期刊VIP學術指導 符合學術規范和道德
保障品質 保證專業,沒有后顧之憂
摘要: 社會經濟的進一步發展,圍墾工程建設越來越多,但深海海堤施工總體技術還存在很多不足,有待于進一步加深研究,文章在分析了深海圍墾技術現狀后,對圍墾工程施工過程中排水固結法地基處理、加荷施工、以及度汛施工等方面的質量控制要點進行了分析研究,以提高工程建設整體質量和經濟性能水平。
關鍵詞:深海圍墾;地基處理;施工質量控制;排水固結法;海堤結構型式;技術要點
Abstract: the further development of the social economy, reclamation engineering construction is more and more, but deep sea dikes construction overall technology has many shortage, needs to be further deepen the research, this paper analyzes the deep sea reclamation technology present situation, the reclamation project construction process of drainage consolidation method foundation treatment, add lotus construction, high alert and the construction quality control points are analyzed and studied, in order to improve the overall quality and engineering construction economic performance level.
Keywords: deep sea reclamation; Foundation treatment; Construction quality control; Drainage consolidation method; Seawall structure type; Technical key points
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著國民經濟的進一步發展,陸地上可用土地資源變得越來越緊張,在很大程度上制約了各地經濟的高速發展。沿海地區所擁有的灘涂資源十分豐富,相應“向海洋要土地、開發灘涂資源”已成為其緩解土地資源緊張、拓展經濟發展空間,可為之選擇的一種重要增加土地后備資源的措施方案。圍墾技術研究的不斷加深,使得淺灘區圍墾技術基本趨于成熟。目前淺灘區基本上都已經被圍進行了開發利用,圍墾逐步向深水、低涂、超軟地基等地區擴展。加上施工機械、材料、工藝流程、以及基礎處理技術的不斷完善,使得深海圍墾造地成為可能。目前,我國渤海彎、福建省、浙江省等沿海經濟發達地區的深海圍墾工程建設項目越來越多,且建設步伐越來越快,但由于我國對深海圍墾技術研究方面起步較晚,總體開展時間還不是很長,在工程實際施工經驗方面還存在很多不足,造成在施工中發生一些相當嚴重的質量事故,給國家和相關企業帶來嚴重的社會經濟損失。
1深海圍墾技術現狀
早期的灘涂圍墾活動,主要是根據灘涂淤漲趨勢,在高灘前沿修筑相應的海塘,既能起到了防汛抗臺、抵御海潮侵襲的作用;同時還可以達到圍墾收益土地的目的。早期高灘施工,基本不受潮水的影響,其施工條件與普通陸上施工沒有多大區別,主要依靠人力按照設計要求進行施工,所以其施工質量控制較為簡單。與高灘圍墾相比,低灘圍墾工程由于受到潮水的影響,必須趕潮進行施工,有效的作業時間較短,加上作業地點遠離岸線,故而其施工質量控制難度要大得多,我國深海圍墾技術的現狀可以概括為以下4個方面的內容:
1.1圍墾海堤地基處理
如何做好圍墾海堤基礎處理,確保工程順利建設和后期高效穩定運行是圍墾工程建設的重要內容。塑料排水板排水固結法在很多工程中取得很好的應用效果,其在圍墾領域得到了廣泛的推廣應用。塑料排水板與土工合成材料相結合,已成為圍墾工程中最為常用的地基處理技術方法。近年來,爆破擠淤法在某些工程項目中也得到成功應用,為圍墾工程地基處理提供了另一種新的技術手段。
1.2圍墾海堤結構型式
為了提高圍墾工程綜合投資經濟性能,在保證工程綜合質量水平的前提下,盡可能的節約工程總投資已成為圍墾工程研究的重要課題。圍墾工程多采用以土石混合堤為主,即海堤采用外側石方可以擋潮,內側土方閉氣防滲結構。對于有砂源及砂料資源豐富的海域,海堤通常采用吹填粉砂土筑堤結構。另外,鋼筋混凝土輕型海堤結構也在一些圍墾工程中得到應用。
1.3海堤護面結構
就現有的圍墾工程而言,干砌石、漿砌石、灌砌石和混凝土護面等均有實際應用。最近幾年灌砌石在許多圍墾工程中得到了廣泛的使用。為了提高工程消浪效果,提高其抗擊巨大波浪的沖擊性能水平,異形塊體(如:四腳空心塊、扭工塊、扭王塊等)在一些水深浪大的海域圍墾工程中得到廣泛推廣應用。
1.4施工工藝技術
深水圍墾技術研究的不斷加深,深水插板船、土工布水上定位鋪設船等技術裝備的開發和應用,在很大程度上推動了深海圍墾技術的快速發展。閉氣土方筑堤機、平板開底駁等新技術設備在工程中不斷投入使用,加上一些創新的施工工藝,在確保工程建設綜合質量水平的基礎上,有效提高了工程施工總體進度。
2圍墾工程施工質量控制技術要點
2.1排水固結法地基處理質量控制
在一些圍墾工程中,需要在深厚淤泥地基上進行海堤施工,由于淤泥自身承載能力較低,因此必須采取相應的技術措施進行地基處理。前面已經介紹過,排水固結法是圍墾工程軟基處理的一種有效方法,即:在深厚淤泥中設置一系列豎向塑料排水帶,并在軟基地表鋪設一定厚度的水平砂墊層,通過在其上部填筑土石方作為荷載,以加速淤泥進行排水固結,有效提高地基的綜合承載能力。在實際施工設計中,塑料排水帶打設深度必須根據地基相關穩定性和壓縮變形試驗來確定,以確保排水帶打設深度位于地基可能滑動面以下,且排水帶間距應按井徑比n=15~20進行設計。在排水固結施工時,水平砂墊層應先按照相關規范或設計厚度要求進行拋填和平整,然后進行塑料排水帶打設工作。水平砂墊層應采取分段拋填、緊接著打設排水帶的方法進行施工。
對于灘涂露灘施工區域,由于退潮后露灘時間大約在3~4 h左右,這時可以采用陸用排水帶機進行排水帶打設工作,將三相四線電力線路架設至施工現場(為了確保用電安全,電力線路架設應高于大潮水位),然后用電動卷揚機作為沉樁啟閉力進行排水帶打設施工。漲潮時可以把電動機卸下裝上小船或采用上升懸掛的方式進行保護,退潮時再按照接線要求安裝后繼續施工。但一些圍墾工程處于深港區,在退潮時基本不露灘,這時就需要采用甲板駁船安裝打樁機進行地基處理施工。在施工過程中,船只的定位性能是整個工程施工質量水平的直接影響因素,因此,在排水帶打設過程中,應先按照施工設計圖紙上所劃分區塊,在海堤軸線上、下游的附近灘地上立桿作為相應的標桿,并結合船上的定位標尺,分別從垂直和平行兩個方向進行船只定位,以提高地基處理的綜合質量水平。
土工布和土工格柵在圍墾海堤基礎處理施工過程中使用較為普遍,但隨著圍墾技術不斷向深海延伸,加上海堤基礎施工時,需要進行長時間的深水作業,施工中經常受到風浪、水流等外部因素的影響,施工質量和進度難以得到保證。專用土工布鋪設船有效解決了深海海堤基礎施工難題,通過在土工布鋪設船只上安裝GPS衛星定位方法進行拋錨定位。采用GPS衛星定位技術,不僅可以提高施工船只定位精度,同時可以加快整個項目施工速度,保證工程高效穩定的施工建設。
2.2加荷施工質量控制
圍墾海堤大多建在軟基涂面或海床上,為了提高海堤自身的穩定,降低其沉降量變形位移,必須對施工加荷進行嚴格控制管理,提高施工整體質量水平。一般情況下石方每層加荷時間應控制在1個月以上,且層厚應<1 m,并經相關變形觀測確保單日沉降量<1 cm;土方每層加荷時間應控制在半月以上,且層厚<0.5 m,并經相關變形觀測確保單日沉降量<1 cm。在加荷施工過程中,必須采用相關儀器儀表加強對海堤基礎變形沉降的觀測工作,并按照相關規范要求繪制出相應沉降變形曲線和加荷負載曲線。施工技術管理人員應該對所采集到的觀測數據信息作實時的分析,及時調整施工中加荷速度,嚴格禁止盲目施工,避免僥幸心理帶來巨大的施工事故。根據一些海堤施工案例可知,如果施工過程中,加荷速度過快,堤防很可能出現突然失穩沉陷問題,使海堤基礎發生局部擾動變形破壞,造成嚴重的施工質量事故。在施工過程中,必須嚴格遵循“先石方,土方跟上”的工藝流程,即石方要高于土方2~3層的原則,這樣可以保證整個加荷過程高效穩定進行。當出現土方過高或不穩定加荷時,就可能造成海堤發生局部側向位移而發生嚴重質量事故。因此,在進行加荷施工時,按照施工安全監測要求,必須嚴格按照最大沉降量<15 mm/d、水平位移<6 mm/d、以及孔隙水壓力系數<0.6這3個重要參數指標進行加荷控制,從而確保加荷施工工藝的順利進行,有效提高圍墾海堤基礎的綜合質量水平。
2.3堵口工程施工質量控制
隨著施工的不斷進行,當兩頭堤身進占至合龍口位置時,就進入了圍墾工程最關鍵階段,即通常所說的堵口合龍,其質量水平直接決定整個圍墾工程的成敗。
2.3.1堵口條件
1)工程所在海域的潮汐、氣象條件的情況,是否已滿足堵口施工的條件。
2)非堵口段的海堤石壩及內側閉氣土體是否均達到設計要求的擋潮高程和寬度。
3)排澇、排水閘是否建成,并能正常啟閉運行通水。
4)合龍后的后續工程進度是否能確保下個汛期前基本達到設計和安全度汛的要求。
5)堵口設計及實施方案的完成情況及落實措施準備的準備情況。
6)堵口備料的準備是否充足。
7)實施堵口的人員、機械、設備、物資是否到位并能滿足施工強度要求,是否已編制應急搶險預案。
8)堵口申請報告是否已獲灘涂圍墾行政主管部門批準。
2.3.2堵口時間選擇
圍墾工程中龍口合龍的時間應選定在汛期以后,通常選在11月份至次年的1月份,這樣不僅有足夠的加高時間,同時還能確保在次年臺汛期前達到工程安全施工渡汛要求。同時,選擇月內小潮期間,即農歷初四至初十或農歷十九至農歷廿五進行堵口截流合龍施工,因為在小潮汛期流速相對較緩,可以提高工程施工的整體質量水平。
2.4度汛施工質量控制
為了提高工程建設的綜合質量水平,在施工方法和進度安排上要結合工程建設的地質、氣象等自然環境因素,盡量減少因有可能出現的臺風而帶來的巨大經濟損失。海堤主壩體要盡可能做到均衡上升,除龍口段外,不宜出現有過高或過低整體失衡的壩段,避免為浪潮水流留下集中沖刷的地段;在外壩坡及壩趾前沿應敷設足夠數量和重量的大塊石作為基礎保護,避免或減小海堤底腳沖刷;在進行壩頂施工時,應根據工程特性做好必要的臨時安全保護措施;對于龍口的底檻和兩側壩坡,在施工時,要進行重點檢查和保護;對于在臺風過程中受損的部位應立即進行搶補措施,加強工程抗臺風沖擊性能,提高工程整體建設質量水平。
4結束語
社會經濟的進一步發展,圍墾工程建設越來越多,但深海海堤施工總體技術還存在很多不足,有待于進一步加深研究。施工質量控制是圍墾工程海堤施工質量水平和施工進度的重要保障基礎,必須嚴格貫穿于整個工程施工和后期運行管理中,以提高工程建設整體質量和經濟性能水平。
參考文獻:
[1]陶松壘,蔣裕忠.塑料排水法海上施工設備及工藝[C]//塑料排水學術委員會.塑料排水法加固軟基技術研討會論文集.
南京:河海大學出版社,1993.
[2]周子成,楊信根.南通沿海圍堤龍口合攏施工要點[J].水利建設與管理,2010(04):31-34.
[3]張國建,唐海波,劉寶春,等.圍墾工程龍口閉攏施工技術探討[J].江蘇水利,2007(06):23-24.
[4]呂敏.海涂圍墾工程施工安全控制措施[J].建筑安全,2004(02):41-43.
[5]詹鳳山.北江圍墾工程施工質量控制要點[J].水利科技,2008(03):18-19.
[6]陳秀良,吳文華.圍墾工程中圍堤技術研究思路探討[J].浙江水利科技,2006,147(05):13-14.