吹砂填方技术介绍.doc

中建钢结构有限责任公司一期工程 吹砂填方技术介绍一、工程概况1、概述本工程位于江苏省江阴经济技术开发区靖江园区二圩港东侧，东邻联心路，北接沿江一级公路和京沪高速公路，南临长江，区域优势突出，交通运输便利。本工程所在块北高南低，坡度很小，一期建设基地接近正方形，用地内布置四幢大跨度车间、行政楼、研发楼及相关配套设施。该工程建设完成后，能集成研发、设计、制作、安装为一体，产品以重型钢结构体系为主，涉及高层、重型厂房、大跨度、桥梁、港机构件、船用配件以及能源等领域。2、具体情况本工程所在位置河网沟渠纵横交错，场区耕地均为水稻田，地下水位离地面仅1m，表层土纸松软，含水量高，场地地坪采取抬高设计。场地为大面积填土工程，需从场外取大量的土方，由于该工程周边所在地块也已规划，若到离场区较远的地方取土，其运输费用将是十分昂贵的。经全面评估，以长江江底淤砂为场外土源，用挖泥船将泥砂从江河底部挖至驳船上，加水搅拌后，用泥浆泵输送，吹填至工程场地。二、施工方法1、工艺介绍对于“吹砂填方”一词，有的文献称为“吹砂”、“吹泥”或“吹填土”，也有的称为“水力吹砂回填”或“水力冲填”等等。吹砂填方，是指利用水泥机械冲搅泥砂，将一定浓度的泥浆通过事先铺设的管道泵送至四周筑有围堤的拟吹填区域。2、吹填方式若吹填区离取土区较远，通常采用接力泵送的方式、随着施工条件的不同，大致有三种吹填方式（本工程采取第三种吹填方式）： 当有稳定的砂源时，可直接采用吸扬式（绞吸式）挖泥船挖出江河底部泥砂，通过挖泥船上的泵和连接船与岸的漂浮管道，将泥浆输送到吹填场地。当有理想的砂源且有较好的作业面时，可采用人工水力冲挖的方式，用高压水枪将砂土冲拌成浆液，并用小型泥浆泵吸如进泥管内，一条管道需配备1520条水力冲挖机组。当无固定砂源时，可用挖泥船将泥砂从江河底部挖至驳船上，加水搅拌后，用泥浆泵输送，吹填至工程场地。泥浆吹填至围堤后在堤内慢流，流速逐渐减慢，在靠近出砂口处，沉淀的土颗粒较粗，随着慢流距离的增大，沉淀的土颗粒逐渐变细。同时，一定数量的悬浮在水中的较细土颗粒，连同一部分水经围堰排至堤外的排水沟内。当露出的冲填土达到设计标高时（应考虑吹填土的下沉量和下卧层的沉降量），整个吹砂填方过程结束。3、工艺流程由于本工程采取第三种吹砂填方方式，在此只对第三种吹砂填方方式的工艺流程进行阐述，具体工艺流程如下：清基 围堰 排水沟 吸泥 输送 沉淀 退水 固结。清基：将表层植被及淤泥清除。围堰：根据工程需要，将填方区域划分成若干区段，区段与区段之间用围堤隔堰分开，使每个区段自成封闭体系。排水沟：在吹砂填方的同时将部分水经围堰排至排水沟，缩短后期排水的时间，更是后期排水的主排水沟。吸泥：挖泥船将泥砂从江河底部挖至驳船上，运到指定地点，加水搅拌。输送：用管道泵将加了水的泥砂输送到场地内。沉淀：泥浆吹填至围堤后在堤内慢流，流速逐渐减慢，在靠近出砂口处，沉淀的土颗粒较粗，随着慢流距离的增大，沉淀的土颗粒逐渐变细。同时，一定数量的悬浮在水中的较细土颗粒，连同一部分水经围堰排至堤外的排水沟内。退水：根据工程进度及场地大小，在场地中间开挖数条排水沟，将泥砂中的水排至排水沟，再排至围堰四周的排水沟。固结：经过数天的排水，砂土将达到预期强度。4、施工中常见的问题及解决方案管道喷砂涌水在长距离管道输送过程中，由于管道接口较多，地势起伏不定，最常见的一个现象就是管道喷砂涌水。分析其原因是焊缝出现裂隙或法蓝接口松动，可简单地采取补焊或紧固螺丝的方法，但不能从根本上解决问题。解决此类问题的有效措施就是每隔1000m设置一个排泥胶管，并且严格控制管道爬坡时的倾角在30以内。管道穿越较宽河道时，沿河床铺设的问题管道穿越较宽的河道时，管道沿河床敷设，管道喷砂难以控制，造成施工无法继续进行。究其原因主要是刚性管道置于软弱的河床上，无固定支撑，加上由于水流产生的剪力，使接口极易出现焊缝或螺丝松动，又无法在水中进行补焊或紧固螺丝。解决方案为因地制宜地采取搭设简易桥梁的方法。汽蚀问题当砂质较好，颗粒较大（尤其是中粗砂）时，汽蚀现象比较严重，汽蚀对泥浆泵磨损较大，经常造成泵壳磨穿。汽蚀是水力机械中特有的现象，它是指流道中蒸汽与气体混合的小气泡的形成、发展、破坏以及化学腐蚀作用导致金属材料破坏的全部过程，它对泵乃至水力机械的正常工作威胁很大，不仅可以破坏材料，而且会降低其工作性能。为减缓汽蚀对水力机械的磨蚀，过流部件可采用抗汽蚀性能较好的材料，如不锈钢，铝青铜及聚丙烯等；同时改进泵的进口结构参数，提高其加工工艺水平，尽可能地减少泵的必需汽蚀余量；合理地设置吸入装置系统，使其具有较大的有效汽蚀余量。排水及围堰问题吹砂过程中，未及时排水，造成后期排水困难，影响工期。将填方区域划分成若区段，区段与区段之间用围堤隔堰分开，使每个小区段自成封闭体系，并在围堰外设排水沟。划分小填区的目的在于：尽量缩短吹泥口至退水口之间的距离，以利沉淀后土的颗粒成相对均匀稳定，加速含细颗粒上的水的排出，改善土的工程性质。围堰外设排水沟的目的在于：在吹砂填方的同时将部分水经围堰排至排水沟，缩短后期排水的时间。砂土沉降问题长时间的