吹填砂施工技術在某濱江大道工程中的應用

張 霖 顧禎雪 許樂炎

(1.中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230022； 2.河海大學港口海岸與近海工程學院，江蘇 南京 210098)

0 引言

市政道路的建設往往需要大量的填土，土地資源卻又是不可再生資源,因此越來越多的市政道路工程采取吹填砂的工藝來填筑路堤，既可以解決材料緊缺的問題，又能節省工程投資。本文以南京某濱江大道工程為例，詳細介紹了吹填砂填筑路堤的施工技術，對施工過程中的各個重點流程進行了詳細的說明，為今后類似工程提供借鑒。

1 工程概況

南京江北濱江大道工程位于梅子州汊道左岸寬廣的長江漫灘上，走向基本與長江平行。南京市浦口濱江大道第二標段全長3 005.169 m，道路按雙向四車道設計，路幅寬度為42 m，設計速度為40 km/h。由于本工程地處南京市郊，路基的填筑需要大量土方，而當地的土資源相對貧乏，無法滿足施工建設需要。經過綜合考慮，采用吹填砂和回填土相結合的方式進行路堤填筑。一期吹填至7.0 m高程，在水泥攪拌樁施工后，開始進行吹填砂施工，從7.0 m吹填至11.0 m的高程，期間進行分層吹填碾壓施工。

2 施工步驟

2.1 砂源供應

根據現場的砂源調查和綜合比較，采用本地粉細砂作為路堤的填筑材料，吹填砂的指標要求見表1。由于南京地區長江禁止采砂，本項目砂源取自距離工程40 km的馬鞍山長江砂，砂源質量良好。

表1 吹填砂指標表

根據吹填需要，每天耗砂量為10 000 m3每條吹砂船日出砂量為10 000 m3～12 000 m3，考慮天氣因素，根據產量要求配備1 000 m3/h吹砂船2艘，相應配備吹砂設備2套，500 m3運砂船10艘、3 000 m3/h絞吸船1艘，交通船1艘。

2.2 絞吸船吸砂

采砂船裝滿后起錨，沿長江運河運輸至道路附近江堤，拋錨停船。采砂船行駛時，應注意行駛安全，服從河道管理部門的監管及指揮。

2.3 排泥管線布設

排泥管線是運砂船輸送砂泥漿到吹填區內的管道線路，主要包括：陸上管線(包括管架線)、水上管線(即浮管)及水下管線三種。

1)陸上管線的設置。

現場確定吹砂管線的平面位置需要綜合考慮吹砂船的總揚程、吹填的距離、圍埝的面積、形狀以及潮位變化等多種因素?，F場管線布設時，既要避免與不必要的障礙物發生接觸，也要盡量避免過級彎曲的形成。

陸上管線布設的第一要務是確保完工后的高程和平整度能夠滿足設計要求。既要避免吹填砂的自固結沉降和圍埝區域內地基土的沉降導致的施工高程偏小，也要防止吹填超高量引發的施工高程偏大?？刂拼堤顓^域的平整度具體要求見表2。為不使流水沖刷圍埝，需根據土質、圍埝結構、高度等不同因素來確定圍埝與吹砂管口的距離，通常距離為15 m～20 m。

表2 排泥管口間距表

2)水上管線(浮管)的設置。

由于吹填砂施工時的沖擊力以及水流等因素對水上浮筒管線的作用，管段間的卡接必須穩定可靠。通過管線錨對管線進行固定。浮筒管線布置時不可以出現死彎，應盡量呈現流線型彎曲。此外為了保證絞吸船在前進一定過程時不必拆換，還需要留有足夠的富余長度。

為了維修的便利和減少水流阻力，即使在重載的情況下，也需要保證浮筒管線露出水面以上。水上浮筒管線與陸上吹砂管線的聯接應根據地形和水位變幅來選擇適當的聯結方式，既要聯接牢固防止漏泥，也要不因水位變動而出現管段嚴重蹩曲。

3)水下管線的設置。

為了摸清水下地形，制定施工方案，需要對水下管線的的預定位置和其前后各50 m的范圍進行測量，測圖比例按1∶1 000～1∶2 000采用，在方案制定完成后及時向有關部門提交申請，進行報備。

2.4 圍堰、隔堤施工

2.4.1袋裝砂圍堰

當路堤邊位于水塘位置時，需設置如圖1所示圍堰。

1)充填砂膜袋制作：按設計斷面計算充填袋尺寸，現場由手提式縫紉機加粗麻線縫制成形。

2)測量放線與膜袋定位：放線由全站儀定位，將膜袋搬運到圍埝軸線上，并使膜袋攤滾方向為圍埝軸向。第一層圍埝充填袋采用木樁固定，木樁采用人工施打，充填袋攤鋪后，用鐵絲將充填袋兩側系綁在木樁上固定。

3)試沖灌砂袋：試沖灌砂袋的主要目的是確定現場砂料的排水固結時間。袋體沿縱線的寬度，充砂口大小、數量、排列，抽砂泵性能，需滿足充砂流動性要求的含水量、沖灌時間等，由此設計袋的縱向長度、單個充砂袖口控制面積及泵的充灌壓力。

4)膜袋充砂：將膜袋充砂袖口與砂泵出管口相連，砂泵管口纏一層無紡布，再將管口插入充砂袖口，并用鐵絲綁牢。啟動水泵，開動高壓水槍對運砂船船艙內粉細砂進行造漿。開啟砂泵，向袋內充砂。砂袋充灌先充中間，再充邊緣，使砂袋飽滿密實，達到85%以上飽滿度及單層充填厚度為0.5 m要求。

5)無紡布壓邊及編織袋壓腳：袋裝砂棱體分層堆碼時，需使用150聚酯無紡土工布壓邊，使用編織袋壓腳，示意圖如圖2所示。

2.4.2吹填砂隔堤

二期吹填砂碾壓分段進行，每段長200 m，中間用袋裝砂隔堤分隔，袋裝砂施工工藝流程如下：

1)測量鋪設：現場測量放線，將袋裝砂棱邊邊線標識出來，然后將加工好的沖砂袋通過專用的施工道路運至現場。安排一個單獨的施工作業面進行隔堤袋裝砂棱體的充灌填筑工作，從施工片區的一側開始向另一側階完成測量鋪設工作后，由梯式推進。

2)灌砂：現場工人對袋體進行鋪設，袋裝砂之間采用錯縫堆疊的方式，袋體袖口部位朝上。開始進行袋裝砂棱體充灌施工，吸砂船在長江馬鞍山段取砂，運砂船運抵施工現場長江斷面后，通過管線將砂運抵現場，將泥漿管口與袖口進行連接，利用泥泵充灌袋體[1]。為了保證泥漿的流量以及避免出現堵管現象，需要根據泥漿管出砂的濃度調節沖水水槍水量。取砂區域的顆粒級配會對充灌沙袋的成型產生影響。如果淤泥的含量過高，則沙袋不能一次成型，需要進行充灌，在袋裝砂棱體充灌結束后進行袖口的綁扎，防止漏砂[1,2]。

3)逐層加高：袋裝砂隔堤隨吹填砂壓實厚度逐層加高，即先施作0.5 m或1 m隔堤，待吹填砂吹填壓實后再向上加高。

2.5 吹砂施工

利用砂駁船將馬鞍山段開采的砂運送至施工現場，通過泥漿泵將砂駁船料艙內的砂直接吹砂至吹填區。在吹填區域，依據吹砂口的情況，及時調整出砂口的位置，保證吹填的平整度。

施工期間必須做好值班觀察工作，并在出砂口的四周100 m范圍內插設若干噴涂油漆標識的竹竿作為標尺，確保吹填標高能夠滿足設計要求[3,4]。

2.6 吹填砂碾壓

采用18 t～20 t的壓路機進行碾壓，先靜壓1遍～2遍，再振動碾壓4遍～6遍，最后再進行靜壓，控制含水量在10%～20%的區間內。重點防范漏壓、欠壓。如果存在填筑面積窄小的邊角或者是構筑物結合面等機械難以壓實的部分，可以使用插入式振搗棒進行加密。

3 經濟效益分析

表3為采用吹填砂進行填筑路基與傳統路基填筑方案的效益對比(以填土量466.5萬m3為例)，結合前文可知，長江砂吹填濱江道路路基施工技術簡單，施工周期短，采運難度低，原料取材方便；第一層填筑材料不需要大型機械設備平整、碾壓即可保證一定密實度，有效提高路基質量；可自由選擇吹填方式，并配合其他加固地基的工藝；施工現場無揚塵，保護環境。施工不受晝夜、雨季影響的優點，除汛期外，都可進行吹填施工；機械化程度高，施工效率高，節約了施工成本，具備良好的經濟效益。

表3 填筑方案效益對比

4 結語

南京某濱江大道工程選用長江砂作為路基填料，就地取材、降低工程造價，而且在確保路基施工質量的同時，加快了施工進度，縮短了建設工期。通過對本文中吹填砂施工技術的詳細介紹以及與傳統路堤填筑方式的對比分析，為今后類似的工程積累了經驗和借鑒。