东帝汶帝巴湾项目疏浚吹填施工技术分析

2020-06-13龚春发中国港湾工程有限责任公司

珠江水运 2020年10期

龚春发中国港湾工程有限责任公司

1.项目概况

东帝汶帝巴湾新集装箱码头项目整体规模为建设两个集装箱码头泊位，岸线长630 m，最大靠泊7000T EU集装箱船，后方18.48hm2陆域吹填，约522×104m3的疏浚，其中包含316×104m3吹填及相关码头配套设施工程。港池设计疏浚深度为-16m CD，基槽设计疏浚深度为-19m CD，陆域吹填标高从+4.65CD到+5.5CD。

2.项目质量要求和技术难点

2.1 质量要求

吹填区高程允许偏差为±400 mm；除PhaseII区域外吹填后材料粒径小于0.075mm的细颗粒含量不大于15%；吹填材料塑性指数PI≤5，CBR≥12%。

2.2 技术难点

（1）酸性土要求

根据本工程环评报告显示，疏浚区内存在潜在酸性土，并要求酸土在作为吹填料上岸处置时，必须对PH及PHFOX指标进行检测，通过后方可应用于工程中。

（2）合格料不足

根据地勘资料和水深图的核算，港池内吹填合格料不足，需要额外取砂，存在不确定性。

3.施工方案及设备选型

3.1 项目规划

图1 土质分区图

根据详勘地质报告，本项目疏浚土地质主要分为珊瑚砂地质和淤泥地质。考虑到水力吹填部分细颗粒会流失，吹填后的珊瑚砂中的细颗粒含量会大大降低。因此将所有珊瑚砂土都作为合格料疏浚吹填到后方堆场形成陆域，淤泥部分则疏浚外抛到抛泥区。

如图1所示，A、B、C区及拖轮泊位的土质为珊瑚砂，可作为合格料吹填，D区、E区和大泻湖的土质为淤泥及粘土，需要疏浚外抛。根据地质资料和设计方案，港池需要疏浚到-16mCD，大泻湖需要清淤到-25mCD左右。经计算，港池和泻湖需要疏浚总量为454×104m3，其中合格料为248×104m3，而陆域回填共需要316×104m3（考虑20cm的工后沉降量和10%的吹填流失率），因此，需从港池范围外借砂区进行额外取料68×104m3，总疏浚量为522×104m3。

3.2 设备选型

由于本项目主要工作是港池疏浚吹填施工，疏浚料为珊瑚沙和淤泥，选择吹填能力为4500m3/h，铰刀功率为2800kW的“新海豚2”大功力绞吸船负责珊瑚砂的疏浚吹填。另考虑到该项目水深条件复杂，泄湖清淤空间有限，且珊瑚砂地质会出现珊瑚礁盘的风险，项目部考虑调入一条13方抓斗船，并配置60t重斗，负责泄湖清淤和港池边角位置的施工，辅助绞吸船完成该项目的疏浚吹填施工。

4.管线布置

4.1 管线

吹填管线主要包括吹填区外水域的浮管、陆域岸管和吹填区内支管。其平面布置根据吹填区的形状、吹填距离、吹填高程等方面的情况，加以综合考虑，来选定吹填管线的布置位置。

4.2 浮管

由于项目工期紧张，绞吸船既需要疏浚吹填也需要疏浚外抛，为了控制回填料的含泥量，港池淤泥和珊瑚沙需要分层疏浚，吹填和外抛需要交替进行。为提高施工效率，须分别布置一条从港池到抛泥点的水上浮管和一条用于吹填的浮管。两条浮管可以大大提高绞吸船的施工效率和施工的安全性，具体为：（1）将在附近接好的浮管拖运至现场，每隔100m抛设浮管锚加以固定，涨、落水锚间隔布设；（2）浮管管线布置要呈近似流线型弯曲，不可形成死弯，要留有足够的富余长度；（3）浮管在重载之下仍然要露出水面以上，确保绞吸船正常施工；（4）浮管布置长度约3.5km；（5）为了控制管口处浑浊度，在管口特别设置了弯头和配重，确保出泥口距离水面8m，而且出泥方向为向下。从实际施工效果看非常好，现场基本看不到浑浊。

4.3 岸管

在吹填施工开工前完成岸管的拼接铺设工作。布设1个管线登陆水陆管架，布设在吹填区东侧，管架设置应牢固，水陆管架与浮管用橡胶软管连接，沉管用钢丝绳八字形固定在岸上或抛锚固定，防止因漂动将接头拉脱。岸管主要沿各回填区的围堰铺设进入吹填区内，吹填中多采用岔管及三通管，以减少接管及延伸管线的时间，提高船舶的时间利用率。吹填的标高将通过岸管的布置来控制。

5.总体施工布置

根据地质分布情况和设备施工特性，港池区主要由绞吸船施工；拖轮泊位、码头基槽及码头侧边坡由抓斗船施工。A、B、C区计划由绞吸船疏浚吹填至回填区；D区计划由抓斗船疏浚外抛；E区由绞吸船疏浚吹填至抛泥区。拖轮泊位、C1边坡、B区部分及B区部分边坡、基槽、E1潟湖及SW潟湖回填后的岸坡修整由抓斗船进行。

充分考虑现场时间节点要求及施工平面布置，同时考虑回填施工对疏浚料的要求，施工部署计划分为8个阶段：（1）抓斗船进行大泻湖清淤，同时开始吹填围堰施工。在围堰填筑至+3.0mCD后，绞吸船从口门位置进点依次疏浚A1区至-16m CD、A 2至-12m CD、C1至-7.5m CD，回填1期1区；（2）抓斗船继续进行大泻湖清淤，绞吸完成1期1区回填任务后进行E1泻湖清淤外抛；（3）抓斗船完成大泻湖清淤，进行D区疏浚外抛。绞吸船完成E1泻湖清淤，开始疏浚C2至-7.5m CD并吹填到E1泻湖区，为水上碎石桩施工创造工作面；（4）抓斗船疏浚拖轮泊位及其基槽，绞吸船疏浚外抛E2区及其边坡；（5）抓斗船开挖边坡C1，绞吸船疏浚C1、B区和边坡B至-16mCD，并吹填到大泻湖区；（6）抓斗船继续开挖边坡C1，绞吸船疏浚A2区、C2区和边坡C2至-16m CD，并吹填到大泄湖区；（7）绞吸船疏浚边坡A及借砂区并吹填到1期2区，2期1区，2期2区直到设计标高，完成所有吹填工作；（8）根据后续码头基础水上碎石桩施工进度，由抓斗船进行碎石桩区域修坡及基槽开挖工作。

6.质量控制和环境保护

6.1 疏浚质量控制

为了确保疏浚施工质量，所有船舶都安装了全球GPS定位系统和专业疏浚施工软件，所有施工都严格按照分区分段分层施工。施工中边坡开挖严格按设计边坡放坡，按“上欠下超、超欠平衡”的方法控制。项目现场配备自动潮位遥报仪和水尺，每10min验潮一次，供疏浚船实时调整水深。在疏浚过程中每周进行一次水深测量来检测和控制疏浚质量。

6.2 吹填质量控制

利用岔管及三通管控制和及时接管来控制吹填标高，对于高出较多或较低洼的位置采用推土机及时进行推平，以避免形成回水造成细颗粒的大量沉降。

6.3 含泥量控制

在临时围堰施工时布置水门，位置为PHASE 1-1西北角、PHASE 1-2西侧。单座箱式水门由钢制箱体和排水管、木质闸板组成。水门箱顶标高高出吹填标高0.5m，箱体前面放置木质闸板，随吹填标高的增高，调整闸板的高度，一般高出吹填泥面0.2m。该水门箱既可以防止高潮位时海水倒灌，也可以在低潮时控制溢流速度，从而可以控制溢流水中的含泥量和浑浊度，起到环境保护和降低流失量的效果。