吹填施工工艺及关键技术分析

摘要：随着经济的发展，我国水运工程也得到了迅速发展，并取得了良好成绩，吹填技术是用来改造江河湖海的一项施工技术，在水运工程中得到了广泛应用。但是此项技术的关键技术还存在不足，该文将结合实践工程来具体探讨疏浚吹填技术的运用，重点对吹填施工工艺的探索与实施展开阐述，对类似项目提供一定借鉴作用。

关键词：吹填工程施工工艺关键技术

1.前言

每年由疏浚工程产生大量的疏浚土，与此同时吹填工程需要大量的吹填土，将二者的有机结合不仅可解决吹填土资源不足的问题，又可实现疏浚土的综合有益利用，为互利共赢之举，因此，合理有效的开展吹填施工是水运工程建设中的重要环节。本文结合具体工程实例，对吹填施工工艺及其关键施工技术进行介绍。

2.工程概况分析

2.1工程简介

为充分阐述吹填施工工艺流程及其关键施工技术，本文以某出海航道疏浚吹填项目为例进行说明。工程吹填面积约35万m2，吹填设计标高为+3.5m～+4.0m。取土疏浚区为配套码头的回旋水域区域内，疏浚区距吹填区距离最远为2km以内。根据测量及地质钻探资料可知，本工程港池深度范围内疏浚土主要包括淤泥及淤泥质土、素填土、粉质粘土、淤泥混砂、全风化泥岩、砾砂混粘土、砾砂、卵石、强风化泥岩等，可挖性良好。本项目水域疏浚工程主要包括港池水域，设计底标高为-12.0m。水域疏浚挖泥船暂考虑采用绞吸式挖泥船，水域疏浚开挖超深为0.4m，超宽为4m。本工程水域疏浚总工程量约200万m³（含超挖工程量及施工期回淤量），其中开挖量为195万m³（含超挖量），施工期回淤量为5万m³。疏浚土直接吹填至后方陆域。

2.2工程特点

该工程具有以下特点：（1）本项目为出海航道疏浚吹填项目，受潮汐、风浪等海洋和内河因素共同影响；（2）疏浚吹填工作量较大、工期短；（3）本项目应注意工程施工对周边环境的影响，确保污染程度最小；（4）河床底部可能有硬质杂物，增大施工难度。

2.3泄水口布置

各个纳泥区之间布设闸箱式泄水口，共布设4个。闸箱式泄水口可以根据现场纳泥区泥面标高变化及时调整泄水口顶标高，使泥塘内有足够的水深满足泥浆沉淀。泄水口设置足够数量的闸箱增大泄水口断面，减缓流速，尽量达到清水流出泄水口达到保护环境的目的。为了防止倒灌，泄水口均采用闸箱单向排水方式。如图1所示。

3.施工工艺及关键技术

3.1绞吸船施工工艺流程

根据工程特点，本项目采用2500m3/h的绞吸式挖泥船进行施工。

3.2吹填施工基本原理

绞吸挖泥船根据疏浚取土区的平面尺度和泥层厚度，采用分段、分条、分层施工。分段长度为浮管一次铺设可移动的有效长度，一般为200m~300m左右。分条方法，分条顺水流方向布设，分条宽度为60m，每条分层开挖。绞吸船绞刀头直径2.3米，根据泥床厚度进行分层，每一分层厚度淤泥、砂质土层可挖1.2m，粘土层可挖0.5m。为保证施工效率，粘土层分层要薄，确保施工质量。绞吸挖泥船在施工前，先对疏浚取土区的原泥面进行清障，可采用铁条焊成三叉锚形状，系上尼龙绳用锚铤在施工区里来回拖带，可清理一些木条、大件纤维袋等垃圾，可减少绞刀头清理障碍物的次数，延长吹填施工时间。

3.3船舶定位方法

绞吸挖泥船采用船尾钢桩定位，钢桩定位系统采用液压系统。定位桩位于分条挖槽的中心线上，绞刀桥架前端左右各抛设一只横移锚，锚缆长度抛出挖槽外50m，抛设锚浮标。采用DGPS即差分全球定位系统，通过数传电台传输到船台，并对船台观测值进行实时修正，进而求得船台所在船位的坐标，利用数据采集、数据处理、自动绘图功能的HYPACK软件通过计算机进行数据处理，在电子显示屏上显示出设计挖泥区段轮廓线，设计挖槽边线，绞刀挖泥运行轨迹，实时导航数据，同时它与水位遥报仪、绞刀深度深度指示仪相连接，可实时显示挖深、瞬时水位、挖槽横断面图或水下三维立体图等等。

3.4管线布置方法

水上管线锚固：采用布设管线锚缆的方式进行锚固。布设时要综合考虑风流压差、施工干扰、施工顺序等等。排泥管线出口的加固：每个排泥管线出口处均采用松木杆作“A”字架支撑，用钢缆予以加固。

3.5绞吸船疏浚质量控制方法

施工平面放样控制，绞吸挖泥船利用船载DGPS控制挖泥船位，并与装有疏浚辅助决策系统软件的计算机联合使用。具体方法，将疏浚平面位置输入到计算机中，绘制电子施工图，再将分条开挖的平面位置坐标输入计算机中，挖泥船上的DGPS在接收卫星信号的同时准确测得挖泥位置坐标，根据计算机显示器显示的船位，绞吸挖泥船利用主副钢桩和横移锚控制船位，确保挖泥船位在所开挖的挖槽内。施工时严格按设计质量要求控制超宽，并做好施工平面定位记录。在施工区域设置潮位站，并配备专人看守。每10min验潮一次，接收机接收的信号输入计算机中疏浚辅助决策系统，显示吸口在基准面下的挖泥深度。挖泥船根据分层开挖设定的挖深，通过疏浚辅助决策系统定深装置，控制吸口下放的挖泥深度，提高挖槽平整度。在最下层挖泥时要考虑到挖泥船吃水深度的变化，同时预留适当的备淤深度，确保疏浚挖深达到设计水深要求。施工时挖泥船严格按设计质量要求控制超深，并做好施工测深记录。

4.施工生产率限制因素分析

通过试施工，统计绞吸船试施工期间的施工参数，结合现场工况条件，分析绞吸船生产率的限制因素，并制定相应的改进措施。绞吸船生产率限制因素包括以下几点：土层分布不均匀，土质变化大，工况条件复杂，施工工艺针对性不强。针对上述限制因素，制定了以下应对措施：①建立三维土质模型，使开挖土质“可视化”，以便于更直观的表达不同深度土质特性；②三维土质模型与挖泥船计算机辅助疏浚决策系统相结合，在挖泥作业时将三维土质图像实时或提前显示，以达到根据土质实时改变施工工艺、提高生产效率的目的。施工过程中，挖泥操作人员将三维土质模型与绞吸船辅助决策系统相结合，针对不同的土质，制定相应的施工工艺，对比每一刀、每一台车的浓度、密度、流速和横移速度变化，摸索土层分布规律，及时优化进刀量、横移速度等施工控制参数，进而提高了生产效率。

5.结语

在吹填施工过程中，本文结合具体实例，对绞吸船施工工艺流程、基本原理、船舶定位方法、抛设横移锚、管线布置方法、泥泵工况的确定等吹填工程中的关键技术问题进行了详细阐述，针对施工生产率限制因素进行分析并提出了相应的解决方案，对类似工程提供一定借鉴经验。

参考文献：

[1]蔡笃佳.疏浚吹填工程的施工管理与控制[J].珠江水运,2018(10):36-37.

[2]郑际毅.吹填疏浚土造陆效果关键影响因素分析[J].珠江水运,2017(15):91-94.

[3]周禹扬,张蓓.绞吸船施工效率影响因素分析[J].中国水运(下半月),2017,17(05):317-318.

作者：王东毫 单位：广州港建设工程有限公司