专利名称：围海造陆分层吹泥施工方法
技术领域：
本发明涉及围海造陆的方法，特别是一种围海造陆分层吹泥施工方法。本发明提出了分层吹填工艺，将深层粉细砂吹填至表层形成具有较高承载力的工作层，为后续软基处理提供了良好条件，大幅降低了工程造价，缩短了工期，为同类吹填造陆工程提供了有益借鉴。
背景技术：
围海造陆采用常规吹泥工艺形成的陆地由于土的含水量极高、表层承载力极低， 难以立即进行深层加固处理，不能尽快为项目建设提供可用土地，不利于尽早发挥投资效益地质。据资料显示，在-12. 0 -14. Om标高以上，为流塑状淤泥质粘土，如全部采取这层土吹填造陆，后续软基处理开展的难度非常大。而在-12. 0 -14. Om标高以下，依次分布有粉质粘土、粉土、粉砂等透水性较强的土，较适于吹填造陆。传统工艺吹填结束后，首先要进行2 6个月的表水排除，再采取两种做法才能尽快具备软基处理所需的承载力。第一种做法是在吹填土表面铺设编织土工布+铺设荆笆或竹笆，加上铺设土工布以及吹填80 IOOcm厚砂性土，形成具有一定承载力的工作垫层，每平方米增加费用70 80元，其施工质量也难以保证，工期受砂性土供应影响难以确定，就滨海新区来说，砂性土主要由曹妃甸运来，受料源地保护和海上运输安全影响大，难以保证供应。第二种做法是采用浅层真空预压法人工打板，对表层一定厚度的吹填软土进行先期加固，使其具备承载深层处理施工机械的能力，每平方米增加成本60 70元，工期增加 2 3个月。这两种做法除工期长，成本高外，安全隐患也较多，施工人员可能陷入泥沼发生危险，砂性土运输船大部分为内河船，抗海上风浪性能低，船毁人亡事故频频发生。
发明内容
为解决上述工期与技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种围海造陆分层吹泥施工方法，有利于加快施工进度，降低工程造价，安全可靠性强。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种围海造陆分层吹泥施工方法，在吹填区中间部位设置一条中隔埝将吹填区分为大小相等的南、北两个区分别组织分层流水吹填，南区由东向西、北区由西向东进行吹填；该施工方法包括以下步骤(1)船机选择采用3500m7h-4500m7h的绞吸式挖泥船，要求所述挖泥船挖深必须达到24m以上；(2)中隔埝设置在吹填区中间部位设置的中隔埝采用建筑碎料或粘土填筑，埝顶宽7. Om,埝顶标高6. OOm ；(3)管线及吹填管口布置排泥管线是挖泥船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，每根管线标准长度6m-12m，管线采用法兰、高强螺栓进行连接；管线沿所述吹填区四周围提进行布设；吹填管口根据吹填泥质的不同分别进行设置，先吹填淤泥质粘土，吹填管口间距为200m ；吹填淤泥质粘土达到预设标高后，再吹填粉砂土或粉土，吹填管口间距为 80m，确保吹填粉砂土或粉土能均勻的覆盖于淤泥质粘土上，吹填管口与排泥管线采用三通进行衔接；(4)泄水口设置在中隔埝西端设置第一泄水口(1)，便于南区的浮浆顺利排入北池继续沉淀；第二泄水口(1)设置在北区靠东提，对南区先吹填成陆地，能够有效地防止吹填泥的流失；(5)吹填按常规吹填程序进行吹填淤泥质粘土，吹填至预设泥面标高后，南区通过第一个泄水口(1)及在东提、南提每隔100-120Π1设一根排水管；北区通过第二个泄水口 ⑴及在东提每隔100-120m设一根排水管，进行表层土的浙水和排水，待吹填区内的表层土含水率低于85%，重度大于14KN/m3时，再挖取-13. 5m以下的粉砂土或粉土，吹填覆盖在已浙水的表层土面层上，吹填厚度为1. Om 1. 5m ；(6)排水吹填结束后，采取自排或强排水的方式将吹填区表面水排除，自排南区通过在东提、南提，每隔100-120m设一根排水管，北区通过在东提，每隔100-120m设一根排水管，在吹填区内挖排水明沟，将积水排出吹填区外；对于局部无法通过自排方式的低洼的水，采用抽水泵将水排出吹填区外，排水晾晒7-15天后，进行黄砂垫层施工，黄砂垫层施工采用人工小推车进行推填、平整，铺设厚度30cm ；砂垫层平整后，上打桩机进行排水板的打设施工。本发明的效果是采用分层吹填工艺，先挖取淤泥质粘土吹填至造陆区的下层，再挖取下层粉质粘土、粉土、粉砂等透水性较强的土均勻地吹填在造陆区上层1. 0 1. 5m厚， 吹泥结束后，有组织地将表面积水排除，表层1. 0 1. 5m厚的土将具有较高的承载力，为后续软基处理施工打下良好基础。相比之下，分层吹填工艺在工期、质量、成本、安全等各方面的优势是显而易见的，而且由于分层取土需要而深挖部分有利于建设深水航道，或作为航道的预留的备淤深度而减少后期航道维护费用。
图1为本发明的吹填平面布局结构图。图中1、泄水口 3、吹泥口 4、中隔埝
具体实施例方式结合附图及实例对本发明的围海造陆分层吹泥施工方法加以说明。本发明提供的围海造陆分层吹泥施工方法，在吹填区中间部位设置一条中隔埝将吹填区分为大小相等的南、北两个区分别组织分层流水吹填，南区由东向西、北区由西向东进行吹填；该施工方法包括以下步骤1、施工工艺流程分区隔埝施工一泄水口设置一输泥管布设一挖泥船驻位一分区流水吹填第一层 —分区流水吹填第二层一表水排除一结束2、吹填分区和流向本施工方法的吹填区为正方形，在中间部位设置一条东西向中隔埝4，中隔埝4采用建筑碎料或粘土填筑，埝顶宽7.0m，埝顶标高6. 00m。将吹填区分为大小相等的南(S)北 (N)两个区组织分层流水吹填，南区的泄水口设置在隔提西端，北区泄水口为总泄水口，设在东提北端，吹填顺序为S下一N下一S上一N上，水平吹填流向为S东一SH— NH— N东。此安排有如下优点1)将方形吹填区转化为长条形，吹填泥的流距大幅增加，沉淀时间相应大大增加， 可减少流失，提高吹填效率；2)有利于组织流水施工，提前为下一步的真空预压施工提供作业面；3)缩短了吹泥口到吹泥区中心的距离，可以使吹填泥较为均勻地分布到吹填区；4)在吹填第二层之前为第一层吹填土留出了一定的沉淀时间，有利于第一层泥的强度增长，为承载第二层泥打下了基础，可保证实现分层目标；5)有利于按顺序将表层浮泥赶到远端泄水口，必要时挤出吹填区。3、管线布置排泥管线是挖泥船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，均采用优质钢管，直径为 750mm、800mm等规格，每根钢管标准长度6m-12m，钢管采用法兰、高强螺栓进行连接。钢管沿吹填区四周围提进行布设。管口的间距确定为80m，能保证粉砂土或粉土能均勻的覆盖于淤泥质粘土上。本施工方法采用两条大型绞吸式挖泥船承担吹填作务，大型挖泥船具有抗风浪能力强，安全性高的特点，其较高的主机功率能确保在远排距时输泥管口具有足够的压力和流速，使吹填泥能达到预定位置，确保了整个吹填区的泥质符合要求并均勻分布。选择一条是绞吸式挖泥船3500m3/h，另一条是绞吸式挖泥船4500m3/h，要求所述挖泥船挖深必须达到2 !以上。两条绞吸式挖泥船，因此布设两条排泥管线，为保证区域船舶的航行，排泥管线在海上取泥区以外采用沉管方式布设，岸管设置在吹填区围提上，人工配合机械架设，采用橡胶管作柔性连接，即用橡胶管使浮管和岸管作弧形连接。水下管布设采用3+1的组装方式，即三节钢管加一节胶管连接。水下管布置时， 尽可能将其沉放至水底，并在排泥管线布设处设浮漂加以警示。水上管布设采用1+1的组装方式，即一节钢管加一节胶管连接，再与浮筒连接。 在排泥管线基地安装好后，经水上运输至施工现场与水陆接头连接。岸管布设南区吹填时，主排泥管线沿南提和中隔埝布设；北区吹填时，主排泥管线沿中隔埝和北提布设；每隔200m设支管一条，吹填时，排泥支管口离围提距离不小于 30m，避免出口泥浆直接对围提的冲刷。4、吹填管口设置输泥管均从吹填区的东南角上岸，然后分别沿南提和中隔提全线布设进行南提的吹填，南区吹填完成后南提管线移到北提进行北区吹填。吹填管口 3间距的大小是与绞吸船的泥泵功率、吹填区地形及吹填土质等因素有关。吹填淤泥质粘土时，其土质颗粒较细、密度较小、沉淀时间较长，根据规范要求及现场试吹确定其吹填管口的间距为200m ；吹填粉砂土或粉土时，相对淤泥质粘土而言其土质颗粒较粗、密度较大、沉淀时间相对减少，吹填影响范围较小，将其吹填管口的间距确定为80m能保证粉砂土或粉土能均勻的覆盖于淤泥质粘土上。南区吹填时在东提南端、中间和北端设三个吹泥口，吹填管口与排泥管线采用三通进行衔接。首先从东提向西吹填，东部泥面标高达到要求后，将吹填口移至南提和隔提相应位置，严格控制吹填管口由由东向西顺次开启，尽量将浮泥挤向西端及排水口位置，防止浮泥窝集在吹填区内，最后南提西端设一吹填口，将浮泥全部挤到北区。北区吹填按照南区的方式反向进行，最后视东提泄水口附近浮泥量的多少和分布范围确定，是挤出吹填区或是采取其他处理措施。5、吹填按常规吹填程序进行吹填淤泥质粘土，吹填至预设泥面标高后，南区主要通过第一个泄水口 1及在东提、南提每隔100-120m设一根排水管，北区通过第二个泄水口 1及在东提每隔100-120m设一根排水管，进行表层土的浙水和排水，待吹填区内的表层土含水率低于85%，重度大于14KN/m3时，再挖取-13. 5m以下的粉砂土或粉土，吹填覆盖在已浙水表层土面层上，吹填厚度为1. Om 1. 5m。吹填分南北两区先后进行，各区均分两层吹至设计标高，第一层至+4. 5标高，第二层至+5. 5m标高。先进行南区吹填，先开启最东端的两个相对支管进行排泥，至影响区域内泥面标高达到+4. 5后，关闭该对支管，开启西侧相邻一对支管继续排泥，按此由东向西顺次开启、关闭吹填支管至本区全部达到+4. 5标高，接着按此方法再次由东向西依次调整排泥支管的开启、关闭吹填至+5. 5m标高，保证每层吹填土质均勻，表面基本平整。按以上方法由西向东顺次分层完成北区的吹填。分层标高控制1)吹填标高和挖泥标高本施工方法设计吹填标高控制为+5. 5m,为确保表面土的承载力满足机械作业的要求，控制第一层吹填标高定为4. 5m，吹填泥质为淤泥质粘土，第二层标高定为+5. 8m,预留排水沉降0. 3m，吹填泥质为粉质粘土、粉土、粉砂，吹填子埝标高控制为不低于+6. 5m。2)挖泥标高第一层挖至粉质粘土、粉土的顶板标高，第二层挖下层粉质粘土、粉土、粉砂，可保证吹填区上层土质具有较的透水性，表水排除后达到要求的承载力。与吹填标高相适应，隔提泄水口底标高为+3. 5m,总泄水口底标高为+3. 0m。6、吹填后表水排除吹填结束后，迅速进行表层排水可以促进表层土承载力的增长，采取自排或强排水的方式将表面水排除，在中隔埝西端设置第一泄水口 1，便于南区的浮浆顺利排入北池继续沉淀；第二泄水口 1设置在北区东提，对南区先吹填成陆地，能够有效地防止吹填泥的流失。自排南区通过在东提、南提每隔100-120Π1设一根排水管，北区通过在东提每隔 100-120m设一根排水管，在吹填区内挖排水明沟加快了排水速度，将积水排出吹填区外，将积水排至大海。对于局部无法通过自排方式的低洼的水，采用抽水泵将水排出吹填区外。排水晾晒7-15天后的吹填区，已可以上挖掘机、运砂小翻斗车作业，可进行黄砂垫层施工，黄砂垫层施工采用小推车人工进行推填、平整，铺设厚度30cm ；砂垫层平整后，上打桩机进行排水板的打设施工。通过研究滨海新区的地层分布规律可知，-Hm标高处开始出现粉细砂层分布，_20m标高下粉细砂层已普遍分布，在挖泥船向大型化发展的今天，有效挖深、吹距和生产效率均大大提高，天津滨海新区围海造地项目均有条件采用分层吹填工艺，该工艺在南港工业区东五区造陆工程中的成功应用，为天津滨海新区快速发展，向海洋要地提供了更佳选择，将极大地促进滨海新区的开发进程，带来巨大的社会经济效益。
权利要求
1. 一种围海造陆工程中分层吹填施工方法，在吹填区中间部位设置一条中隔埝将吹填区分为大小相等的南、北两个区分别组织分层流水吹填，南区由东向西、北区由西向东进行吹填；该方法包括以下步骤(1)船机选择采用3500m7h-4500m7h的绞吸式挖泥船，要求所述挖泥船挖深必须达到Mm以上；(2)中隔埝设置在吹填区中间部位设置的中隔埝采用建筑碎料或粘土填筑，埝顶宽 7. Om,埝顶标高6. OOm ；(3)管线及吹填管口布置排泥管线是挖泥船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，每根管线标准长度6m-12m，管线采用法兰、高强螺栓进行连接；管线沿所述吹填区四周围提进行布设；吹填管口根据吹填泥质的不同分别进行设置，先吹填淤泥质粘土，吹填管口间距为200m ；吹填淤泥质粘土达到预设标高后，再吹填粉砂土或粉土，吹填管口间距为80m，确保吹填粉砂土或粉土能均勻的覆盖于淤泥质粘土上，吹填管口与排泥管线采用三通进行衔接；(4)泄水口设置在中隔埝西端设置第一泄水口(1)，便于南区的浮浆顺利排入北池继续沉淀；第二泄水口(1)设置在北区靠东提，对南区先吹填成陆地，能够有效地防止吹填泥的流失；(5)吹填按常规吹填程序进行吹填淤泥质粘土，吹填至预设泥面标高后，南区通过第一个泄水口(1)及在东提、南提每隔100-120m设一根排水管；北区通过第二个泄水口(1) 及在东提每隔100-120m设一根排水管，进行表层土的浙水和排水，待吹填区内的表层土含水率低于85%，重度大于14KN/m3时，再挖取-13. 5m以下的粉砂土或粉土，吹填覆盖在已浙水的表层土面层上，吹填厚度为1. Om 1. 5m ；(6)排水吹填结束后，采取自排或强排水的方式将吹填区表面水排除，自排南区通过在东提、南提，每隔100-120m设一根排水管，北区通过在东提，每隔100-120m设一根排水管，在吹填区内挖排水明沟，将积水排出吹填区外；对于局部无法通过自排方式的低洼的水，采用抽水泵将水排出吹填区外，排水晾晒7-15天后，进行黄砂垫层施工，黄砂垫层施工采用人工小推车进行推填、平整，铺设厚度30cm ；砂垫层平整后，上打桩机进行排水板的打设施工。
全文摘要
本发明提供一种围海造陆分层吹泥施工方法，包括以下步骤船机选择；中隔埝设置；管线及吹填管口布置；泄水口设置；吹填；排水。本发明的效果是采用分层吹填工艺，先挖取淤泥质粘土吹填至造陆区的下层，再挖取下层粉质粘土、粉土、粉砂等透水性较强的土均匀地吹填在造陆区上层1.0～1.5m厚，吹泥结束后，有组织地将表面积水排除，表层1.0～1.5m厚的土将具有较高的承载力，使之形成具有一定地耐力的工作垫层，为后续软基处理施工打下良好基础。分层吹填工艺在工期、质量、成本、安全等各方面的优势是明显的，而且由于分层取土需要而深挖部分有利于建设深水航道，或作为航道的预留的备淤深度而减少后期航道维护费用。从而解决了超软土地基处理施工中人、机、料无法进入作业的难题。
文档编号E02B3/18GK102493396SQ20111037291
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者李艳忠, 董志凌, 谢伟光, 邓明, 钱维 申请人:中交一航局第四工程有限公司