潮汐作用下筑岛便道及平台施工技术研究

2024-01-03齐晓吉QIXiaoji

价值工程 2023年36期

齐晓吉QI Xiao-ji

（中铁十二局集团第一工程有限公司，西安 710038）

1 工程概况

福州市滨海快线2 标1 工区项目由北向南分别经过仓山区，跨越乌龙江主航道、龙祥岛、乌龙江中汊、塔礁洲及乌龙江南汊，到达闽侯县上岸后，在乌龙江南岸转向东侧继续敷设，上跨厂房、螺洲大桥及淘江后，进入冸洋村，直至祥谦镇，线路全长10.282km。其中水中线路长约3.2km，涉及乌龙江北汊、中汊、南汊、南岸及淘江共36 个墩台为水中墩，本文以乌龙江浅滩为例，全长1km，跨越乌龙江南汊、南岸。乌龙江每天涨落潮2 次，每次涨落潮周期12.5 小时，常年水位（涨潮）5.75m，落潮0.44m，潮差约为5.3m，最大流速2m/s，百年一遇洪峰流量为11200m3/s，十年一遇洪峰流量为75900m3/s，十年一遇洪水位7.07m。地质主要以淤泥质土（厚1.5m）、含泥中粗砂层（厚5.1m）、粉质粘土（厚12.1m）、泥质中砂（厚6m）为主。

图1 筑岛位置图

2 施工方案对比

2.1 钢栈栈桥及平台施工

优点：钢栈桥阻水率相对较低，回收利用率高，强度高，不会造成河流污染。缺点：材料加工需要堆场，施工工期较长，施工时安全风险性较大，需定期监测和维修成本高，整体造价较高。后期桩基施工和围堰施工均在水中进行增加了施工难度及费用支出。

2.2 筑岛便道及平台施工

优点：原材获取方便，可就近取材，填筑施工技术相对简单，施工周期短，施工安全风险性较小，造价较低。后期桩基施工和围堰施工均在陆上平台进行减少了施工难度及费用支出。缺点：需要定期维护河流冲刷，防止造成河流污染。根据以往施工经验和现场实际情况，对钢栈桥及平台和筑岛便道及平台施工方案的工期、效益、施工风险、施工难易程度等进行了多方面比选，选用筑岛便道及平台施工方案进行施工方案。

3 筑岛施工技术参数

主便道筑岛总宽度为8m，其中路面宽7m，两侧设置各50cm 宽路肩，路面结构层从上到下分别为3cm 厚砂土磨耗层+15cm 厚泥结碎石+30cm 厚填隙碎石，路面以下基床采用片石填筑，填筑坡比为1:1.5，河床采用抛石挤淤填筑，抛石挤淤厚度为2-3m。平台四周采用高度1.2m 的两道栏杆防护。

钻孔平台填筑宽度为：垂直于线路方向及小里程侧为承台尺寸外扩2.5m 作为施工作业平台，大里程侧外扩8m作为支便道。钻孔平台考虑钢护筒安装及承台开挖作业，在承台外扩1m 范围内填土，外侧采用2.5m 厚片石包边，填筑坡比为1:1.5，防止河流冲刷。平台四周采用高度1.2m的两道栏杆防护。

根据施工期的季节以及十年最高洪水位标高等因素综合考虑，确定便道和平台顶标高为7.5m。筑岛便道及平台平面图如图2 所示。

图2 筑岛便道及平台平面图

筑岛便道及平台断面图如图3 所示。

图3 筑岛便道及平台断面图

筑岛施工平台断面图如图4 所示。

图4 筑岛施工平台断面图

4 施工方案

4.1 施工工艺流程

①现场踏勘→②施工材料准备→③测量放样→④抛石挤淤→⑤便道填筑→⑥围堰平台填筑→⑦桩基承台施工过程中的平台维护→⑧便道、围堰土方的清除。

4.2 施工准备

①在进行筑岛施工前，需要根据工程要求和现场实际情况进行合理的规划设计，包括施工方案、材料选择、施工工艺等方面。确保设计方案符合工程需求，同时考虑到施工安全、质量、进度和成本等方面的因素，确保施工的顺利进行。并对照地质勘探图，重新对现场进行全面详细勘查，获取最真实的气象、水文、地质资料。②筑岛施工所使用的材料对工程质量有着至关重要的影响。因此，必须严格控制材料的质量，包括原材料的采购、运输、储存和使用等环节。确保所使用的材料符合设计要求和相关标准，同时做好材料的检验和试验工作，避免不合格材料进入施工现场。③施工技术是筑岛施工质量的重要保障。须按要求编制可行性专项施工方案并按程序报批，根据方案内容及项目工程特点对相关技术、安全和劳务人员进行培训和交底，避免盲目施工。④施工前须校核测量仪器，宜采用测量精度大，操作简单的设备，降低仪器对测量精度的影响。采用无人船复测河床标高，和水位标高，以便掌握填筑方量和填筑边线，并按照实际测量情况确定坡脚起坡线及坐标。

4.3 施工方法

①首先进行测量放样，标示出便道的中心线。②按照测量放线的方向，在填筑区域内进行杂物清理，清除表面垃圾、树根等杂物，再用推土机沿河岸边向填筑区域中心分层推进填筑，便道施工要求分层压实，压实度按照不小于90%控制。③便道填筑前用挖机及竹竿等核实河床底淤泥的厚度。采用抛石挤淤的方式对地基进行加固，抛石厚度2-3m。抛填片石时在抛填区域做明显标志，防止填石过界。④第一层抛填时应高出水面50cm，采用岸边向江中心推填方法进行，随填虽整修边坡至填筑完成，保证填筑坡比1:1.5。第一层填筑后采用25T 压路机进行压实。⑤施工便道在两端用片石修筑0.5m 厚防冲层防护，顶层填筑采用分层填筑压实，填筑时选择低潮水位填筑，掌握填筑时机，分层厚度宜控制在50cm 左右，填筑后采用25T 压路机进行压实，依次循环直至平台顶标高。⑥航道侧采用钢管桩或格宾石笼对筑岛坡脚进行防护，防止填料入侵通航河道。⑦当施工便道填筑到桥墩位置附近时，为保证桩基础的顺利施工，平台顶部采用20cm 厚填隙碎石，其下土方填筑，四周2.5m 厚片石护坡，1:1.5 放坡。筑岛平台顶尺寸顺桥向为承台尺寸一侧外扩2.5m，另一侧外扩8m，横桥向为承台尺寸单侧外扩2.5m。⑧工程区施工期间应加强沉降观测工作，筑岛施工进度应予充分考虑观测的结果。填筑完成后，由测量人员埋设沉降观测桩，测量人员定期进行观测。⑨考虑到河道砂质层对桩基施工的影响，桩基钻孔时钢护筒埋深度应大于2m，且埋入稳定坚实的地层不小于1.5m；钢护筒顶高出施工水位1.5m，并高出筑岛平台0.3m，水头高度要高于施工常水位0.5m 以上，护筒四周用粘土回填并夯实，钻进过程中经常核查防止塌孔。⑩墩身施工完成后，用挖机清除所有筑岛填筑的土石。先挖除施工平台填筑土方，利用既有便道运输出场，然后从便道中间向两侧开挖，逐渐开挖至原河岸，开挖土方采用自卸载汽车将废弃土石方运送至弃土场，将河床恢复原貌。涉及同步建设段落拟采用筑岛施工方案，若共建段同步开通使用，建议筑岛围堰不拆除，可做江堤共建后回填部分填料。

5 筑岛施工注意事项

①对于出现岛体局部滑移的现象时，先进行清除淤泥，在坡脚处插打一排木桩抗滑。②在施工过程中加强对岛体沉降及位移的观测，以平台4 个角向内0.5m 和中心做沉降观测点，做好记录对比，发现问题及时处理。③筑岛全过程严格按照设计筑岛范围和标高进行填筑。④填筑筑岛平台的材料须采用抗渗性能较好的粘土以利阻水避免渗水，筑岛平台内严禁填筑片石避免钢板桩施工无法插打。⑤为应对紧急情况应备好相应土袋、料车、石料、木桩等。⑥做好施工前的各项准备工作，防止筑岛围堰顶面和平台上的断裂形象。如有发现情况及时采取处理措施，确保施工安全。⑦在围堰内作业，遇有洪水或水流，应立即撤出作业人员。⑧采用吸泥船吹砂筑岛，要对船体吃水深度、停泊位置、管路射程及连接方法等，进行严格检查和试验。⑨通航河流，施工前应与航监和有关部门联系好，按要求办理相关手续，以保证通航及施工的安全。⑩作业人员应穿着救生衣，在醒目位置配备救生圈和救援绳，并在上下游备有救生船。填筑便道应注意临时设施位置的预留，如变压器、配电箱、防护栏杆位置等。

6 筑岛施工质量标准及控制措施

6.1 基床标准及检测

路基填筑需抛填合格片石，填筑至最高潮水位标高50cm 以上。泥炭、淤泥、膨胀冻土、植被等不得作为填料，有机质土及易容盐超过允许含量的土类，也不可作为路基填料，液限大于50%，塑性指数大于26 的细粒土，不得直接作为路堤填料。

6.2 路面结构标准及检测

泥结碎石路面所用的石料，其等级不宜低于4 级，长条、扁平颗粒不宜超过20%。碎石最大颗粒尺寸，当用作路面时，不得大于面层厚度的0.6 倍，当用作基层时，不得大于厚度的0.8 倍。填隙碎石用作底层时最大粒径不超过63mm，骨料的压碎值不得大于30%。骨料中针片状颗粒以及软弱粒含量不大于15%。

6.3 施工质量控制措施

①施工过程中应严格遵守图纸和规范要求，确保施工质量符合设计意图。施工过程中应加强对关键环节的质量控制，如筑岛填筑、摊铺、碾压等环节，确保施工质量符合要求。施工过程中应定期进行质量检查，及时发现并处理质量问题，防止质量事故的发生。施工过程中应加强对施工现场的巡视，及时发现并纠正违规操作和不良施工行为。②施工过程中应控制填料的级配。筑岛填筑时选择级配更优的填料，确保大粒径的骨料间隙中能够填充小粒径骨料，从而使填筑效果更加密实，避免在荷载作用下出现沉降或滑移等不良现象。③确保压实均匀及边坡坡率控制到位。平台填筑到预定高度后通过压路机进行多次碾压，按照先静压后振动压的顺序，确保填料被紧密压实，避免发生沉降。每次碾压时轮迹应重合1/2 轮宽，保证压实均匀、全面。压实后利用挖掘机修整边坡，确保边坡坡率只可缓不能陡。内坡脚与基坑的距离不得小于1m。④围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0.5~0.7m。⑤围堰修筑顺序必须按要求自上游向下游，往河中心推进，最后在下游背水面合龙。⑥围堰、筑岛填土时，必须碾压密实，如基底有软土，必须换填加固后再进行填筑，填筑后及时进行片石包边处理防止水流对堰体造成冲刷。⑦做好沉降观测。在平台填筑，碾压及后续施工中密切关注沉降量，当竖向沉降或水平位移出现较大偏差时及时采取堆载或插木桩等措施。⑧施工后应对筑岛进行外观检查，确保其形状、尺寸、高程等符合设计要求。施工后应采用承载力试验等方法对筑岛进行质量检测，确保其质量符合要求。应对不合格的部位进行返工或加固处理，确保工程质量符合要求。⑨施工后应对筑岛进行定期维护和保养，确保其长期稳定使用。