東帝汶帝巴灣項目疏浚吹填施工技術(shù)分析

龔春發(fā) 中國港灣工程有限責任公司

1.項目概況

東帝汶帝巴灣新集裝箱碼頭項目整體規(guī)模為建設(shè)兩個集裝箱碼頭泊位，岸線長630 m，最大靠泊7000T EU集裝箱船，后方18.48hm2陸域吹填，約522×104m3的疏浚，其中包含316×104m3吹填及相關(guān)碼頭配套設(shè)施工程。港池設(shè)計疏浚深度為-16m CD，基槽設(shè)計疏浚深度為-19m CD，陸域吹填標高從+4.65CD到+5.5CD。

2.項目質(zhì)量要求和技術(shù)難點

2.1 質(zhì)量要求

吹填區(qū)高程允許偏差為±400 mm；除PhaseII區(qū)域外吹填后材料粒徑小于0.075mm的細顆粒含量不大于15%；吹填材料塑性指數(shù)PI≤5，CBR≥12%。

2.2 技術(shù)難點

（1）酸性土要求

根據(jù)本工程環(huán)評報告顯示，疏浚區(qū)內(nèi)存在潛在酸性土，并要求酸土在作為吹填料上岸處置時，必須對PH及PHFOX指標進行檢測，通過后方可應(yīng)用于工程中。

（2）合格料不足

根據(jù)地勘資料和水深圖的核算，港池內(nèi)吹填合格料不足，需要額外取砂，存在不確定性。

3.施工方案及設(shè)備選型

3.1 項目規(guī)劃

圖1 土質(zhì)分區(qū)圖

根據(jù)詳勘地質(zhì)報告，本項目疏浚土地質(zhì)主要分為珊瑚砂地質(zhì)和淤泥地質(zhì)。考慮到水力吹填部分細顆粒會流失，吹填后的珊瑚砂中的細顆粒含量會大大降低。因此將所有珊瑚砂土都作為合格料疏浚吹填到后方堆場形成陸域，淤泥部分則疏浚外拋到拋泥區(qū)。

如圖1所示，A、B、C區(qū)及拖輪泊位的土質(zhì)為珊瑚砂，可作為合格料吹填，D區(qū)、E區(qū)和大瀉湖的土質(zhì)為淤泥及粘土，需要疏浚外拋。根據(jù)地質(zhì)資料和設(shè)計方案，港池需要疏浚到-16mCD，大瀉湖需要清淤到-25mCD左右。經(jīng)計算，港池和瀉湖需要疏浚總量為454×104m3，其中合格料為248×104m3，而陸域回填共需要316×104m3（考慮20cm的工后沉降量和10%的吹填流失率），因此，需從港池范圍外借砂區(qū)進行額外取料68×104m3，總疏浚量為522×104m3。

3.2 設(shè)備選型

由于本項目主要工作是港池疏浚吹填施工，疏浚料為珊瑚沙和淤泥，選擇吹填能力為4500m3/h，鉸刀功率為2800kW的“新海豚2”大功力絞吸船負責珊瑚砂的疏浚吹填。另考慮到該項目水深條件復(fù)雜，泄湖清淤空間有限，且珊瑚砂地質(zhì)會出現(xiàn)珊瑚礁盤的風險，項目部考慮調(diào)入一條13方抓斗船，并配置60t重斗，負責泄湖清淤和港池邊角位置的施工，輔助絞吸船完成該項目的疏浚吹填施工。

4.管線布置

4.1 管線

吹填管線主要包括吹填區(qū)外水域的浮管、陸域岸管和吹填區(qū)內(nèi)支管。其平面布置根據(jù)吹填區(qū)的形狀、吹填距離、吹填高程等方面的情況，加以綜合考慮，來選定吹填管線的布置位置。

4.2 浮管

由于項目工期緊張，絞吸船既需要疏浚吹填也需要疏浚外拋，為了控制回填料的含泥量，港池淤泥和珊瑚沙需要分層疏浚，吹填和外拋需要交替進行。為提高施工效率，須分別布置一條從港池到拋泥點的水上浮管和一條用于吹填的浮管。兩條浮管可以大大提高絞吸船的施工效率和施工的安全性，具體為：（1）將在附近接好的浮管拖運至現(xiàn)場，每隔100m拋設(shè)浮管錨加以固定，漲、落水錨間隔布設(shè)；（2）浮管管線布置要呈近似流線型彎曲，不可形成死彎，要留有足夠的富余長度；（3）浮管在重載之下仍然要露出水面以上，確保絞吸船正常施工；（4）浮管布置長度約3.5km；（5）為了控制管口處渾濁度，在管口特別設(shè)置了彎頭和配重，確保出泥口距離水面8m，而且出泥方向為向下。從實際施工效果看非常好，現(xiàn)場基本看不到渾濁。

4.3 岸管

在吹填施工開工前完成岸管的拼接鋪設(shè)工作。布設(shè)1個管線登陸水陸管架，布設(shè)在吹填區(qū)東側(cè)，管架設(shè)置應(yīng)牢固，水陸管架與浮管用橡膠軟管連接，沉管用鋼絲繩八字形固定在岸上或拋錨固定，防止因漂動將接頭拉脫。岸管主要沿各回填區(qū)的圍堰鋪設(shè)進入吹填區(qū)內(nèi)，吹填中多采用岔管及三通管，以減少接管及延伸管線的時間，提高船舶的時間利用率。吹填的標高將通過岸管的布置來控制。

5.總體施工布置

根據(jù)地質(zhì)分布情況和設(shè)備施工特性，港池區(qū)主要由絞吸船施工；拖輪泊位、碼頭基槽及碼頭側(cè)邊坡由抓斗船施工。A、B、C區(qū)計劃由絞吸船疏浚吹填至回填區(qū)；D區(qū)計劃由抓斗船疏浚外拋；E區(qū)由絞吸船疏浚吹填至拋泥區(qū)。拖輪泊位、C1邊坡、B區(qū)部分及B區(qū)部分邊坡、基槽、E1潟湖及SW潟湖回填后的岸坡修整由抓斗船進行。

充分考慮現(xiàn)場時間節(jié)點要求及施工平面布置，同時考慮回填施工對疏浚料的要求，施工部署計劃分為8個階段：（1）抓斗船進行大瀉湖清淤，同時開始吹填圍堰施工。在圍堰填筑至+3.0mCD后，絞吸船從口門位置進點依次疏浚A1區(qū)至-16m CD、A 2至-12m CD、C1至-7.5m CD，回填1期1區(qū)；（2）抓斗船繼續(xù)進行大瀉湖清淤，絞吸完成1期1區(qū)回填任務(wù)后進行E1瀉湖清淤外拋；（3）抓斗船完成大瀉湖清淤，進行D區(qū)疏浚外拋。絞吸船完成E1瀉湖清淤，開始疏浚C2至-7.5m CD并吹填到E1瀉湖區(qū)，為水上碎石樁施工創(chuàng)造工作面；（4）抓斗船疏浚拖輪泊位及其基槽，絞吸船疏浚外拋E2區(qū)及其邊坡；（5）抓斗船開挖邊坡C1，絞吸船疏浚C1、B區(qū)和邊坡B至-16mCD，并吹填到大瀉湖區(qū)；（6）抓斗船繼續(xù)開挖邊坡C1，絞吸船疏浚A2區(qū)、C2區(qū)和邊坡C2至-16m CD，并吹填到大泄湖區(qū)；（7）絞吸船疏浚邊坡A及借砂區(qū)并吹填到1期2區(qū)，2期1區(qū)，2期2區(qū)直到設(shè)計標高，完成所有吹填工作；（8）根據(jù)后續(xù)碼頭基礎(chǔ)水上碎石樁施工進度，由抓斗船進行碎石樁區(qū)域修坡及基槽開挖工作。

6.質(zhì)量控制和環(huán)境保護

6.1 疏浚質(zhì)量控制

為了確保疏浚施工質(zhì)量，所有船舶都安裝了全球GPS定位系統(tǒng)和專業(yè)疏浚施工軟件，所有施工都嚴格按照分區(qū)分段分層施工。施工中邊坡開挖嚴格按設(shè)計邊坡放坡，按“上欠下超、超欠平衡”的方法控制。項目現(xiàn)場配備自動潮位遙報儀和水尺，每10min驗潮一次，供疏浚船實時調(diào)整水深。在疏浚過程中每周進行一次水深測量來檢測和控制疏浚質(zhì)量。

6.2 吹填質(zhì)量控制

利用岔管及三通管控制和及時接管來控制吹填標高，對于高出較多或較低洼的位置采用推土機及時進行推平，以避免形成回水造成細顆粒的大量沉降。

6.3 含泥量控制

在臨時圍堰施工時布置水門，位置為PHASE 1-1西北角、PHASE 1-2西側(cè)。單座箱式水門由鋼制箱體和排水管、木質(zhì)閘板組成。水門箱頂標高高出吹填標高0.5m，箱體前面放置木質(zhì)閘板，隨吹填標高的增高，調(diào)整閘板的高度，一般高出吹填泥面0.2m。該水門箱既可以防止高潮位時海水倒灌，也可以在低潮時控制溢流速度，從而可以控制溢流水中的含泥量和渾濁度，起到環(huán)境保護和降低流失量的效果。

6.4 吹填料的檢測

通過檢測，本項目疏浚料吹填后都沒有酸性土風險，無需特殊處理。經(jīng)取樣檢測發(fā)現(xiàn)通過水力吹填溢流后沉淀物的細顆粒含量基本在0.1%～5%之間，有極少量＞5%，但都在15%以內(nèi)，完全滿足技術(shù)要求，而且還為地基處理帶來優(yōu)化的空間。

7.結(jié)束語

東帝汶帝巴灣新集裝箱碼頭項目的疏浚吹填施工是項目推進的第一步，也是后續(xù)碼頭基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)。通過對項目工況的充分分析研究，選擇合適的施工設(shè)備，制定合理的施工方案并根據(jù)實施情況進行不斷調(diào)整，最終順利按期完成疏浚吹填工程。該工程對今后珊瑚砂疏浚吹填施工有極好的借鑒價值。