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摘要：本文介绍了国内外采取的淤泥吹填方法及其处理、固结实验、计算方法、吹填土的沉积固结理论等方面技术的研究进展，并结合项目实施过程中的施工技术与工艺要点进行研究，提出相关可行性建议。
关键词：水利吹填；沉积；固结理论；疏浚淤泥；吹填造陆
改革开放之后的几十年间，我国的经济发展取得了惊人的成就，对外贸易和国内的资源流通也空前繁忙，作为水陆交通集结点和枢纽的港口建设也进入高速发展期。现代的港口建设往往包括了港池泊位的疏浚和后方的陆域形成，在条件允许的情况下，港口建设中往往应用了疏浚吹填技术，将港池的疏浚土通过船机转移到后方形成陆域。本文就对疏浚吹填技术在港口的应用和施工工艺进行了讨论。
1.疏浚吹填项目的概况
在进行港口的扩建和航道清淤作业时，势必要挖掘出大量的海底、航道处的淤泥。依照传统的做法就是将这些淤泥直接转移到外海中去，但是这种做法只能得到短期的作用，时间一长就会引起严重的回淤以及污染问题另外，在一些港口中还存在着陆域严重不足的情况，这就还需要进行填海造陆的工程来满足港口陆域的建设需要因此，如果我们能够将疏浚航道挖掘出来的大量淤泥转填到陆域不足的港口中去，既解决了回淤和污染问题，还能节省填海造陆带来的大量工程施工浪费，是一件一举两得的事情但是，进行疏浚吹填的效果却不是很好，吹填用的淤泥固结性能很差，很难在较短的时间内进行自然的沉积固结，只有在表面形成了硬壳以后才能进行再次的加固处理为此，一种更为经济、合理的加固技术，使吹填出来的泥浆尽快形成牢固的硬壳方法函待被发现，这将会为疏浚吹填、围海造陆项目施工带来革命性的改变与巨大经济效益。
2.海昌煤炭码头二期工程概况
工程位于东莞市虎门港麻涌港区新沙南作业区，距离广州41km，处在狮子洋东岸、东江口的边滩上，距离上游广州黄埔老港16km。海昌煤炭码头二期工程水工主体、疏浚吹填和软基处理工程建设一个5万吨级别煤码头，泊位长度为285m，过渡段37.29m，结构按照7万吨级散货船设计，码头连接水域疏浚至标高-13.0m，水域挖通之后可以直通广州港除海航带，无需额外挖支航道。水域内疏浚方量为119.23万m3。
3工程分析
3.1特点
该工程地质复杂，施工中首先采用绞吸船将上部中粗砂、粉质粘土及全风化岩开挖吹填至A2、A3区作为堆载料，剩余部分吹填至C区进行陆域回填。下部强风化岩及中风化岩先采用凿岩船进行凿岩，然后抓斗船进行开挖，凿岩后清出的礁石装驳运至礁碴暂存区，采用绞吸船进行二次转吹至码头后方，作为软基处理堆载料用。码头前沿停泊水域紧邻莲花山航道，过往船只众多，为保证现场施工和过往船舶的安全，连接航道与莲花山航道交接处预留40米的开挖范围，采用1条5m3的勾机船进行开挖，勾机船开挖过程中不需要将锚抛至莲花山航道，能确保过往船舶的安全。
3.2难点
3.2.1吹填围堰
海昌码头二期工程采取充填砂袋和临时护岸相结合的方式作为吹填区域的围堰。砂袋施工前先在围堰位置铺设土工格栅，然后采用透水性和保土性较好的聚丙烯编织土工布（200g/㎡）现场缝制充填砂袋，砂袋再按16m2-20m2一个布置，每层袋体的充填高度在50cm-70cm左右，上下层两相邻的砂袋搭接，错开距离在1.5m以上，以免形成“通天缝”，同层相邻袋体间的搭接距离在50cm以上。吹填围堰完成后及时布设沉降位移观测点，吹填施工过程中每天多次对围堰进行沉降位移观测，出现异常情况时应及时报警。
3.2.2吹填管线的布设和出水口的布置
吹填管线的布设不能影响水域众多船只的作业和陆域的后续施工安排，尽量增加吹填船只的作业范围；吹填出水口的布置要合理，尽量减少吹填土的流失和造成水域的二次回淤。因海昌码头二期工程施工船只较多，现场施工水域按施工工艺和顺序划分4个区域。吹填管线布设在陆域形成区域南侧上岸，考虑到吹砂管应平坦顺直，避免死弯，绞吸船尾部向南，沿东西方向前进或后退，自北向南进行推进施工，先施工Ⅱ、Ⅲ区，再施工Ⅰ区，最后施工靠近航道的Ⅳ区。排水口采用箱闸管式泄水口，布设在东南侧排泥区的死角，同时修挖长渠将余水回流港区水域。
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4.疏浚和吹填工程的目标成本分析与控制
与传统的建筑施工行业相比，疏浚吹填的行业具有设备集约化程度高、产品周期长、工程流动性大的特点并且，疏浚吹填的工程项目往往都需要依靠巨大的资金投入为依靠，工程量庞大，必须联合众多的技术工种以及单位同时进行项目施工，相互协作、相互监督面对如此大的项目工程，如果不做好投入成本的控制工作，不仅仅会造成资源的浪费，还会导致施工企业利益的亏损，间接导致核心竞争力的下降因此，对于疏浚吹填工程的成本控制问题非常值得我们去深入研究，它不仅仅关系着一个企业的健康发展，同时也关系我国疏浚、吹填行业的健康可持续发展。
4.1施工组织原则
结合施工经验和本工程的实际特点和施工实际情况，按照技术有较好的可行性、安全、可靠、经济合理、快速实用的原则确定施工组织原则为：水陆结合，条件自创、多段进行，多头开工，流水作业，层层推进。
4.2施工区域划分
从平面上分为三大施工区，包括港池及航道疏浚吹填、临时护岸及吹填围堰施工、软基加固处理（吹填造陆部分）三部分。
4.3施工工艺思路
施工的前提条件是满足工期并且保证充砂袋堤的安全性。要求临时护岸和围堰施工需要尽快形成断面，便于后方疏浚吹填施工，充砂袋施工采用水上和陆上结合的形式，充砂袋施工完成后在水上进行土工布倒滤层、碎石垫层施工，陆域疏浚吹填完成之后可进行软基加固处理。
3.4施工流程
4.4.1临时护岸和吹填围堰的施工
临时护岸和吹填围堰充填砂袋施工是工程进度的主要影响因素，中粗砂回填要尽快形成断面，以便后期塑料排水板施工。中粗砂回填形成工作面，塑料排水板施工设备进入现场后布置和施工。施工区砂源土质较好，使用填充沙袋和回填中细砂反压层。吹砂泵和接力泵配套施工，充填砂袋施工自东向西进行。出于加强充砂袋棱体安全防护的考虑，需要布置好土工布、碎石垫层，干砌块石护面之间的衔接，保护充砂袋。护岸预留的沉降量要根据水深和地质情况进行调整，保证预留量准确，采用分层施工的方式，分层加载。
4.4.2吹填管线的布设和出水口的布置
（1）管线组装：施工中排砂管线有三种型式，水上浮管线，水下沉管，陆上管线。管线均采用Φ600mm管径钢管，管长6m以法兰螺栓连接，法兰阀加橡胶垫止水。陆上及水上浮管壁厚12mm。（2）排砂管布线：1，000m3/h绞吸船设750m长水上浮管与陆管线水下管相连接。（3）管线安装：排泥管线由水上管、水下管、陆地管组成。
4.4.3吹填施工过程控制施工期吹填标高按设计要求并结合实际情况进行控制，预留足够的沉降量，确保吹填完成后泥面标高达到设计要求。同时安排专人巡视管线，发现渗漏及时处理，防止泥砂外泄对施工区附近水域造成影响。吹填尾水在围堤合垅前通过龙口排水，围堤合垅后通过水门进行排放，施工过程中密切注意排水口排水浓度，及时调整排水口高程，将排水管中的含泥量控制在最小范围内，以减少流失量和对环境的影响。在排水口外侧采取铺无纺土工布等措施对排水口进行相应的保护，以防止冲刷并减少流失。
5.吹填方法的发展进展
当前我国的一些港口、航道疏浚工程都在应用吹填、抛填造地的方法，这种方法能够大幅地降低工程项目的成本，但是也有一个问题就是，这种方法形成土地必须要经过地基的二次处理才能够进行利用当前，国内外许多城市都在进行疏浚吹填的方法进行大面积的围海造陆工程在进行疏浚吹填作业的材料有很多种，其中最佳的选择就是砂砂具有良好的透水性能，并且排水速度很快，压缩变形也不会很大，能够在很短的时间内达到吹填的强度与高度，很大程度上能够满足工程建设的需要早在上世纪90年代的香港，就开始了应用海砂进行大型港口和飞机场等工程项目的水利吹填技术，建造出了伟大的陆地项目新加坡差不多整个国家领土的1/10都是通过吹填造陆技术建设成的在应用吹填造陆进行工程施工时，吹填的密实度、均匀性都很大程度上取决于砂的质量与铺砂的方法以及沉积地的环境条件并且，铺砂厚度的不均匀性以及砂颗粒的大小等问题都会影响到吹填砂的质量，如果吹填砂的质量达不到标准，就会提高后期压密工作的成本在各国吹填技术的实践应用中，最为高效的方法就是采取先吹一层泥，再吹一层砂，这种方法能够很大程度上减少砂的使用量，节约建设成本其次，这种方法能够减短排水的路径，加快固结速度，间接地缩短吹填时间当然，无论是采用纯泥、纯砂、泥中夹砂还是大土团的吹填方法，都会采取吹填土的软弱地基，后期都必须进行一定方法的二次加固处理将疏浚泥进行固化处理的方法是当前国际上最为先进的方法，这种方法会在疏浚泥中加入固化材料，让经过处理后的疏浚泥不再进行二次固化，直接进行工程工艺。
结论
总之，港口疏浚吹填施工项目是一项系统性的工程在水利吹填技术已经大幅在港口修建、码头和围海造陆等方面应用的今天，疏浚吹填技术越来越值得我们去关注、去探索采取先进的泥浆吹填夹砂处理技术，不仅可以解决纯泥吹填固结速度慢以及工程周期长的弊端，还能很大程度上减少砂的需求量但是随着海域环境的不断恶化，我国疏浚吹填的施工工作面临着严峻的考验，这就需要我们更加系统化地对吹填技术进行改进，找出一条既能缩短施工周期又能满足施工工艺的吹填方法，使疏浚、吹填行业能够得到更好的发展和进步。
参考文献
[1]王明.绞吸式挖泥船施工的几个问题[J].中国水运，2010（10）.
[2]郑志银.利用新技术提升自航耙吸挖泥船施工效率[J].中国水运，2010（06）.
论文作者:朱益民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/10
标签：管线论文; 围堰论文; 航道论文; 港口论文; 工程论文; 水域论文; 护岸论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;