浅谈吹填砂工艺在沿海道路施工中的应用

2014-01-23胡利

黑龙江交通科技 2014年5期

胡利

(江西交通职业技术学院)

1 工程概况

Ekeremor-Agge公路项目是尼日利亚巴耶尔萨州的西部Senatorial道路的一部分，主线长约53.743km，NDORO连接线长约1.717km，道路总长约为55.460km。其中路基总长为54.015km，桥梁总长为1.445km。设计速度暂拟定80km/h。项目工地位于尼日利亚尼日尔河三角洲地区，属于典型的尼日尔河三角洲环境，该地区下面是贝宁地质构造的沿海平原砂子。贝宁构造是最接近于尼日尔三角洲的三个岩石地层单位，特点是具有页岩夹层的砂岩，这些页岩夹层是粗粒的，有时是不佳级配和次棱角状的细颗粒的，带有泥炭夹杂物的痕迹。

2 吹砂填筑路基

根据现场水文地质状况，沿线大部分地区水位高于地面较大且受潮汐的影响，对路基安全稳定性要求高，故选择采用码袋围堰吹填砂填筑法。

2.1 选砂要求

路基回填砂采用洁净中细砂吹填并灌水振实，根据现场勘察，在路基轴线0.3～5km以外的外江有大片河流，该砂质地坚硬，可供吹砂填筑使用。砂宜选择中细砂，粗砂不易吹填，粉砂容易液化。

2.2 主要设备

主要设备:泵砂船，泵砂机，柴油加压泵，输砂管、驳船等。

2.3 吹砂船定位及安装输砂管

根据料场规划和施工安排的顺序，首先把吹砂船停放在码头定位抛锚，根据线路的走向，沿路中线敷设输砂管。输砂管线是挖砂船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，主要包括:陆上管线(包括管架线)、水上管线(即浮管)及水下管线(即潜管)三种。在可能情况下，应尽量减少使用水上吹砂管线。在施工进程中吹砂管线应有自然弯曲的足够长度，水陆管线相接处设置平台，采用柔性接头，使水陆管线平顺相接，平台的位置和标高要能适应潮差和水位升降的变化。输砂管安装前认真检查，腐蚀严重的、有缺口的都不能使用，接口要牢固，避免漏砂和漏水;岸上输砂管安装好以后，再安装水上和水下的吸砂管。输砂管出口居中布置于吹填区内，采用端进法吹填直至吹填仓末端;刚开始吹填时，应从低处往高处逐层水平吹填。

2.4 砂料场规划

根据本工程的特点及施工条件的要求，在合理选择压实机具的基础上，经试验确定砂填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数，本工程压实机具拟选用12t振动压路机，对于边角地带振动碾压实不到的部位采用5.5kW振动夯板辅助碾压密实。

本标段工程路基轴线1～5km以外有大片沙滩可供开采使用，根据料场的具体位置和填筑砂的方向程序，砂场开采采用平行路基轴线方向进行连续循环开采作业。吹砂船停泊就位刚开始吹砂时，选择水面高程较高的潮水位开始泊船吹砂，以满足吹砂船的水面和水深要求。然后安装吹砂设备及输砂管道吹砂。当吹砂船的取砂点距施工码头距离较远时，挖砂船将砂挖至驳船上，再由驳船将砂运至码头附近泊船，再安排吹砂船向驳船中注水抽砂至输砂管，输送至路基区域。

2.5 施工工艺流程

图1 吹填路基断面施工工艺流程

2.6 施工方案

首先在路堤外边坡做一道砂袋的纵向围堰，并在每隔500m做一道横向砂袋围堰进行分区段分隔，然后逐层上升至吹砂设计高程。对于水面高于地面路段的区域，按图1吹填路基断面方式一进行吹填施工。管道口在每一吹填砂道的横断面中心出砂，使其往四面出砂(前进时是往三面出砂)，施工区域内配备足够平整砂面人员，做好砂水自然流动，使其形成较平的平面，以增强吹砂的密实度。在吹砂排水时，在纵、横向围堰的区段内，使水深达60cm深左右，再利用泄水口排出。围水灌砂是保证每层砂充分灌水密实的有力措施之一，在纵向围堰的区段每隔20～30m设置一个泄水口和临时急流槽，铺设不透水的塑料布把吹砂带来的泥水引向路堤脚外的沉淀池，以保护边坡不被冲刷破坏。必要时可配备抽水机排水。对于自然地面稍高于河面路段的区域，按照图2吹填路基断面方式二进行吹填施工，路基区域内均采用砂袋吹填。对于吹砂设备距离路基较远，无法将砂吹送至路基的路段，按照图3吹填路基断面方式三进行吹填施工，先将砂吹送至河岸边的砂料堆场，然后铺设临时施工便道连至路基。挖机、装载机等机械在砂料堆场将砂料装至自卸车，自卸车通过临时施工便道将砂料运至路基进行填筑。

由于在进行吹填时排水量较大，故必须做好牢固的排水沟渠，在施工中排水沟底部宽度1m，沟斜墙宽1m，高1.5m，用编织袋灌砂砾人工筑起，沟底铺设3层彩条布(若使用半截铁皮油桶作排水沟底效果更好)保证流水畅通，将水排入沉淀池内(面积约3 000m2)，沉淀后通过排水沟流入江中，防止河道、沟渠淤积。

采用全幅进行吹填。吹填由一端向另一端采用分段推进，一段吹完以后，接长管道吹填下一段，边接管边前移，直到吹完一层。每完成一层吹填砂后，待砂层干水后应将表面的泥皮清除干净，并整修工作面。

图2 吹填路基断面图一

图3 吹填路基断面图二

当路堤高度小于2m时，可作一次吹填，当路堤高度大于2m时，应分层吹填，分层吹填的厚度一般为1～2m。作业时，设立吹砂管口、围堰、管线、施工船舶等方面的通讯联络网。加强管道、砂堤巡查，掌握吹填进展趋势，统筹安排水上、陆上施工，适时调度吹填区轮流作业，提高吹砂机船使用率。吹填标高控制，测量标桩拟30m×30m设一标桩，采用木桩。填筑路堤过程中，应严格按设计求要控制压实度。

图4 吹填路基断面图三

2.7 平整及碾压

平整尽量采用在吹填时水流自流形式，配备人工平整方式，以确保吹填砂排水固结后不再受扰动。但在吹填自流砂边坡达不到平面平整度要求时，还需进行平整，平整采用SD-320型推土机平整，厚度不大于1m，平整时尽量减少对下层砂的扰动。

在经过推土机推平的砂料或排水时间较长的砂，必须经过充分灌水，灌水采用吹砂船吹水的方式进行。待充分湿润且排水固结后再进行碾压。当吹填砂排水固结后，在适宜的含水量范围内，必须马上进行碾压，以确保碾压质量。碾压机械采用12t振动压路机，碾压遍数在6～8遍(具体由试验确定)。碾压采用平行轴线方向进行，先静碾2遍，然后再振碾，对边角碾压不到的地方，采用5.5kW电动振动夯板夯振2遍。