吹填施工工藝及其關鍵技術分析

王東毫

摘 要：隨著經濟的發展，我國水運工程也得到了迅速發展，并取得了良好成績，吹填技術是用來改造江河湖海的一項施工技術，在水運工程中得到了廣泛應用。但是此項技術的關鍵技術還存在不足，該文將結合實踐工程來具體探討疏浚吹填技術的運用，重點對吹填施工工藝的探索與實施展開闡述，對類似項目提供一定借鑒作用。

關鍵詞：吹填工程 施工工藝 關鍵技術

1.前言

每年由疏浚工程產生大量的疏浚土，與此同時吹填工程需要大量的吹填土，將二者的有機結合不僅可解決吹填土資源不足的問題，又可實現疏浚土的綜合有益利用，為互利共贏之舉，因此，合理有效的開展吹填施工是水運工程建設中的重要環節。本文結合具體工程實例，對吹填施工工藝及其關鍵施工技術進行介紹。

2.工程概況分析

2.1工程簡介

為充分闡述吹填施工工藝流程及其關鍵施工技術，本文以某出海航道疏浚吹填項目為例進行說明。工程吹填面積約35萬m2，吹填設計標高為+3.5m～+4.0m。取土疏浚區為配套碼頭的回旋水域區域內，疏浚區距吹填區距離最遠為2km以內。

根據測量及地質鉆探資料可知，本工程港池深度范圍內疏浚土主要包括淤泥及淤泥質土、素填土、粉質粘土、淤泥混砂、全風化泥巖、礫砂混粘土、礫砂、卵石、強風化泥巖等，可挖性良好。本項目水域疏浚工程主要包括港池水域，設計底標高為-12.0m。

水域疏浚挖泥船暫考慮采用絞吸式挖泥船，水域疏浚開挖超深為0.4m，超寬為4m。本工程水域疏浚總工程量約200萬m3（含超挖工程量及施工期回淤量），其中開挖量為195萬m3（含超挖量），施工期回淤量為5萬m3。疏浚土直接吹填至后方陸域。

2.2工程特點

該工程具有以下特點：（1）本項目為出海航道疏浚吹填項目，受潮汐、風浪等海洋和內河因素共同影響；（2）疏浚吹填工作量較大、工期短；（3）本項目應注意工程施工對周邊環境的影響，確保污染程度最小；（4）河床底部可能有硬質雜物，增大施工難度。

2.3泄水口布置

各個納泥區之間布設閘箱式泄水口，共布設4個。閘箱式泄水口可以根據現場納泥區泥面標高變化及時調整泄水口頂標高，使泥塘內有足夠的水深滿足泥漿沉淀。泄水口設置足夠數量的閘箱增大泄水口斷面，減緩流速，盡量達到清水流出泄水口達到保護環境的目的。為了防止倒灌，泄水口均采用閘箱單向排水方式。如圖1所示。

3.施工工藝及關鍵技術

3.1絞吸船施工工藝流程

根據工程特點，本項目采用 2500m3/h的絞吸式挖泥船進行施工，絞吸船施工的工藝流程如圖2所示。

3.2吹填施工基本原理

絞吸挖泥船根據疏浚取土區的平面尺度和泥層厚度，采用分段、分條、分層施工。分段長度為浮管一次鋪設可移動的有效長度，一般為200m～300m左右。分條方法，分條順水流方向布設，分條寬度為60m，每條分層開挖。絞吸船絞刀頭直徑2.3米，根據泥床厚度進行分層，每一分層厚度淤泥、砂質土層可挖1.2m，粘土層可挖0.5m。為保證施工效率，粘土層分層要薄，確保施工質量。絞吸挖泥船在施工前，先對疏浚取土區的原泥面進行清障，可采用鐵條焊成三叉錨形狀，系上尼龍繩用錨鋌在施工區里來回拖帶，可清理一些木條、大件纖維袋等垃圾，可減少絞刀頭清理障礙物的次數，延長吹填施工時間。

3.3船舶定位方法

絞吸挖泥船采用船尾鋼樁定位，鋼樁定位系統采用液壓系統。定位樁位于分條挖槽的中心線上，絞刀橋架前端左右各拋設一只橫移錨，錨纜長度拋出挖槽外50m，拋設錨浮標。采用DGPS即差分全球定位系統，通過數傳電臺傳輸到船臺，并對船臺觀測值進行實時修正，進而求得船臺所在船位的坐標，利用數據采集、數據處理、自動繪圖功能的HYPACK軟件通過計算機進行數據處理，在電子顯示屏上顯示出設計挖泥區段輪廓線，設計挖槽邊線，絞刀挖泥運行軌跡，實時導航數據，同時它與水位遙報儀、絞刀深度深度指示儀相連接，可實時顯示挖深、瞬時水位、挖槽橫斷面圖或水下三維立體圖等等。

3.4管線布置方法

水上管線錨固：采用布設管線錨纜的方式進行錨固。布設時要綜合考慮風流壓差、施工干擾、施工順序等等。

排泥管線出口的加固：每個排泥管線出口處均采用松木桿作“A”字架支撐，用鋼纜予以加固。

3.5絞吸船疏浚質量控制方法

施工平面放樣控制，絞吸挖泥船利用船載DGPS控制挖泥船位，并與裝有疏浚輔助決策系統軟件的計算機聯合使用。具體方法，將疏浚平面位置輸入到計算機中，繪制電子施工圖，再將分條開挖的平面位置坐標輸入計算機中，挖泥船上的DGPS在接收衛星信號的同時準確測得挖泥位置坐標，根據計算機顯示器顯示的船位，絞吸挖泥船利用主副鋼樁和橫移錨控制船位，確保挖泥船位在所開挖的挖槽內。施工時嚴格按設計質量要求控制超寬，并做好施工平面定位記錄。

在施工區域設置潮位站，并配備專人看守。每10min驗潮一次，接收機接收的信號輸入計算機中疏浚輔助決策系統，顯示吸口在基準面下的挖泥深度。挖泥船根據分層開挖設定的挖深，通過疏浚輔助決策系統定深裝置，控制吸口下放的挖泥深度，提高挖槽平整度。在最下層挖泥時要考慮到挖泥船吃水深度的變化，同時預留適當的備淤深度，確保疏浚挖深達到設計水深要求。施工時挖泥船嚴格按設計質量要求控制超深，并做好施工測深記錄。

4.施工生產率限制因素分析

通過試施工，統計絞吸船試施工期間的施工參數，結合現場工況條件，分析絞吸船生產率的限制因素，并制定相應的改進措施。絞吸船生產率限制因素包括以下幾點：土層分布不均勻，土質變化大，工況條件復雜，施工工藝針對性不強。

針對上述限制因素，制定了以下應對措施：

①建立三維土質模型，使開挖土質“可視化”，以便于更直觀的表達不同深度土質特性；

②三維土質模型與挖泥船計算機輔助疏浚決策系統相結合，在挖泥作業時將三維土質圖像實時或提前顯示，以達到根據土質實時改變施工工藝、提高生產效率的目的。

施工過程中，挖泥操作人員將三維土質模型與絞吸船輔助決策系統相結合，針對不同的土質，制定相應的施工工藝，對比每一刀、每一臺車的濃度、密度、流速和橫移速度變化，摸索土層分布規律，及時優化進刀量、橫移速度等施工控制參數，進而提高了生產效率。

5.結語

在吹填施工過程中，本文結合具體實例，對絞吸船施工工藝流程、基本原理、船舶定位方法、拋設橫移錨、管線布置方法、泥泵工況的確定等吹填工程中的關鍵技術問題進行了詳細闡述，針對施工生產率限制因素進行分析并提出了相應的解決方案，對類似工程提供一定借鑒經驗。

參考文獻：

[1]蔡篤佳.疏浚吹填工程的施工管理與控制[J].珠江水運，2018（10）：36-37.

[2]鄭際毅.吹填疏浚土造陸效果關鍵影響因素分析[J].珠江水運，2017（15）：91-94.

[3]周禹揚，張蓓.絞吸船施工效率影響因素分析[J].中國水運（下半月），2017，17（05）：317-318.