浅谈滩涂淤泥固化土充填袋筑堤工艺.pdf

Sichuan Building Materials Vol.42，No.2 April，2016 第42卷第2期 2016年4月 浅谈滩涂淤泥固化土充填袋筑堤工艺 徐贺彪 (中交上航局航道建设有限公司, 浙江 宁波 315000) 作者简介:徐贺彪(1977 - ),男,安徽界首人,工程师,主要从事市政 及港航工程项目管理工作。 摘 要: 滩涂淤泥固化土充填袋筑堤工艺提出了一种 新型的筑堤工艺, 即利用滩涂淤泥为原料, 添加固化剂充 灌到袋体中形成隔堤。 该工艺的推广可以较好地解决吹填 工程中隔堤修筑砂石资源紧缺这一难题, 能修筑成挡水挡 泥的功能性隔堤, 具有很大的推广价值和经济效益。 关键词: 淤泥; 固化土; 筑堤 中图分类号: U655. 4文献标志码: B 文章编号:1672 -4011(2016)02 -0152 -03 DOI:10. 3969/ j. issn. 1672 -4011. 2016. 02. 074 0 前 言 台州东部新区涂面整理工程位于浙江省台州市集聚区, 主要是吹填工程。 本工程需要筑堤约 30 km, 吹填量约为 7 400 万 m3, 其中袋装砂石渣斜坡堤长度约为 8 km, 修筑这 些隔堤需大量的砂石料资源。 随着“美丽中国”的概念提出, 社会环保观念增强, 砂石料资源的开采使用受到了很大的 限制。 在台州工程推进的过程中, 隔堤施工进度受到砂资 源紧缺的影响, 为了解决这一难题, 公司和项目部领导引 进淤泥固化土充填筑堤这一试验项目。 1 概 况 滩涂淤泥固化土充填筑堤工艺, 采用滩涂原状土淤泥 加水破碎成泥浆, 与水泥、 固化剂搅拌混合后, 充灌到隔 堤袋体中, 形成挡水挡泥的功能性隔堤(见图 1)。 该工艺 的推广, 可以较好地解决隔堤修筑砂石料资源受限制这一 难题, 且淤泥质土在沿海滩涂广为分布, 可以保证吹填工 程的施工工期, 节省工程施工成本。 采用该技术预计将会 产生巨大的经济和社会效益。 图 1 H2 隔堤固化土充填袋完工后照片 2 施工设备介绍 滩涂淤泥固化土充填袋筑堤的施工设备可分为前台系 统、 后台系统和输送搅拌系统三大部分。 其中前台系统主 要用途是挖取滩涂淤泥, 制备泥浆并输送。 后台系统主要 用途是将水泥、 外加剂按比例配置搅拌后输送。 输送搅拌 系统主要是输送泥浆与固化剂的管道, 并将两者搅拌均匀, 输送至袋体充灌口。 具体设备清单如表 1。 表 1滩涂淤泥固化土充填袋筑堤施工设备汇总表 类别施工设备规格 总功率 / kW 用途 前台 系统 浮箱履带式挖机FYBC -260180取土、取水 浮箱履带式泵船180 m3/ h416输送泥浆 后台 系统 外加剂制备室/22制备外加剂 水泥筒仓25 t5. 5输送水泥 水泥罐车75 t37存储水泥 固化剂柱塞泵12 m3/ h49 搅拌水泥和外加 剂并输送 输送 搅拌 系统 泥浆输送管道200mm/输送泥浆 固化剂输送管道89mm/输送固化剂 浮箱履带式搅拌输 送站 G135 -2258 搅拌泥浆和固化 剂并输送 2 1 前台系统 前台系统主要由浮箱履带式挖机和浮箱履带式泵船组 成(见图 2 3)。 浮箱履带式挖机将滩涂淤泥挖取置放于浮 箱履带式泵船振动筛上, 由浮箱履带式泵船破碎输送。 为 便于输送泥浆, 浮箱履带式挖机须在挖泥间隙挖取适量水 倒入泵船里。 图 2 浮箱履带式挖机图 3 浮箱履带式泵船 2 2 后台系统 后台系统主要由外加剂制备室、 水泥罐车、 水泥筒仓 和固化剂柱塞泵组成(见图 4 6)。 外加剂制备室按比例制 备外加剂输送至固化剂柱塞泵。 水泥罐车和水泥筒仓主要 是存储、 输送水泥。 固化剂柱塞泵主要是将外加剂和水泥 搅拌混合后输送至搅拌输送站。 图 4 外加剂制备室图 5 水泥筒仓和水泥罐车 图 6 固化剂柱塞泵 251 Sichuan Building Materials Vol.42，No.2 April，2016 第42卷第2期 2016年4月 2 3 输送搅拌系统 输送搅拌系统主要由泥浆输送管道、 固化剂输送管道、 浮箱履带式搅拌输送站组成(见图 7 9)。 泥浆输送管道将 泵船的泥浆输送至搅拌输送站, 固化剂输送管道将固化剂 从柱塞泵输至搅拌输送站, 搅拌输送站将水泥与固化剂充 分搅拌均匀后输送至袋体充灌口。 图 7 泥浆输送管道图 8 固化剂输送管道 图 9 浮箱履带式搅拌输送站 3 施工工艺 滩涂淤泥固化土充填袋筑堤施工工艺类似于袋装砂隔 堤的施工工艺, 主要区别是在泥浆输送环节需要添加适量 的固化剂, 使流体状泥浆在短时间内固化, 重度和强度等 指标达到设计要求。 具体施工流程见图 10。 后台水泥、外加剂搅拌输送浮箱履带式挖机取泥 泵船破碎输送泥浆 搅拌器搅拌泥浆与固化剂 泵送至袋体袖口 测量放样 袋体铺设 充灌 整平 下一个袋体 满足质量标准 不满足，调整固化剂配比 图 10 淤泥固化土筑堤施工工艺流程图 3 1 袋体加工、 放样和铺设 固化土袋体通长袋采用 460 g/ m2防老化编织布, 棱体 部分采用 200 g/ m2防老化编织布加工缝制。 根据设计图纸 尺寸加工袋体, 图纸坐标点进行现场放样, 袋体按放样边 线铺设。 3 2 前台系统取泥输送 采用浮箱履带式挖掘机在取土区进行取泥作业。 取土 区须距离隔堤至少 150 m 的安全距离, 取泥深度不宜超过 1. 5 m, 挖机取土应采取“广挖浅取”的原则进行。 施工时挖 机直接将挖取的滩涂淤泥置放于泵船振动筛上, 通过高频 振动破碎淤泥, 并将渔网、 杂草等杂物分离除去。 为了便 于泵船管道输送, 需添加一定比例的水控制泵送泥浆的浓 度。 施工时可直接通过挖水的挖斗在取泥间隙挖取适量的 水倾倒于泵船内。 泥浆通过高压柱塞泵沿管道输送至搅拌 输送站, 输送效率可达到 70 120 m3/ h, 最大输送距离可 达到 1. 5 km。 3 3 后台系统制备固化剂输送 固化剂的主要成分是水泥, 再添加氢氧化钠、 早强剂 等利于水泥水化反应的外加剂。 固化剂添加比例根据现场 试样和室内试验的结果而确定。 本工程中固化剂的掺比控 制在 6% 8%。 泥浆输送的过程中, 外加剂制备室调配外 加剂溶剂, 通过水泵输送至固化剂柱塞泵。 水泥由定量给 料螺旋秤从水泥筒仓输送至固化剂柱塞泵内, 与外加剂溶 剂搅拌均匀后输送至搅拌输送站。 固化剂的输送也采用柱 塞泵, 最大输送距离可达到 1. 0 km。 施工时, 根据前台泥 浆输送的流量, 调整固化剂的输送流量, 以达到准确控制 固化剂掺比的目的。 3 4 泥浆、 固化剂搅拌及输送 泥浆输送管道直径为 200 mm 的高压管, 抗压强度可达 到 10 MPa, 每节管线长度为 12 m, 布设时外侧组装直径为 1 m 的自浮体, 防止管线沉入淤泥中。 固化剂输送管道采 用直径为 89 mm 的钢管作为输送管道。 泥浆与固化剂的搅 拌采用封闭的双轴式搅拌机, 长 2 m, 直径约 1. 5 m, 转速 90 r/ min。 泥浆与固化剂搅拌后输送至袋体袖口进行充灌。 为了便于施工, 在管道出口设置分流阀, 采用半径 100 mm 软管进行充灌。 综上所述, 滩涂淤泥固化土充填袋筑堤系统的运行方 式为: 前台浮箱式履带挖机先进行取土、 取水, 淤泥初步 处理后经泵船输送至搅拌站。 与此同时, 后台根据泥浆流 量及固化剂掺比配置输送固化剂至搅拌站。 泥浆和固化剂 通过搅拌输送站搅拌均匀后沿管道输送至袋体中。 4 工艺上需进一步完善的环节 4 1 泥浆浓度的稳定控制 影响滩涂淤泥固化土充填袋施工质量的关键因素之一 就是泥浆的浓度能稳定在要求范围之内。 实际施工过程中, 因施工设备的不成熟, 经常会出现部分充灌位置泥浆浓度 偏低, 固化后该位置强度与重度指标都略低于设计要求。 4 2 最佳固化剂掺比的确定 根据设计要求, 滩涂淤泥固化土充填袋完成施工 28 d 后, 取土样检测重度须达到 14. 3 kN m3, 无侧限抗压强度 通长袋部分须达到40 kPa, 棱体部分须达到20 kPa 的要求。 施工前, 应先进行室内试验确定最佳固化剂掺比, 最佳掺 比与土体性质、 外加剂种类等因素密切关系, 且固化剂掺 比的变化对施工质量和施工成本有较大影响。 4 3 土体结构的改良 现场对已完成的固化土袋体取土样检测时发现, 土体 固化后结构比较脆弱, 土颗粒之间的粘性非常差, 土样稍 微有细微裂缝, 土样的检测结果就比较差。 但是在袋体中 (下转第 155 页) 351 Sichuan Building Materials Vol.42，No.2 April，2016 第42卷第2期 2016年4月 2 2 采取措施防止钢筋生锈 要防止钢筋被腐蚀生锈, 对钢筋进行涂层处理是非常 切实有效的方法。 为了提高涂层处理的效果, 在进行涂层 处理后还可以采取一些保护措施。 在运输储存钢筋时, 要 注意进行适度防护, 以避免钢筋碰撞而造成损伤。 此外, 如果钢筋因前期保养不利被腐蚀生锈了, 还可以对钢筋生 锈部分进行处理或将生锈部分的混凝土取出3。 2 3 控制隧道裂缝 施工人员要严格按照标准合理配比设计制作混凝土, 在施工过程中要严格计算裂缝情况, 针对不同位置的混凝 土构件要配合相应的强度等级。 在计算混凝土配筋率时, 要确保计算公式和计算结果的正确, 同时还要控制好水泥 的使用量和水灰比, 如果有需要, 还要加入一些掺合料和 外加剂来调节混凝土的强度。 施工单位要对施工人员进行 专业培训, 重点培训如何控制混凝土裂缝, 从而提高工程 的施工质量。 2 4 确保原料品质 对于工程施工而言, 高品质的原材料是确保工程质量 的重要因素。 因而施工单位要对原料的品质加以重视, 重 视原料的采购和供应商资质、 实力及信用的考察。 同时, 为了控制成本, 在确保原料品质的基础上, 要尽可能降低 原料的采购价格。 原料进入施工现场前要进行严格检验, 同时填写报告单, 如果原料出现质量问题, 要在第一时间 将其清除出去。 另外, 为了严格确保原料的质量, 还需要 不定期抽检已经采购好的原料, 同时严格审核混凝土和钢 筋材料的出厂合格证。 还要做好原料储存工作, 避免原料 受损。 2 5 增大安全管理力度 安全对于工程施工的重要性不言而喻, 而施工人员的 安全意识则是确保施工安全最重要的因素。 为了保障道路 桥梁隧道工程施工的安全, 施工单位需要进一步加强对施 工人员安全意识的培训。 要建立起完善的安全管理制度, 对工作人员的施工行为进行严格规范, 从而提升工程施工 的安全系数。 2 6 革新施工技术 科技在不断发展, 工程施工建设的技术也在不断革新。 以往很多施工技术在逐渐被淘汰, 在隧道工程的施工中, 体现得尤为明显。 现代化隧道施工采用了新型的逆作法和 坑内将水坑外注水等方法, 大大提升了施工建设的稳定性。 此外, 现代高科技产品引入工程施工中进行参数的计算和 数据的分析, 这也进一步提升了工程建设的精密性4。 2 7 进行勘察和设计工作 要确保道路桥梁隧道工程顺利施工, 同时尽可能地减 少施工质量不佳事件和意外事件发生的概率, 需要在工程 正式施工前对其进行勘察和设计工作。 要确保施工避开地 形和地质复杂的地段, 保证工程的稳固性。 如果隧道工程 建设的区域地质稳定性较差, 还需要对其进行适当的处理, 以确保隧道工程的稳固。 在施工时要严格按照设计图纸进 行施工, 要多使用一些技术更加成熟、 可靠性更强的结构。 2 8 强化完善工程施工的检验工作 施工单位要对工程施工的检验工作进行进一步的强化 和完善, 要定期或者不定期对工程质量进行检验。 检验完 毕, 如果合格, 要将检验结果报告给监理工程师。 如果检 验时发现施工行为不规范或者施工质量不达标的现象, 必 须要第一时间采取措施进行纠正。 监理机构也要对施工质 量进行更严格的监督和管理, 要把控好工程施工的每一道 环节, 确保施工的有序进行。 此外, 还要定期对工程进行 质量评定和抽检, 从而确保道路桥梁隧道工程的施工质量。 3 结束语 随着社会的发展和人民生活水平的进步, 未来道路桥 梁隧道工程的建设将会进一步增加。 当前我国道路桥梁隧 道工程的建设中存在着铺装层脱落、 钢筋生锈、 混凝土裂 缝、 施工风险以及地质问题等施工难点, 严重影响了工程 的质量和安全性。 对此, 可以通过采取措施避免铺装层脱 落、 防止钢筋生锈、 控制隧道裂缝、 确保原料品质、 增大 安全管理力度、 革新施工技术、 进行勘察和设计工作以及 强化施工检验等方式来进行改进。 相信通过不断自检和进 步, 未来我国的道路桥梁隧道工程建设将会变得更加安全 和高效。ID: 002784 参 考 文 献: 1 赖学辉. 浅谈公路工程桥梁隧道施工安全评估监控技术J. 通讯世界,2014,21(24):232 -233. 2 于则彬. 桥梁隧道工程的施工技术分析J. 黑龙江科技信息, 2014,18(20):229. 3 郭鲁.