一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种填海造陆施工方法，特别是一种使用沉积在海底的砂土作为填海造陆结构的填筑材料的施工方法。
【背景技术】
[0002]传统的填海造陆施工方法是使用自卸式货车从海岸线开始进行发散式全面摊铺倾填材料进行填海作业，填筑的材料为建筑垃圾、生活垃圾、废旧金属等极易破坏生态环境的材料。传统的填海方式缺乏对海洋环境的综合分析，容易造成海岸线资源削减，以及对海洋生态环境不可挽回的破坏。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法，本发明方法使用沉积在海底的砂土作为填海造陆结构的填筑材料，有效地减少对海岸线资源的削减，并最大限度地保护海洋原有的生态环境。
[0004]解决上述问题的技术方案是:一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法，所述绞吸式挖泥船包括绞吸头、吸管、动力系统、船头和船体；所述动力系统为动力系统的泥泵；其特征在于:该方法是利用绞吸式挖泥船通过动力系统，采用绞吸头的机械铰刀铰松水下砂土层，再通过动力系统的泥泵机械开挖、吸取土方；再采用管线输送方式，将吸取的砂土输送到目的地，通过水分析出、沙土沉积，实现浅海区域吹砂填海造陆施工的方法，它包括以下步骤:
A.机械布置就位:
①将绞吸式挖泥船拖至距离挖槽起点20?30m位置，将航速减至关停，待船自然停稳；下放主粧，抛设边锚将船位固定好；
②依据开挖顺序，将绞吸式挖泥船逐步调整移动到最先开挖区域；
③将绞吸式挖泥船调整至其船体中轴线与挖槽中心线重合，机械就位完毕；
B.敷设吹沙导管:
①将吹沙导管一端与绞吸式挖泥船船体上动力系统的泥泵相连接，吹沙导管另一端管口安放在拟造陆地的砂土方沉积区域；利用浮筒将吹沙导管敷设在水面上；
C.绞吸、开挖砂土方:
①下放绞吸头与吸管至水底，并将吸管与船头固定；
②固定船体位置，按照绞吸式挖泥船的移动顺序，使船体进行有规律的摆动；
③固定在船头的吸管的管口:在船头摆动的过程中，同时开动动力系统的泥泵与绞吸头上的铰刀，开挖、吸取水下砂土方；
通过探测仪控制砂土方的开挖深度以及船头的移动速度；
④待该区域取砂土结束后，移至下一区域，重新固定船位，如此反复进行； D.砂土沉积造地:
⑴、通过吹沙导管将水下绞吸、开挖上来的砂土方输送到沉积造地施工区域，通过自然沉淀，将水析出，使得砂土方沉积固结下来。
[0005]其进一步技术方案是:在B.敷设吹吹沙导管步骤中，为保证顺利吹沙，对吹沙导管的水上浮管的设置要采用以下措施:
①吹沙导管设置根数为1-10根；
②各吹沙导管的水上浮管间采用柔性的胶管或球形接头连接，以适应水流、风浪的影响；
③各吹沙导管的水上浮管与吹沙导管的水上浮管之间，吹沙导管的水上浮管与浮筒之间连接牢定在一起。
[0006]其进一步技术方案是:在C、绞吸、开挖砂土方步骤，在开挖、吸取水下砂土时，要按以下施工规则进行:
①要通过探测仪控制砂土方的开挖深度以及船头的移动速度；
②待该区域取砂土结束后，移至下一区域，重新固定船位，如此反复进行。
[0007]其进一步技术方案是:在D.砂土沉积造地步骤时，要按以下施工规则进行:
①在沉积造地施工区域，需分层、分区域进行施工；每个区域长度为100~200m;
②第一层沉积高度要高出海面最高水位0.5m?1m ;其后逐层加高，每层厚度控制在1.0m左右，使其能够均勾沉降、逐步密实；
③在施工时，同一沉积层应分区施工，先填充第一个区域，再进行另一区域的施工，让第一个区域有充分的时间排水固结；如此轮番作业，往复进行。
[0008]其更进一步技术方案是:在施工过程中，要对吹砂填海总量进行控制，即按取土总量控制吹填总量；控制时应对取土区土质与沉积区的流失量进行分析；
取土总量按下式计算:
V挖=(VVV3)/ (1-Pl)
式中:
V挖-满足设计沉积总量要求的所需取土量，单位:m3;
V1-设计平均沉积高度下的沉积量，单位:m3;
V2 -沉积区地基沉降量，单位:m3;
V3-超填量，单位:m3;按施工技术与管理水平按设计允许超填量的百分比计算；
Pl-砂土方流失率，单位:％ ；
其又更进一步技术方案是:在施工过程中，要对吹砂填海高程控制，其控制措施包括:
①施工前在沉积区外适当位置设立不少于2个永久性高程控制粧并妥善保护、定期校核；
②沉积区内应设置沉降杆，以观测沉积区地基沉降量；
③施工前应在沉积区内及四周围堰上设立吹填高程控制标志，数量根据砂土方沉积特性、沉积区形状、沉积区面积、平整度要求及设备性能等因素确定，一般按50?10m间距布设，沉积区内用沉降杆代替；
④施工中应考虑砂土方固结与地基沉降等因素，施工控制高程按下公式计算:
Hs = Hp + hg+ hj 式中:HS -施工控制高程，单位:m ；
Hp -设计吹填高程，单位:m ；
hg -施工期内为抵消砂土方固结而增加的填土高度，单位:m ;计算时应考虑砂土方特性、厚度、固结时间、排水条件等因素，一般采用试验方式确定，
hj -施工期内为抵消地基沉降而增加的填土高度亦即地基沉降深度，单位施工初期可通过试验或参考条件较接近的同类工程确定，当取得可靠的地基沉降观测数据后，应进行修正；
吹砂填海高程应按所设标志进行控制，并随时对吹沙导管口的堆土高度和坡度进行测量，当堆土面达到预定标高时应及时变动吹沙导管线。施工后期的测量密度应加大。
[0009]其再更进一步技术方案是:在施工过程中，要对浅海区域吹砂填海造陆的吹砂填海沉积区平整度进行控制，其控制措施包括:
①应根据吹填区几何形状合理布设吹沙导管线路，保证吹沉积内不留有死角；
②吹沙导管出口前移距离及管线间距离应根据吹砂填海设备性能、砂土方落淤特性等进tx控制；
③施工过程中应随时对砂土方的实际落淤坡度进行检测，并及时调整吹沙导管的延伸距离和分布间隔；
④管线分布间隔L1的控制距离:对粉质土、粉细砂Li一般控制在100?150m，对黏土、中粗砂宜控制在30?60m，或按下式计算:
(mL+mK)
式中:
L1 -两相邻吹沙导管线间距离，单位:m;
-设计允许平整度绝对高差值，单位 mL,mE -分别为实测吹沙导管口左、右方砂土方平均坡度系数值；
出泥管口应离开沉降杆不小于1m距离，以防止水流对沉降杆地基造成冲刷，影响测量准确性，或将沉降杆埋没；
平整度要求较高的吹砂填海工程，宜采用方格网法进行控制，方格网的边长可与吹沙导管干、支线布置间距相一致；粗砂、砾砂、高液限黏土等易在吹沙导管口堆积的砂土方，必要时应考虑配备陆上土方机械随时平整，以保证平整度的要求，并减少接管次数；平整度控制应与高程控制相结合，二项控制指标同时满足。
[0010]因此，与现有技术相比，本发明之“一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法”具有以下有益效果:
1、能保护生态环境、环保性性能好:因为可以直接从海面上进行挖掘施工，使用的材料为沉积在海底的砂土，所以这样可以减少对海岸线资源的削减，尽可能的减小对海洋生态环境的破坏。
[0011]2、从施工进度方面分析:能将挖掘、输送、排出和处理泥浆等施工工序一次完成，显著提高施工效率，加快施工进度。
[0012]3、从施工技术方面分析:因为能全程机械作业，可做到连续作业无需停顿，因此可以最大限度的降低因人为失误而造成的施工错误的出现。
[0013]4、从经济效益方面分析:因为能加快施工进度，获取施工时间，因此就能节省人工费，从而降低施工成本，赢得更多的经济空间。
[0014]5、施工方法应用范围广:本发明之“一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法”不仅仅适用于海上造陆，还可应用于以下建筑施工: