围堰完成前与吹填同步施工的实例分析

曾昊

摘 要：吹填施工一般被要求在相应的围堰施工完成后进行，但在某些情况下，需要考虑在围堰尚未完全形成前同步进行吹填施工，以达到加快整体施工进度、合理利用设备资源、节约成本等目的。但围堰和吹填同步施工相比围堰形成后进行吹填施工有以下三类问题需要注意：吹填料的流失、吹填对围堰施工的影响、对环境保护的影响。文章以加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程为实例，分析这三类问题产生的原因，列举应对的措施，论述其在某些条件下是可控的。

关键词：吹填料的流失；围堰施工同步；环境保护；沙坝；防污帷幕；水质检测

1 问题的提出

加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程的围堰采用充填砂袋的结构形式，吹填施工方式为耙吸船接管艏吹，业主委托美国柏克德公司负责项目管理，在环保、质量方面要求很高。为了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工总体进度，施工方中交广航局提出了沙袋围堰完成前与吹填同步施工的方案：以该工程2区为例，其围堰总长约1000米，在形成200米全断面充填砂袋围堰后即开始吹填施工，如图1所示。施工方通过分析论证方案在吹填料流失、对围堰施工的影响、环境保护三方面是可控的，使得业主批准实施该方案，此后的实践也证明了该方案的合理性。

图1 施工区吹填之前现状图

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管头吹填料堆积与扩散范围计算

吹填工程其吹填料流失控制的落脚点在于管头吹填料的堆积与扩散的定量分析，工程采用中值粒径D50范围在0.25mm～0.50mm之间的吹填砂（含泥量<5%）。吹填设计标高为+4.0m（预留50cm沉降）。砂粒径取最小0.25mm，查阅有关砂的堆积及土力学当中砂内摩擦角圆弧滑动的相关知识，再结合吹填施工的经验得出自然堆积下该粒径砂的边坡比为1：10，如图2中所示。在CAD软件中进行简易的建模，最后通过简单的三角函数换算，堆积高度选取+4.0m，得出砂在达到不同的厚度时所能扩散的最大范围为70m，为吹填管头吹填料的扩散范围，此范围的得出并加上一个额外的距离。（本工程选择30m）此距离的计算为吹填料的流失控制提供了管头位置定量调整的理论依据。同时也对围堰与吹填施工的互补提供了指导性数据。在文章中的3、4节均有应用。

图2 吹填管头扩散控制图

2.2 沙坝的修筑与的应用

为了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用临时充填砂袋分隔围堰的方法，但其施工需要设备以及人员施工较为繁琐。不利于在工期紧和安全要求较高的加蓬工程。采用修筑沙坝的方法同样可以达到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙坝的施工设备只需一台挖掘机便可完成沙坝的施工。坝体的断面如图3所示，坝顶高度应超过设计的吹填高度，坡比自然形成即可，为了防止沙坝的砂被吹填砂水混合物淘刷与侵蚀，在坝体的表面铺上一层加厚塑料薄膜。铺膜可以采用人工铺设方式，沙坝坡脚的薄膜用吹填砂压实即可，薄膜铺设之后一般不能重复使用，故沙坝只铺设有吹填砂水混合物冲刷的一侧。

图3 沙坝实际应用图

3 围堰与吹填施工的互补

3.1 充填砂袋围堰的砂源提供

结合管头吹填料的堆积和扩散范围，可以推算出充填砂袋围堰必须超过100米距离，但需考虑为吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可单方面的将吹填管头与充填砂袋的距离拉远，可按照充填砂袋设备中现有砂源和充填砂袋最大能够达到的水力传输距离（但该距离必须大于100米）来确定管头与充填砂袋的最大距离。根据围堰施工的进度调整吹填管头的走向，从而达到管头的布设与延伸与充填砂袋的施工方向同步的效果。如图4所示，充填砂袋围堰与吹填同步施工的效果图。既控制吹填料的流失，也可为充填砂袋围堰的施工提供必备砂源。

图4 围堰与吹填同步施工效果图

3.2 充填砂袋围堰稳定性的确保

确保充填砂袋围堰的稳定性分为两个方面：后方回填砂的施工，分层吹填与分级堆载的控制。

回填砂的施工，充填砂袋围堰全断面形成300～500米距离以上后，为增加其对海浪拍打的抵抗该应及时对其后方进行回填砂的施工。同时避免吹填中产生的少量淤泥淤积在充填砂袋围堰的后方，对其稳定性造成影响，应尽快回填吹填砂。

分层吹填与分级堆载，投入挖掘机和推土机配合作业，控制充填砂袋后方堆载的厚度，进行分级堆载。控制堆载砂的坡脚线和反压平台的布置，避免由于吹填厚度过大，堆载高度过高而使对充填砂袋围堰后方的应力过大，从而产生向海侧方向滑移的可能。

4 环境的保护

4.1 防污帷幕的应用

工程对环境要求很高，主要体现在施工期间，吹填区边界100米范围内，悬浮物含量变化不超过150mg/L。由于没有围堰的遮挡，而在吹填的过程当中会出现悬浮物，为了解决这一问题，工程结合沙坝的位置布设了防污帷幕。防污帷幕由浮体、防污屏、铁链、混凝土锚块4部分组成。防污屏长度根据水深确定，高潮时防污屏底部距海床不超过0.5m，以确保其效果。为防止海浪损坏帷幕，帷幕长度不宜过长，通常500m～1000m为一段，根据工程情况确定其数量和布设的位置。帷幕应循坏利用，施工的过程中应注意保护帷幕。

4.2 水质监测

为了检验悬浮物的含量，引进了Loviband 水质检测仪，在吹填区边界100米范围内均匀的选择了5个观测点进行水质检测。检测的频率可由吹填和围堰的施工进度情况决定。得到悬浮物的含量值。根据悬浮物的含量值对比吹填的施工方案，在悬浮物含量值变化达到70mg/L以上之后，需对吹填施工进行及时的调整，例如调整管头位置，调整沙坝位置，降低吹填效能等。

5 结束语

以分析吹填管头的砂量扩散为切入点，运用了沙坝修筑、围堰与吹填施工的互补、设置防污帷幕、水质检测多种方法对吹填料的流失、围堰的影响、环境的保护三类问题的可控性进行了论述。在加蓬工程中得到了充分论证及广泛应用，并得到了业主和咨工的一致认同。为工程保证了施工进度，节约了工程成本。对其它围堰施工与吹填施工同步进行的工程具有推广的价值。

参考文献

[1]吕国平，代占平.沙特扎瓦尔港口工程无围堰吹填施工工艺[J]，专题策划，2009.

[2] 黎宗耿，青岛前湾港区无围堰吹填砂施工[J]天津航道局设计研究所，2006.

摘 要：吹填施工一般被要求在相应的围堰施工完成后进行，但在某些情况下，需要考虑在围堰尚未完全形成前同步进行吹填施工，以达到加快整体施工进度、合理利用设备资源、节约成本等目的。但围堰和吹填同步施工相比围堰形成后进行吹填施工有以下三类问题需要注意：吹填料的流失、吹填对围堰施工的影响、对环境保护的影响。文章以加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程为实例，分析这三类问题产生的原因，列举应对的措施，论述其在某些条件下是可控的。

关键词：吹填料的流失；围堰施工同步；环境保护；沙坝；防污帷幕；水质检测

1 问题的提出

加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程的围堰采用充填砂袋的结构形式，吹填施工方式为耙吸船接管艏吹，业主委托美国柏克德公司负责项目管理，在环保、质量方面要求很高。为了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工总体进度，施工方中交广航局提出了沙袋围堰完成前与吹填同步施工的方案：以该工程2区为例，其围堰总长约1000米，在形成200米全断面充填砂袋围堰后即开始吹填施工，如图1所示。施工方通过分析论证方案在吹填料流失、对围堰施工的影响、环境保护三方面是可控的，使得业主批准实施该方案，此后的实践也证明了该方案的合理性。

图1 施工区吹填之前现状图

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管头吹填料堆积与扩散范围计算

吹填工程其吹填料流失控制的落脚点在于管头吹填料的堆积与扩散的定量分析，工程采用中值粒径D50范围在0.25mm～0.50mm之间的吹填砂（含泥量<5%）。吹填设计标高为+4.0m（预留50cm沉降）。砂粒径取最小0.25mm，查阅有关砂的堆积及土力学当中砂内摩擦角圆弧滑动的相关知识，再结合吹填施工的经验得出自然堆积下该粒径砂的边坡比为1：10，如图2中所示。在CAD软件中进行简易的建模，最后通过简单的三角函数换算，堆积高度选取+4.0m，得出砂在达到不同的厚度时所能扩散的最大范围为70m，为吹填管头吹填料的扩散范围，此范围的得出并加上一个额外的距离。（本工程选择30m）此距离的计算为吹填料的流失控制提供了管头位置定量调整的理论依据。同时也对围堰与吹填施工的互补提供了指导性数据。在文章中的3、4节均有应用。

图2 吹填管头扩散控制图

2.2 沙坝的修筑与的应用

为了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用临时充填砂袋分隔围堰的方法，但其施工需要设备以及人员施工较为繁琐。不利于在工期紧和安全要求较高的加蓬工程。采用修筑沙坝的方法同样可以达到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙坝的施工设备只需一台挖掘机便可完成沙坝的施工。坝体的断面如图3所示，坝顶高度应超过设计的吹填高度，坡比自然形成即可，为了防止沙坝的砂被吹填砂水混合物淘刷与侵蚀，在坝体的表面铺上一层加厚塑料薄膜。铺膜可以采用人工铺设方式，沙坝坡脚的薄膜用吹填砂压实即可，薄膜铺设之后一般不能重复使用，故沙坝只铺设有吹填砂水混合物冲刷的一侧。

图3 沙坝实际应用图

3 围堰与吹填施工的互补

3.1 充填砂袋围堰的砂源提供

结合管头吹填料的堆积和扩散范围，可以推算出充填砂袋围堰必须超过100米距离，但需考虑为吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可单方面的将吹填管头与充填砂袋的距离拉远，可按照充填砂袋设备中现有砂源和充填砂袋最大能够达到的水力传输距离（但该距离必须大于100米）来确定管头与充填砂袋的最大距离。根据围堰施工的进度调整吹填管头的走向，从而达到管头的布设与延伸与充填砂袋的施工方向同步的效果。如图4所示，充填砂袋围堰与吹填同步施工的效果图。既控制吹填料的流失，也可为充填砂袋围堰的施工提供必备砂源。

图4 围堰与吹填同步施工效果图

3.2 充填砂袋围堰稳定性的确保

确保充填砂袋围堰的稳定性分为两个方面：后方回填砂的施工，分层吹填与分级堆载的控制。

回填砂的施工，充填砂袋围堰全断面形成300～500米距离以上后，为增加其对海浪拍打的抵抗该应及时对其后方进行回填砂的施工。同时避免吹填中产生的少量淤泥淤积在充填砂袋围堰的后方，对其稳定性造成影响，应尽快回填吹填砂。

分层吹填与分级堆载，投入挖掘机和推土机配合作业，控制充填砂袋后方堆载的厚度，进行分级堆载。控制堆载砂的坡脚线和反压平台的布置，避免由于吹填厚度过大，堆载高度过高而使对充填砂袋围堰后方的应力过大，从而产生向海侧方向滑移的可能。

4 环境的保护

4.1 防污帷幕的应用

工程对环境要求很高，主要体现在施工期间，吹填区边界100米范围内，悬浮物含量变化不超过150mg/L。由于没有围堰的遮挡，而在吹填的过程当中会出现悬浮物，为了解决这一问题，工程结合沙坝的位置布设了防污帷幕。防污帷幕由浮体、防污屏、铁链、混凝土锚块4部分组成。防污屏长度根据水深确定，高潮时防污屏底部距海床不超过0.5m，以确保其效果。为防止海浪损坏帷幕，帷幕长度不宜过长，通常500m～1000m为一段，根据工程情况确定其数量和布设的位置。帷幕应循坏利用，施工的过程中应注意保护帷幕。

4.2 水质监测

为了检验悬浮物的含量，引进了Loviband 水质检测仪，在吹填区边界100米范围内均匀的选择了5个观测点进行水质检测。检测的频率可由吹填和围堰的施工进度情况决定。得到悬浮物的含量值。根据悬浮物的含量值对比吹填的施工方案，在悬浮物含量值变化达到70mg/L以上之后，需对吹填施工进行及时的调整，例如调整管头位置，调整沙坝位置，降低吹填效能等。

5 结束语

以分析吹填管头的砂量扩散为切入点，运用了沙坝修筑、围堰与吹填施工的互补、设置防污帷幕、水质检测多种方法对吹填料的流失、围堰的影响、环境的保护三类问题的可控性进行了论述。在加蓬工程中得到了充分论证及广泛应用，并得到了业主和咨工的一致认同。为工程保证了施工进度，节约了工程成本。对其它围堰施工与吹填施工同步进行的工程具有推广的价值。

参考文献

[1]吕国平，代占平.沙特扎瓦尔港口工程无围堰吹填施工工艺[J]，专题策划，2009.

[2] 黎宗耿，青岛前湾港区无围堰吹填砂施工[J]天津航道局设计研究所，2006.

摘 要：吹填施工一般被要求在相应的围堰施工完成后进行，但在某些情况下，需要考虑在围堰尚未完全形成前同步进行吹填施工，以达到加快整体施工进度、合理利用设备资源、节约成本等目的。但围堰和吹填同步施工相比围堰形成后进行吹填施工有以下三类问题需要注意：吹填料的流失、吹填对围堰施工的影响、对环境保护的影响。文章以加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程为实例，分析这三类问题产生的原因，列举应对的措施，论述其在某些条件下是可控的。

关键词：吹填料的流失；围堰施工同步；环境保护；沙坝；防污帷幕；水质检测

1 问题的提出

加蓬利伯维尔摩尔港吹填工程的围堰采用充填砂袋的结构形式，吹填施工方式为耙吸船接管艏吹，业主委托美国柏克德公司负责项目管理，在环保、质量方面要求很高。为了提供充填砂袋施工必需的砂源，并加快施工总体进度，施工方中交广航局提出了沙袋围堰完成前与吹填同步施工的方案：以该工程2区为例，其围堰总长约1000米，在形成200米全断面充填砂袋围堰后即开始吹填施工，如图1所示。施工方通过分析论证方案在吹填料流失、对围堰施工的影响、环境保护三方面是可控的，使得业主批准实施该方案，此后的实践也证明了该方案的合理性。

图1 施工区吹填之前现状图

2 吹填料的流失控制

2.1 吹填管头吹填料堆积与扩散范围计算

吹填工程其吹填料流失控制的落脚点在于管头吹填料的堆积与扩散的定量分析，工程采用中值粒径D50范围在0.25mm～0.50mm之间的吹填砂（含泥量<5%）。吹填设计标高为+4.0m（预留50cm沉降）。砂粒径取最小0.25mm，查阅有关砂的堆积及土力学当中砂内摩擦角圆弧滑动的相关知识，再结合吹填施工的经验得出自然堆积下该粒径砂的边坡比为1：10，如图2中所示。在CAD软件中进行简易的建模，最后通过简单的三角函数换算，堆积高度选取+4.0m，得出砂在达到不同的厚度时所能扩散的最大范围为70m，为吹填管头吹填料的扩散范围，此范围的得出并加上一个额外的距离。（本工程选择30m）此距离的计算为吹填料的流失控制提供了管头位置定量调整的理论依据。同时也对围堰与吹填施工的互补提供了指导性数据。在文章中的3、4节均有应用。

图2 吹填管头扩散控制图

2.2 沙坝的修筑与的应用

为了控制吹填料的流失及水流的走向，往往采用临时充填砂袋分隔围堰的方法，但其施工需要设备以及人员施工较为繁琐。不利于在工期紧和安全要求较高的加蓬工程。采用修筑沙坝的方法同样可以达到控制吹填料的流失及水流走向的效果，沙坝的施工设备只需一台挖掘机便可完成沙坝的施工。坝体的断面如图3所示，坝顶高度应超过设计的吹填高度，坡比自然形成即可，为了防止沙坝的砂被吹填砂水混合物淘刷与侵蚀，在坝体的表面铺上一层加厚塑料薄膜。铺膜可以采用人工铺设方式，沙坝坡脚的薄膜用吹填砂压实即可，薄膜铺设之后一般不能重复使用，故沙坝只铺设有吹填砂水混合物冲刷的一侧。

图3 沙坝实际应用图

3 围堰与吹填施工的互补

3.1 充填砂袋围堰的砂源提供

结合管头吹填料的堆积和扩散范围，可以推算出充填砂袋围堰必须超过100米距离，但需考虑为吹填砂袋提供施工必要的砂源，也不可单方面的将吹填管头与充填砂袋的距离拉远，可按照充填砂袋设备中现有砂源和充填砂袋最大能够达到的水力传输距离（但该距离必须大于100米）来确定管头与充填砂袋的最大距离。根据围堰施工的进度调整吹填管头的走向，从而达到管头的布设与延伸与充填砂袋的施工方向同步的效果。如图4所示，充填砂袋围堰与吹填同步施工的效果图。既控制吹填料的流失，也可为充填砂袋围堰的施工提供必备砂源。

图4 围堰与吹填同步施工效果图

3.2 充填砂袋围堰稳定性的确保

确保充填砂袋围堰的稳定性分为两个方面：后方回填砂的施工，分层吹填与分级堆载的控制。

回填砂的施工，充填砂袋围堰全断面形成300～500米距离以上后，为增加其对海浪拍打的抵抗该应及时对其后方进行回填砂的施工。同时避免吹填中产生的少量淤泥淤积在充填砂袋围堰的后方，对其稳定性造成影响，应尽快回填吹填砂。

分层吹填与分级堆载，投入挖掘机和推土机配合作业，控制充填砂袋后方堆载的厚度，进行分级堆载。控制堆载砂的坡脚线和反压平台的布置，避免由于吹填厚度过大，堆载高度过高而使对充填砂袋围堰后方的应力过大，从而产生向海侧方向滑移的可能。

4 环境的保护

4.1 防污帷幕的应用

工程对环境要求很高，主要体现在施工期间，吹填区边界100米范围内，悬浮物含量变化不超过150mg/L。由于没有围堰的遮挡，而在吹填的过程当中会出现悬浮物，为了解决这一问题，工程结合沙坝的位置布设了防污帷幕。防污帷幕由浮体、防污屏、铁链、混凝土锚块4部分组成。防污屏长度根据水深确定，高潮时防污屏底部距海床不超过0.5m，以确保其效果。为防止海浪损坏帷幕，帷幕长度不宜过长，通常500m～1000m为一段，根据工程情况确定其数量和布设的位置。帷幕应循坏利用，施工的过程中应注意保护帷幕。

4.2 水质监测

为了检验悬浮物的含量，引进了Loviband 水质检测仪，在吹填区边界100米范围内均匀的选择了5个观测点进行水质检测。检测的频率可由吹填和围堰的施工进度情况决定。得到悬浮物的含量值。根据悬浮物的含量值对比吹填的施工方案，在悬浮物含量值变化达到70mg/L以上之后，需对吹填施工进行及时的调整，例如调整管头位置，调整沙坝位置，降低吹填效能等。

5 结束语

以分析吹填管头的砂量扩散为切入点，运用了沙坝修筑、围堰与吹填施工的互补、设置防污帷幕、水质检测多种方法对吹填料的流失、围堰的影响、环境的保护三类问题的可控性进行了论述。在加蓬工程中得到了充分论证及广泛应用，并得到了业主和咨工的一致认同。为工程保证了施工进度，节约了工程成本。对其它围堰施工与吹填施工同步进行的工程具有推广的价值。

参考文献

[1]吕国平，代占平.沙特扎瓦尔港口工程无围堰吹填施工工艺[J]，专题策划，2009.

[2] 黎宗耿，青岛前湾港区无围堰吹填砂施工[J]天津航道局设计研究所，2006.