抛填深水砂垫层施工工艺的研究与实践

陈凯 黄渝清

摘 要：大连长兴岛葫芦山湾南防波堤工程处于无遮挡海域，施工环境恶劣。在如此海域抛填袋装砂垫层施工质量控制难度非常大，本文针对抛填深水袋装砂垫层施工工艺的优化，抛砂厚度、流失率的控制进行詳细阐述。工程实践证明，采用该方法施工成功实现缩短工期和节约成本的目的，可为类似工程提供借鉴。

关键词：抛填水深砂垫层；施工工艺；流失率

1 工程概况

大连长兴岛葫芦山湾南防波堤工程K0+654.666～K4+074m段软弱层较厚，采用施打塑料排水板的形式进行地基加固，打设排水板前需抛填1.5m厚的袋装砂垫层，工程量约为63万m3。砂子采用含泥量不大于5%的中粗砂。

2 施工工艺流程

考虑到袋装砂垫层抛填施工效率低，无法满足进度计划要求，经业主、设计、监理单位同意后确定采用开体驳船进行砂垫层内、外两侧边线砂袋抛填，自采自卸式抛砂船进行中间部分抛砂的施工工艺。施工工艺流程图详见图1所示。

图1 抛填砂垫层施工工艺流程图

3 施工总结

3.1 施工质量控制

（1）抛砂断面尺寸分析。① 抛砂平均厚度、平整度、边线控制范围。经过抛砂前及抛砂后平面水深图相比较计算，抛砂最大厚度为2.1m，最小厚度为0.8m，平均抛砂厚度1.45m。② 抛砂五天后水深图测量比较分析。通过测量水深图比较分析可以看出，经过五天的海流冲刷，部分高点的标高降低，低洼处得到了填补，平均高差在0.2m左右，满足平整度的要求。

（2）抛砂边线控制。由于是采用20m3开体驳船在设计断面的内、外侧边线范围抛填砂袋，抛填砂袋厚度及宽度较难控制，要求测量人员在砂袋抛填后及时打水砣进行验收，记录好每个施工断面的数据，不满足要求则继续抛填砂袋，达到设计厚度为止。

（3）抛砂平均厚度、平整度控制。施工前，作业人员根据抛砂范围的面积、工程量及抛砂船的实际装载量、工作效率等参数分析反算出每5m或10m断面内抛砂船需要抛砂多长时间，保证抛填的厚度、均匀度，抛填完成后作业人员打水砣测量，进行数据对比，优化施工参数，尽可能使抛砂厚度一次到位。

（4）流失量控制。① 在需要抛砂范围的四个边角上提前抛设好锚漂，以便抛砂船及时准确驻位，减少驻位时间，同时能将砂准确抛入基础范围之内，减少流失量。② 在抛填砂垫层施工时，尽量选择在平缓的潮水时段施工，减少抛填砂料的流失量。③ 施工中严格按照开体驳船进行砂垫层内、外两侧边线砂袋抛填，自采自卸式抛砂船进行中间部分抛砂的顺序组织抛砂施工，尽快形成工作面。同时，加大船机设备投入，投入装载量较大的抛砂船。施工前一周，安排测量人员测量每天不同时段的流速变化情况，做好记录。施工时，作业人员及时向抛砂船船长以及操作手进行交底，告知此时间段的水流流速及流向，操作手根据现场实际情况调整船机位置，当流速大时船机先移到施工断面中间抛填，当流速小时船机再移到两侧边线砂袋处抛填，确保抛砂保留在基础之内，减少流失量。

3.2 施工效率分析

原进度计划的工期为120日历天（有效作业天数84天），需完成抛砂工程量为63万m3÷84天=7500m3/天。在实际施工过程中，我们分别统计了8000m3抛沙船和5000m3抛沙船的施工效率，如表1所示。

根据以上施工效率统计表可以得出，每艘抛砂船每天的往、返时间及作业时间在20个小时左右，每艘抛砂船每天只能作业一船。因此，我们采用8000m3及5000m3抛砂船各一艘来进行作业，实际装载量按照7500 m3及4500m3来考虑，则每天实际抛砂工程量为7500m3/天+4500m3/天=12000m3/天>7500m3/天，施工进度满足要求。

3.3 施工中遇到问题、改进措施

（1）抛砂船机自身定位性能差，抛砂厚度不好控制。由于抛砂船驻位后只抛设船头一个主锚，同时受到水流流速、流向、风向等影响，在抛砂过程中较难保证抛砂厚度。改进措施：在抛砂施工时，测量人员要勤打水砣检查抛设厚度是否达到要求，如未达到，则安排抛砂船再次补抛，尽可能抛砂一次成型。同时，技术人员根据抛砂范围的面积、工程量及抛砂船的实际装载量、工作效率等参数分析反算出每5m或10m断面内抛砂船需要抛砂多长时间，保证抛填的均匀度，抛填完成后作业人员打水砣测量，进行数据对比，优化施工参数。

（2）采用定位船辅助抛砂船定位细抛困难。本工程原考虑采用定位船辅助抛砂船定位细抛，但由于现场涨、落潮，水流流速、流向及定位船四个边锚抛锚影响，抛砂船细抛时不易靠近定位船，无法精确定位。改进措施：细抛时不再采用定位船辅助抛砂船施工，采用抛设锚漂配合2000m3抛砂船进行抛砂，并且勤测水深，细抛选择在平流或流速较小时进行施工。抛砂船在细抛的范围每抛完一段区域以后，测量人员通过打水砣进行测量，不合格处必须立即进行补抛，合格后方可进行下一段区域施工。

3.4 需要注意的地方

本工程设计抛砂厚度为1.5m，由于下部地质为淤泥层，抛砂过程中砂料会随着时间的推移发生沉降，发生沉降损耗工程量。所以在以后类似的工程投标前应提前与设计单位沟通，要求设计单位提供出抛填1.5m厚的砂垫层的自然沉降量考虑投标报价。

参考文献：

[1] JTS 257-2008.水运工程质量检验标准[S].