浅谈围垦项目中透水性抛石坝闭气土施工技术

许克顺 苏 颖

(1.安徽建工集团有限公司，安徽合肥 230002;2.安徽水利开发股份有限公司，安徽蚌埠 233040)

浅谈围垦项目中透水性抛石坝闭气土施工技术

许克顺1苏 颖2

(1.安徽建工集团有限公司，安徽合肥 230002;2.安徽水利开发股份有限公司，安徽蚌埠 233040)

本文介绍了运用抓斗式挖泥船配合开底式泥驳船进行水下(平均潮位以下)闭气土施工和运用桁架式筑堤机、链板式淤泥输送机进行水上闭气土施工的综合施工方法，重点说明了两者结合运用的工艺原理、技术特点和施工过程，论证了该技术的经济性、施工效率和适用范围。

抛石坝;闭气土;施工技术

1 前 言

随着沿海城市经济建设的快速发展，城市建设与土地资源的矛盾日益突显。科学合理地在沿海滩涂上围垦造地，是缓解土地供需矛盾行之有效的手段。围垦项目中的海堤一般在外海侧抛填块石挡潮，内坡侧填筑闭气土防渗，闭气土直接取自海堤附近浅层淤泥质黏土，该海涂泥含水率高、土性差、固结慢，使得土方填筑形成的内侧土坡较平缓、工程量大，是制约堤坝合龙、影响整个工程总工期的关键因素。

因此，寻找一种加快闭气土方加荷速率，减少闭气土方冲损，提高固结速度的施工方法，对于围垦项目中的海堤建设有着格外重要的意义。抓斗式挖泥船配合开底式泥驳船进行水下闭气土施工与桁架式筑堤机、链板式淤泥输送机进行水上闭气土施工相结合，无需候潮施工，连续施工作业能力强，解决了上述难题，提高了生产效率，保证了施工质量，缩短了工期，经济效

益、社会效益显著。

2 专业术语释义

2.1 闭气土方

围垦项目海堤一般在外海侧抛填块石挡潮，在内坡侧填筑闭气土防渗，闭气土直接取自海堤附近自然淤积且海草、植物根茎、杂物较少的海涂泥。海涂泥含水率一般在50%～72%且无块石、石渣混杂。

2.2 抓斗式挖泥船

抓斗式挖泥船船体呈箱型，宽度较大，以便抓斗侧转抛泥时船体不至于有太大倾斜。抓斗有多种形式可以适应不同的土质，其容积小的不足1m3，大的可超过20m3。

2.3 开底式泥驳船

开底式泥驳船是现代较为先进的运载、抛卸驳船。该驳船由纵向对称的两半船体组成，两半船体分别绕两个绞链轴进行转动。其半侧泥沙重心的位置，此时处于半侧船体浮心的内侧，比浮心更靠近驳船的纵舯剖面，从而对船体产生张开的力矩。于是，在船体启闭液压油缸和张开力矩的作用下，驳船的船体便张开抛泥。抛泥完毕后，驳船失去所载泥沙的重量，两半船体的重心也成为其总重心。由于该重心的位置在浮心的外侧，使其又比浮心要远离驳船的纵舯剖面，所以产生闭合船体的力矩，从而在船体启闭液压缸和该闭合力矩的作用下自动进行船体闭合。

2.4 桁架式筑堤机

桁架式筑堤机是一种浮水和搁涂均能工作，集挖、运、筑于一体的滩涂土方填筑设备。桁架式筑堤机直接抓取闭气土坡脚安全距离以外的浅层淤泥质黏土，再利用抓斗于导轨上移动将土方运至闭气填筑区域卸料填筑，且纵横方向均能布点于设计断面，便于一次性形成接近于设计断面的形状，减少了后续修坡和补填工作。

2.5 链板式淤泥输送机

链板式淤泥输送机是近年来新出现的一种闭气土施工设备，适用性更广，效率大幅提升。由两个浮箱作为支点的连接框架将一个或多个泥槽接力连接，每个泥槽中置有一个由若干个链板环绕而成的淤泥输送带，在其中一个浮箱上安装有一淤泥螺旋挤出机，泥箱体内紧靠进泥口设有数条碎泥栅，挤出口设置在临近淤泥螺旋挤出机的泥槽上方。

3 技术原理

平均潮位以下部分的闭气土填筑采用斗容2m3以上的抓斗式挖泥船配开底式泥驳船到指定海域内取土，运到需要填筑的部位缓慢打开卸料门，移动船只控制加载厚度。水下抛填逐层轮加，每层厚度控制在0.5～1.0m。平均潮位以上部分的闭气土采用桁架式筑堤机直接抓取闭气土坡脚安全距离以外的浅层淤泥质黏土，再利用抓斗于导轨上移动将土方运至闭气填筑区域卸料填筑，局部土源不足，利用开底驳进行补充。桁架定位、移动均采用“四向八字”锚、卷扬机卷动钢丝绳调整抛填位置。水上抛填部分逐层轮加，每层厚度控制在0.3～0.5m。闭气土方与抛石坝体同步推进，在达到设计断面后起到阻断海水穿透坝体、降低渗漏的作用。

4 施工过程

4.1 测量放样

根据设计图纸和现场测量控制点坐标，采用GPS定位系统进行定点放样。每隔50m布设一个控制点，然后再进行加密，直线段每10m设一个加密桩，曲线段每3m设一个加密桩。并在桩上用红漆标出桩顶标高，严格控制取土距离和闭气土方加载厚度。

4.2 取土点选择

抓斗式挖泥船与桁架式筑堤机抓斗的取土点应与闭气土坡脚保持一定的安全距离，所取海涂泥海草、植物根茎、杂物较少，且无块石、石渣混杂。同时抓斗式挖泥船取土点的选择还应考虑开底式泥驳船运载、抛卸闭气土方的运距等因素。

4.3 水下闭气土方施工

4.3.1 抓斗式挖泥船定位、抓斗取土

在允许取土范围内，对抓斗式挖泥船进行定位，保

证合理的施工运距，使施工效率最大化。抓斗式挖泥船定位确定后，即可在其作业面展开取土工作，将抓斗关闭、升起，转动挖泥机将所挖土方倒入开底式泥驳船，如此循环作业至船体装满。取土时避免在同一位置连续取土，可在抓斗旋转半径内交替取土。

4.3.2 开底式泥驳船运载、抛卸土方

开底式泥驳船在运土过程中，注意航线路径，确保施工效率，卸土前观察放样标杆，并在指定区域卸土。先抛石方镇压层一侧，第一船位形成一个单元长度后，再抛第二、三只船位，依次类推。两船之间土方不足部分进行第二次补抛，直至形成第一层面的高程。第二、三层施工顺序方法与第一层面顺序方法相同(土方抛填高程应低于石方填筑高程0.5m以上，以避免超高而造成冲损)。抓斗式挖泥船配合开底式泥驳船施工示意图如图1所示。

图1 抓斗式挖泥船配合开底式泥驳船施工示意图

4.4 水上闭气土方施工

4.4.1 桁架式筑堤机施工

a.定位。通过桁架式筑堤机船体的锚绳拉动船体进行移动，到达需要加载的断面后，采用铁锚、卷扬机调整定位。

b.取土。桁架式筑堤机利用两个抓斗直接抓取闭气土坡脚安全距离(一般不少于500m)以外的海涂泥(大多为浅层淤泥质黏土)。

c.导轨运土、加载土方。操作员通过对导轨上的卷扬机的控制(绞动行走钢丝绳)，来实现对抓斗位置的移动，到达指定位置后，操作员通过操作按钮控制抓斗的张合来实现土方的填筑。抓斗有单双两种，操作人员保持其匀速滑行，杜绝突然变速等行为。

d.补土。桁架式筑堤机取土过程中，局部土源不足处，利用开底驳及时补抛，确保每层加载厚度，同时也对堤脚进行保护，防止出现滑移现象。

e.移位。桁架式筑堤机的两个船体本身没有续航能力，移位通过两个船体上设置的卷扬机绞动锚绳来实现。桁架前移时，通过卷扬机松两个后锚缆绳，同时绞动前锚锚绳来实现，后退时操作相反。桁架式筑堤机闭气土填筑示意图如图2所示。

图2 桁架式筑堤机闭气土填筑示意图

4.4.2 链板式淤泥输送机施工

链板式淤泥输送机由公司在多年的生产实践中自主研发形成，与桁架式筑堤机相比有着明显的优势。它拥有由两个浮箱作为支点的连接框架，该连接框架将一个或多个泥槽接力连接。每个泥槽中置有一个由若干个链板环绕而成的淤泥输送带(包括四叶主动轮、五叶从动轮)，在每个链板的中部竖直设有一焊接钢板，在其中一个浮箱上安装有一淤泥螺旋挤出机。其

中，淤泥螺旋挤出机包括泥箱体、设置在泥箱体上方的进泥口、在泥箱体一侧的缸体、挤出口、排泥口，泥箱体内紧靠进泥口设有数条碎泥栅，泥箱体中部设有螺杆，挤出口设置在临近淤泥螺旋挤出机的泥槽上方。图3为链板式淤泥输出机施工示意图。

图3 链板式淤泥输送机施工示意图

链板式淤泥输送机可连续输送淤泥，工作效率高，且淤泥先经过粉碎再输送，降低了局部淤泥的压强，改善了淤泥由于压力过大而流动性大的弊端，更符合“薄层轮加”的要求。另外，淤泥的厚度可以控制，加快了淤泥的干固时间。链板式淤泥输送机的输送长度(目前最大可以达到220m)和输送量也可以根据需求设定，更加人性化。

4.4.3 水陆两用挖掘机精细修坡

待闭气土方加载初步达到设计断面、沉降固结基本稳定后，通过测量放样插设修坡桩，并用红漆标出设计标高，利用水陆两用挖掘机结合长臂挖机对闭气土方区域进行修整，使断面达到设计要求。

5 施工经验探讨

5.1 闭气土方加载注意事项

结合施工总进度安排，严格按设计图纸控制施工加荷时间。水下闭气土方分层进行抛填，每层厚度控制在0.5～1.0m，每层抛填土方间隔时间一般为2个月，下一层面土方抛填时间选取主要依靠原位观测资料的结果来指导施工。水上闭气土方每一层面抛填厚度控制在0.3～0.5m，每层面抛填土方间隔时间不少于1.5个月(因露滩时间相对较多)，结合土方固结程度和原位观测资料结果来指导施工。

5.2 闭气土施工质量控制

5.2.1 隐患排查

成立日常巡查小组，对闭气土方加载全过程进行监测，如土方加载过程中出现闭气土方边坡处土工布未压实、渗流，需及时压盖，减少渗流对已施工部位土方的冲损。闭气土取土点在挖取过程中如出现块石、石渣、植被、管线、沉船废弃物等杂物，应及时更换取土点，确保所取土方闭气防渗效果。

5.2.2 技术措施

开底式泥驳船运土至填筑部位需缓慢打开卸料门，并移动船只控制加载厚度，每层厚度控制在0.5～1.0m。桁架式筑堤机取土必须在闭气土坡脚安全距离(一般100m，或遵照设计要求)之外，每层厚度控制在0.3～0.5m。

5.2.3 节奏控制

每层土方加载完毕后，应留有足够的固结时间，严格控制施工节奏，做到“先深后浅、先点后线、分层、分段、分区、薄层轮加，均衡上升”。严格按照设计图纸的加荷程序和加荷曲线层次施工。

5.2.4 质量监测

严格控制抛填的加载高度以及间隔时间，加荷期间不断进行坝体沉降、移位和变形的动态观测，对观测资料进行分析，并根据实际情况进行相应调整。

6 结语

研发并成熟地运用此项技术，施工过程中对原状土的扰动较小和抛填土方的含水率小，机械化施工速度快、风险低，实现了各种海面工况下(异常恶劣自然天气除外)的连续施工，作业时间可达到最大化，保证了闭气土方的加载速率，大大缩短了工期。

On permeability rock weir indehiscent air soil construction technique in reclamation project

XU Keshun1，Su Ying2
(1．Anhui Construction Group Co.，Ltd.，Hefei 230002，China; 2．Anhui Water Conservancy Development Co.，Ltd.，Bengbu 233040，China)

In the paper，comprehensive construction method of underwater(below average tide)indehiscent air soil construction with grab dredger cooperated with bottom opening mud barge and overwater indehiscent air soil construction with truss type diker and chain plate conveyor are introduced．Process principle，technique features and construction process for combining both construction methods are mainly described．The technology economy，construction efficiency and application scope are discussed．

rock weir;indehiscent air soil;construction technique

TV541

A

1005-4774(2015)05-0015-04