砂船、吹砂船進(jìn)行施工，吹砂（取砂船→運(yùn)砂船→吹砂船）施工原理是依靠取砂船上安裝的離心式砂泵將砂水混合物吸起后排入運(yùn)砂船中，并通過(guò)運(yùn)砂船運(yùn)至吹砂船旁。吹砂船船舷的一側(cè)安裝有吸砂管、吸砂頭以及沖水管等吸砂裝置。依靠船上的大型吸砂泵從靠泊于舷旁的運(yùn)砂船中的砂水混合物吸入，再經(jīng)吹砂船另一側(cè)排砂管線輸送到吹填區(qū)內(nèi)的過(guò)程，砂水混合物在吹填區(qū)內(nèi)經(jīng)過(guò)沉淀后，砂留在吹填區(qū)內(nèi)，尾水通過(guò)排水口排出施工區(qū)。其施工工藝流程如下：

根據(jù)工程施工進(jìn)度要求，結(jié)合運(yùn)砂船及吹砂船吃水深度要求，吹砂船一般布置在圍堤外側(cè)水深滿足要求海域，吹砂船間距至少250m，可具體位置根據(jù)實(shí)際施工工況及船舶吃水情況自行調(diào)整。

5 技術(shù)方案分析

5.1 工藝復(fù)雜程度分析

吹泥+真空預(yù)壓由于采用先圍堤后真空預(yù)壓，再軟基處理的工藝，工序多且復(fù)雜，特別是吹填土為新欠固結(jié)土，處理難度大，且真空預(yù)壓需要的土工材料種類多、數(shù)量大，檢驗(yàn)指標(biāo)多，材料質(zhì)量將直接影響到真空預(yù)壓的效果；此外真空預(yù)壓施工工序多，影響真空預(yù)壓效果的因素多，施工質(zhì)量控制難度大。

回填宕渣和吹填砂工序相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有技術(shù)上的難度，主要控制好場(chǎng)地沉降和吹填砂的平整度即可。

5.2 管理難度

吹泥+真空預(yù)壓地基處理工藝性施工時(shí)間緊湊、施工面廣、工作面小、分部分項(xiàng)工程多、投入的設(shè)備人員多，施工高峰期操作人員預(yù)計(jì)近千人，管理難度相當(dāng)大。

回填宕渣涉及到大量的陸上自卸卡車，路上交通管理安全壓力大，管理難度一般。

吹填砂涉水施工的船機(jī)多，受天氣影響大，投入的管理人員相當(dāng)較少，但水上施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

5.3 進(jìn)度分析

吹泥+真空預(yù)壓前期必須先圍在吹泥，對(duì)圍堰進(jìn)度要求較高吹泥施工一般3500m3/h絞吸式挖泥船月產(chǎn)量約為150萬(wàn)m3/月。真空預(yù)壓以面積2萬(wàn)m2的區(qū)塊為例，一個(gè)完整的獨(dú)立區(qū)塊從工藝性施工到卸載總計(jì)歷時(shí)約130個(gè)日歷天，考慮各分區(qū)塊流水作業(yè)，每個(gè)大區(qū)塊真空預(yù)壓施工時(shí)間約為220日歷天。故采用吹泥+真空預(yù)壓工藝，一般需要 12-15個(gè)月左右成陸。

回填塘渣受限于塘渣供應(yīng)量和回填場(chǎng)地條件，一般100輛自卸卡車，每天施工進(jìn)度約20000m3，施工進(jìn)度較真空預(yù)壓快。

吹填砂受限于砂料供應(yīng)和吹填區(qū)附近水域影響，一般5艘1000m3/h吹砂船配合相應(yīng)數(shù)量的運(yùn)砂船，每天施工進(jìn)度約40000m3，施工進(jìn)度較塊。

5.4 原料分析

吹泥+真空預(yù)壓由于就近可用疏浚土，取之不盡，材料來(lái)源有保證。

回填塘渣由于環(huán)境影響，石料開(kāi)采的環(huán)境要求越來(lái)越高，從行業(yè)政策到社會(huì)要求，石料開(kāi)采必須符合環(huán)保要求。因此，產(chǎn)能低、落后、環(huán)保不達(dá)標(biāo)的企業(yè)將被整合淘汰。由此會(huì)導(dǎo)致石料供應(yīng)量減少。特別是長(zhǎng)三角地區(qū)作為目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最好、最快的區(qū)域之一，基建市場(chǎng)石料需求量極大。受困于上海周邊地區(qū)礦山近期均將關(guān)閉，而浙江地方政府為保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，已下重拳整治目前正在開(kāi)采的礦山，迫使部分管理混亂、粗放經(jīng)營(yíng)，造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的中小型石礦企業(yè)逐步退出市場(chǎng)。今后，采礦權(quán)的審批將越來(lái)越嚴(yán)格，更增加了石料的稀缺性。

吹砂料市場(chǎng)整體環(huán)境較石料市場(chǎng)相似。

5.5 價(jià)格分析

吹泥+真空預(yù)壓 受資源影響小，且隨著工藝的改進(jìn)，土工織物的價(jià)格還能進(jìn)一步走低，整體造價(jià)可控，而石料開(kāi)采企業(yè)規(guī)模化趨勢(shì)明顯，同時(shí)水泥、混凝土、機(jī)械、工程建設(shè)等領(lǐng)域大型企業(yè)，出于搶占資源，提高競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛布局石料生產(chǎn)行業(yè)，加速了石料行業(yè)企業(yè)規(guī)模化趨勢(shì)，將來(lái)，開(kāi)采成本、銷售價(jià)格預(yù)計(jì)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。故從目前市場(chǎng)情況看，造價(jià)偏高，價(jià)格波動(dòng)大，而且資源有限，大面積回填相當(dāng)困難。砂料價(jià)格目前適中，較石料具有一定優(yōu)勢(shì)，適合大面積回填。但未來(lái)價(jià)格仍將趨緊。

5.6 后期地基處理

吹泥+真空預(yù)壓由于陸域吹泥對(duì)后續(xù)上部工程基礎(chǔ)處理方式無(wú)影響，便于樁基施工，回填宕渣施工過(guò)程中如對(duì)石料粒徑控制不嚴(yán)，大的塊石對(duì)樁基施工影響較大。吹砂對(duì)后期地基處理影響也相對(duì)較小。

5.7 地基處理效果

目前真空預(yù)壓施工最終地基承載力特征一般大于fak≥50kPa，工后沉降小，且土體內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，對(duì)圍堤或周圍建筑穩(wěn)定無(wú)不利影響，基本能滿足目前沿海地區(qū)一般的用地需求。但對(duì)于有特殊用地需求如集裝箱堆場(chǎng)等，則建議還是采用回填宕渣和吹填砂。

5.8 綜合對(duì)比分析

三種技術(shù)方案綜合對(duì)比分析如表1所示。

6 結(jié)論

圍海造地如采用塘渣方案，整體施工簡(jiǎn)單，無(wú)技術(shù)難度，但材料來(lái)源供應(yīng)難于保證，預(yù)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)較大，造價(jià)偏高，工期滯后可能性較大，且回填塘渣對(duì)后續(xù)土建工程地基處理影響大。吹砂工藝目前造價(jià)總體適中，整體施工簡(jiǎn)單，工期較快，對(duì)后續(xù)土建工程地基影響小。而采用吹泥方案材料來(lái)源有保證，受周圍環(huán)境影響因素少，工程造價(jià)從目前市場(chǎng)情況看也最低，且地基處理后沉降小，效果好。故結(jié)合江浙地區(qū)沿海大部分區(qū)域?yàn)橛倌噘|(zhì)軟土的地質(zhì)特點(diǎn)，如對(duì)工期要求不高，則是將來(lái)圍海造地的推薦選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]倪鵬沖.吹填型圍海造地建筑地基加固方法比較研究[D]. 大連理工大學(xué)，2013.

[2]付文廣，李釤.填海造地施工中需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題[J].門窗，2017（12）.

[3]方曉敏.廈門翔安南部蓮河片區(qū)吹填造地施工及質(zhì)量控制[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2016（02）.