抛石挤淤工艺的应用探究

付林 深圳市深水水务咨询有限公司

小干岛西部围涂工程的开展是建设海洋经济强省，提升舟山海洋经济发展战略地位的客观需要，是落实区域经济发展规划的重要保障，是推进经济转型升级、加快舟山经济发展的新引擎。在项目施工前期，启动促淤工程可加速涂面淤涨，减少土石方开采，节约回填投资，减轻对周边环境和生态的影响。小干岛西部促淤工程北侧为高滩地，南侧为中低滩涂，实施促淤工程可使涂面抬高，减少后期回填工程，有利于环境保护。本项目主要任务是加速淤积，降低回填工程量，减轻对环境与生态的影响，为小干岛围涂工程的后续开展夯实基础，创造良好的环境条件。

1.抛石挤淤原理

（1）基本原理。抛石挤淤是处理软地基的有效措施和方法之一，从技术层面来说，其作为一种置换方法，能够借助硬度较大的石头，有效改善地基的承载力。其中，淤泥具有较高含水量，强度极低，同时具有较强的压缩性。利用淤泥这一特性，石头被抛掷后，受重力作用其会对淤泥产生竖向和侧向的挤压，将淤泥挤出原有位置。但如果淤泥层较厚，石头并不能贯穿整个淤泥层，但是借助于淤泥也能加快固结排水过程，从而有效改善淤泥的力学特性。总而言之，抛石挤淤的效果好坏与现场情况关系紧密，特别是淤泥状态及石块情况，换言之，即淤泥流动性越强，石块越大，其能够下落的距离越远，能够处理的厚度也越大。

（2）施工工艺过程。抛石挤淤工艺使用的是开山石料，由于其自身特殊性，使得这些石料不用借助于外界力量即可进入到淤泥中，并依靠自身重量将淤泥挤出。一般来说，该工序主要是对淤泥开挖后进行抛石处理，等到形成一定厚度时再补充细料，并根据现场实际情况进行碾压处理。早期虽然很多工程采用抛石挤泥法，但并未有系统性论证。随着施工技术的发展与进步，当前在该工艺施工过程中，一般主要是将填石直接作为承载层，能够保证承载力，可以有效处理残留淤泥。图1为抛石挤淤施工工艺流程图。

图1 施工工艺流程

2.项目概况

舟山市小干岛西部促淤工程位于浙江省舟山市小干岛西部，小干岛位于舟山本岛的东南海域，滩涂资源丰富。围涂区北与普陀沈家门一港之隔，南与桃花岛等岛屿隔海相望，东接小干岛北塘围垦，西与蛇山、长峙岛相邻。促淤区北侧为高滩地，南侧为中低滩涂，实施促淤工程可使涂面抬高，减少后期回填工程，有利于环境保护。本工程促淤堤堤线总长6.77km，其中北促淤堤3.0km、南促淤堤3.77km，设两口门，分别为400m(桩号南1+000～1+400)、600m（桩号2+770～3+370），促淤区规划作为舟山中央商务区建设用地。本项目主要任务是加速淤积，降低回填工程量，减轻对环境与生态的影响，为小干岛围涂工程建设创造良好的施工基础条件。

3.抛石挤淤施工工艺开展

3.1 抛石堤施工段的划分

本工程促淤堤堤线总长6766m，北促淤堤起点位于在建小干岛大桥西侧80m左右与老堤相交处，顺小干岛大桥走向往北约50m转向西北，沿小干岛陆域走向向西偏北延伸，总长度3km；南促淤堤起点位于小干岛南侧老水闸附近围堰的西北侧，沿小干岛陆域走向向西偏北延伸，堤线总长3.77km。南堤沿线布置两个口门，宽度分别为400m(桩号南1+000～1+400)、600m（桩号2+770～3+370）。目前主要是采用四种施工划分，即试验段、抛石挤淤段，合拢段及接轮渡码头段。

3.2 典型试验施工

试验段施工由岸边进行，但是必须根据工程实际情况结合促淤堤运行条件，严格按照施工方案进行。首要，严格把控抛投石料质量、碾压质量及堤顶超抛施工进度，接着对该工程效果进行实测，论证该工艺的正确性，在此基础上对施工工艺进行优化管理，结合方案和实际效果对整个工程进行把控。需要强调的是，在此阶段主要采用高潮平抛、低潮斜推的施工工艺，能够有效降低现场施工风险。

3.3 超抛施工

为了有效增加挤淤作用力，需要采用超高抛填方式对大堤进行抛填。在进行第一层施工时，一般岸边侧方向有一个斜坡，能有效保证在进行超抛过程中产生俯冲力，从而加快挤淤速度，同时在抛到顶层后，岸侧向上的倒坡能产生推进过程中的压载力，以达到挤淤效果。

3.4 接轮渡码头段施工

在接轮渡码头段施工，能有效保证码头的安全性，在该阶段进行基槽挖泥，然后开展水上抛石和陆上抛石环节，与之前工序相同。

3.5 合拢段的施工

目前，合拢段施工是相对薄弱的环节，其很容易存在一定问题。这一环节中所处理的淤泥多数隆起，石堤着底困难，采用常规的施工方法难以达到目标，因此需要结合现场情况来进行特殊处理。一般所采用的措施是在合拢阶段进行抛填引堤，给两侧堤头进行一定程度的加高处理，堤头高程跟进，能够有效保证堤头施工质量；将引堤中轴线作为现场的中轴线，从堤头开始，在堤进行合拢之后向外侧进行推挤，从而有效将淤泥挤出。在道路形成后可以通过采用泥船配合施工，将两侧淤泥进行挤出，能够大大增强抛石挤淤效果。需要强调的是，不可以从合拢段堤头对向抛填。

3.6 施工中的保障措施

对于施工的保障措施来看，可以从四个方面进行。

一是分层施工，主要是在进行第一层时将大石料由大直径到小直径逐渐抛填，同时，在进行顶层可抛填级配石料，能够有效地保证层面级配。对石料进行筛选过程来说，必须将大石块放置于下方。一般来说，尽量选购大石料。

二是不落底的处理措施。在抛石挤淤方案施工完成后，一旦发现堤身不够稳定，通过观测发现堤身偏移，通常来说主要采用强夯块石墩置换加固石堤的方法，其可以有效解决抛石堤沉降、位移等问题，但是在该工程中并未发现异常情况，因此该方法仅作为应急处理方法。

三是抛石堤部分坍边处理措施，其主要处理的是抛石堤外侧，即抛石挤淤坡脚处的坍边问题。在本工程中，中间淤泥着底情况较好，两侧存在少量淤泥；顶宽结合标准堤设计，堤身中部采用充砂管袋填筑，外侧坡脚采用抛石填筑，内侧坡脚部分堤段采用石渣填筑，部分堤段采用充砂管袋填筑。一般来说，该措施主要是采用勾机抛填大块石，在现场形成承台，由于压力使得下方承台连续垮塌并下陷，经过反复施工，能够有效保证大堤的稳定性。就目前来看，大堤稳固性良好，满足实际需求。

四是堤头处理及补抛施工措施。在出现大量淤泥时，采用小型挖泥船或长臂勾机进行堤头挖泥，能够大幅度提升挤淤效果。另外，地基处理采用塑料插板法，能够满足沉降、稳定需要，需将抛石或石渣置于涂面区域，底面铺设240g/m2裂膜丝机织布进行隔离。

4.结论

综上所述，从目前使用情况来看，促淤堤内侧水域促淤效果明显，淤积平面分布基本由南向北随地形变浅，淤积量减小，南堤促淤段淤积量相对大，围区东侧滩面较高，淤积量较小。并且，促淤堤在建成后3年内围区平均淤高为0.83m，达到良好的促淤效果。