大型围海造陆工程施工技术

1、大型围海造陆工程施工技术 .、八、一 前言 围海造陆是人类利用海洋空间最古老的方式， 也是人类拓展 生存空间及生产空间的重要手段。 围海造陆工程主要是在拟建海 域修建围堤、围埝等，并采用吹填淤泥、填筑建筑土石料等手段 再经过地基处理形成可用陆地。 围海造陆是一项系统工程， 涉及到多方面技术应用， 对施工 设备、施工工艺、工程材料等都有较高的要求。经过多年的积累 和发展，我国也基本形成了具有中国特色的围海造陆工程技术， 适应了目前我国经济建设快速发展的需要。 1 工程简介 湛江东海岛石化产业园区围堰工程， 位于广东省湛江东海岛 经济技术开发试验区北部， 与湛江市区隔海相望， 距湛江市区约 为40

2、公里。本工程为陆域形成工程，分A1A4-1、A4-2、B区 6个吹填区域（图1）,总计围海造地面积约 927.44万?0,疏浚 回填土方总量7316万m2建设围堰总长为23.761km，吹填顶 标高为 7.0m（ A1 区吹填为 8.2m）。 一期施工区域为：B区和A4-2区，两区吹填造地总面积为 467.79万m2疏浚方量为3955万m3,围堰总长度为11.45km。 2 主要施工工艺方法 本项目包括砂袋围堰、陆域吹填 2 个主要的施工工艺。 主要工程内容有： 围堰基槽挖泥及中粗砂换填、 充填大砂袋 筑堤、土工布铺设及混合碎石倒滤层抛填、二片石垫层抛填、抛 填块石护坡、安装砼扭王块防护结构、

3、现浇砼胸墙、摊铺级配碎 石及泥结碎石路面，围堰陆域吹填(图2)。 2.1 施工工艺流程 围海造陆施工工艺流程图见图 3。 2.2 围堰基槽开挖及中粗砂换填 (1) 围堰基槽开挖采用常规施工工艺，挖泥船安装DGPSe 位仪，通过计算机以图形的形式实时显示并控制挖泥船在施工区 的相对位置和开挖深度。 (2) 本工程围堰基槽水下挖泥，采用 3组4m3抓斗船组， 采用平面上分段分区、 立面上分层的开挖方法， 根据设计图纸具 体情况，每区按10X 10米的方格网分块施工；开挖时立面上分 层逐次加深施工，每层不超过 2 米(图 4)。基槽开挖完成后， 及时进行验槽， 合格后马上进行换填砂施工， 换填砂采用

4、皮带船 配合抓斗船回填工艺(图 5)。 2.3 充填砂袋围堰施工 ( 1 )充填砂袋由土工编制布制作而成，编织袋采用长方形， 袋的尺寸视围堰不同高度上的断面宽度再加上退档尺寸缝制， 长 度为2030米，加工时留出充填管口，每只袋视容积不同设置 充填管口，管口直径约 25cm长60厘米，充填完成后将管口扎 （2）砂袋放线由由全站仪定位，将砂袋搬运到围堰轴线上， 并使砂袋摊滚方向为围堰轴向； 将砂袋充砂袖口与砂泵出管口相 连，砂泵管口缠一层无纺布，再将管口插入充砂袖口，并用铁丝 绑牢，开启砂泵，向袋内充砂，单层充填厚度宜为0.50.6m （图 6）。 2.4 围堰堤身防护施工 2.4.1 无纺土工

5、布铺设 根据设计要求对坡段进行测量放样， 明确铺设位置， 土工布 采用人工铺设（原泥面较低处需趁低潮施工），部分深水区采用 工作驳船配合人工进行铺设， 通过施工定位船施打定位钢管， 利 用土工布上的扣环与钢管联系固定， 同时绑上小砂包使土工布沉 入水底（图 7）。无纺土工布铺设完成后，及时使用混合碎石倒 滤层进行覆盖。 2.4.2 堤身、护底石结构施工 （ 1）堤身外坡防护结构施工 1）施工采用水上与陆上结合施工的方法，水上采用 500t 驳 船结合1.6m?反铲挖掘机进行石料抛卸，陆上反铲挖掘机配合施 工（图 8）。当水深较浅无法通过水上方式运输石料时，只能采 用陆上运输， 将石料抛卸在围堰

6、顶部临时路面上， 然后通过挖掘 机进行抛卸和理坡（图 9）。 （ 2）护底石抛填 1）护脚块石的抛填根据水深实际情况采用陆上或水上进行 施工。陆上施工通过石料运输车将石料运达各施工点， 将石料卸 在围堰后方，再由长臂反铲挖掘机抛填至围堰外坡脚，最后，趁 低潮使用短臂反铲挖掘机进行平整（图10）。 2）对于深水区的护底块石采用抛石船进行抛填，采用水上 驳船配长臂反铲挖掘机进行抛填。采用载重量 500t 的自航铁驳 的自航抛石铁船组成抛石船组。 方驳的定位采用GPS卫星定位系 统，以及原先已经设立的控制标志。抛填时按施工分段进行，每 段施工要边探水边抛填，勤对标志、勤看水位、勤测水深。前后 段注意

7、搭接位置，避免漏抛和重抛。 2.5 陆域吹填 2.5.1 施工顺序及安排 （1）陆域吹填施工采用分层施工，本工程根据围堰形成高 度分层吹填。 吹填施工期间， 围堰外侧防护结构各个工序同步推 进。 （2）绞吸船施工时采用DGP宪位，并结合绞刀头深度指示 仪控制开挖深度。 绞吸式挖泥船采用分区施工。 开挖时根据潮位 变化控制绞刀头的下放深度。本工程吹填采用2500m3/h 以上绞 吸式挖泥船进行施工， 该种船型是目前世界上使用较广泛的一种 施工船型，具有挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一次完 成的优点，在施工中能够连续作业。 （ 3）吹填区标高到达 +5.3m 以后，适时调整绞吸船（船舶） 的

8、投入， 在确保围堰的稳定与安全性前提下， 满足现场施工生产 需求。 2.5.2 吹填管线的布置 1) 管线的布置采用直线形布置，尽量避免因陡坡、急弯而 产生负压。吹填管线按布置位置可划分为：陆上排泥管线、水上 排泥管线，在施工布置中要避免影响通航和围堰护坡工序施工。 2) 围堰前沿以北 350 米必须采用潜管连接且所有管线不得交叉， 如必须交叉时， 交叉点选择在深水区或围堰边； 第二层吹填除接 岸口必须延伸进吹填区跨越围堰顶外， 其他管线不得沿围堰顶布 设。 3) 吹填分三层进行， 第一层吹填接岸口应选择在该条管线 铺设区域最短排距位置， 每次接岸吹填离围堰内侧不小于 30 米； 第二层吹填时

9、沿第一层布管顺序倒退依次施工， 每一接岸口尽量 向淤区重心推进，同时提高管口，当吹填土承载力允许，逐步吹 填至设计高程； 第三层吹填时， 接岸口正好在第一层吹填时的接 岸口附近， 沿围堰内侧布管， 此层吹填管末端出口选用散淤喷口 以减小管口冲坑，然后沿围堰方向逐步吹平。 4) 相邻接岸口之间的距离控制： 第一层吹填时相邻接岸口 间隔， 按围堰内侧泥面落差 1.5 米水平距离的两倍计算， 但不小 于 500 米，且距离错车平台不小于 60 米；第二层吹填时相邻接 岸口间隔， 按围堰内侧泥面落差 0.7 米水平距离的两倍计算， 但 可以尽量利用错车平台外沿， 延长每个接岸口吹填时间； 第三层 吹填

10、时相邻管线间隔， 按管口泥面落差 0.4 米水平距离的两倍计 算，主管线沿围堰内侧布设 2.5.3 吹填区排水口设置 （1）吹填施工时排泥管出泥口尽可能远离排水口，加大泥 浆在吹填区内的流程， 必要时在内设置拦污栅， 以尽可能地延长 吹填泥浆的流程， 降低吹填区内的泥浆流速， 使吹填泥浆充分沉 淀，提高沉降效果，减少对周围海域的污染。 为减少吹填区的泥砂损失， 施工时注意控制泄水口排除水流 的泥浆浓度； 当吹填土有特殊要求时， 根据有关部门指示的泥浆 浓度排出水流。 （2）本项目吹填排水口采用溢流堰式，预埋钢管和集水井 的方式，以及埋管式排水口（后期吹填造陆中使用）。由于排水 口的出水流量较大

11、， 为防止溢流口处水流对围堰的冲刷， 排水口 的出口抛块石及碎石，防止水流冲刷堤脚形成深坑影响围堰稳 定。 2.6 施工质量控制要点 2.6.1 原材控制 （1）土工编织布采用 300g/?O 丙纶长丝机织土工布，其技 术指标要符合技术规格书的要求， 用于加工充填袋的土工布必须 检验合格后方可突入使用，充填袋的厚度约为500800mm （2）无纺土工布材料进场前，须取样（每 10000m2一个样） 送监理工程师认可的、 具备质量检测资格的检测单位检验， 土工 布的各项物理力学和渗透性等指标必须符合设计要求， 对存放过 长或已出现老化现象的土工布一律不进、不使用。 （3）进场石料的规格符合图纸设

12、计要求。 （4）各分项施工之前，对进场石料按规定取样送检，在强 度（石料饱和抗压强度30Mpa符合设计要求，且石料必须是 不风化、不成片状、无严重裂纹的岩石，不带泥土，否则做退场 处理。同时在施工过程中，同样应按批次对石料进行抽检，确保 工序施工质量。 2.6.2 过程控制 （ 1）充填大砂袋施工 1）砂袋紧靠当层前一砂袋放置，然后由工人剪掉线绳，拔 去包捆用的无纺布，并沿轴线摊铺，摊铺时，使模袋中心点稍微 向前一模袋偏移 50 厘米， 保证充灌时的预留收缩量， 使充灌后， 相邻两袋能够相互贴紧， 不得出现通缝， 层与层之间必须错缝施 工。 2）砂袋充灌先充中间，再充边缘，用人工对袋装砂进行踩

13、 压，加速袋装砂的固结，使砂袋饱满密实，若袋装砂未达到 85% 饱满度要求， 需进行二次充灌； 袋体经充填后， 及时将袋口扎紧。 （ 2）无纺土工布铺设施工 1）土工布在坡顶搭接长度不小于 im在坡脚外伸保护长度 不小于2m相邻段土工布的拼接工作，若条件许可可以现场利 用手提缝纫机拼接相邻段土工布， 若无法采用拼接则采用搭接方 式，相邻段土工布水下搭接宽度不应小于 1m水上不应小于 0.5m。 2）作为砂袋围堰防护的“生命线”， 是最重要的一道防线， 施工时严格控制过程质量，不得破损。同时做好密贴，不得出现 空鼓等现象。 （3）堤身外抛石施工： 1）护底、堤身及坡脚应分段呈阶梯状配合施工。 2

14、）垫层施工时，首先由测量定位拉铅丝确定坡肩线和坡度 线位置，然后沿坡面放置 48钢管，间距1020m。 3）水上驳船施工时做好定位标志，通过测量放线在坡脚位 置插标志旗杆， 驳船靠近围堰进行石料抛填， 石料随护坡斜度向 坡脚散开， 然后利用挖掘机将石料按照设计要求铺开理顺。 随石 料抛填， 当船舷处水深不能达到驳船吃水要求时， 应向后方移船 进行抛填，同时抛填过程中做好测量标记工作， 防止漏抛和多抛。 4）现场监测控制制度化，利用常规测量控制手段，对抛石 工序做全面、精确的监控；抛填过程，及时进行测量验收检查。 （4）陆域吹填 1 ）绞吸船施工采用分层梯进方法开挖。充分利用潮汐差在 同一开挖路

15、径上分层开挖，在减少抛锚次数的同时降低挖深。 2）吹填施工时，需加大泥浆在吹填区内的流程，必要时在 区内设置栅栏，以降低吹填区内的泥浆流速，提高沉降效果。施 工中必须加强对出水口的监测，一旦发现水体中悬浮物浓度超 标，必须调整施工方法，将对周围环境的影响降至最小。 3）掌握挖泥区实际地质情况，做好相关记录，在第三层吹 填时，绞吸船合理挖取挖泥区砂土资源， 有效控制吹填区吹填土 质，留取砂土作为吹填管线前移及道路修整使用， 可以缩短管线 拆接时间，提高绞吸船的施工工效。 3 心得体会 通过湛江市东海岛石化产业园区围堰工程围海造陆工程， 项 目施工中应侧重如下几方面开展： （1）精心组织项目策划

16、1）项目驻地及预制场地的选址尤为重要，需要充分考察当 地施工环境，选择在施工场地附近，且远离村庄密集区域，场地 面积满足生产需要，同时，满足供水、供电等条件。本项目在驻 地与预制场选址上就是选址不当， 以致给施工生产带来了诸多不 便。2）总体施工方案的确定要统筹考虑，方案的选择要 合理、可行、经济。本项目策划时，陆域吹填形成、围堰袋装砂 及围堰护坦等分项工程施工，其特点决定了只能选择水上施工； 但项目处于浅海漫滩区，项目部根据实际情况，从施工进度、施 工质量、施工安全、 经济效益等 4 个方面对水上陆上施工方案进 行综合分析比较， 最终选择了陆上施工机械作业工艺。 实践证明， 项目部通过项目策

17、划选择陆上施工工艺，安全、质量、进度、效 益均获得较好的保障。 3）在项目施工组织策划时，需侧重考虑以下几个方面：合 理安排施工工序，形成流水作业；集中力量抓好关键工序。本项 目中，吹填造陆施工中没有意识到后期吹填施工中分块、 分区的 重要性，吹填区陆域形成受到了极大的制约。 （2）强力推行程序化管理 1）建立职业化、专业化的项目管理团队； 2）明确职责权限，规范项目部各类人员的管理行为； 3）制定可操作性的管理制度、措施。 （3）加强安全管理、突出防范重点 1）做好安全管理基础工作：牢固树立了“以安全促效益” 的理念，始终坚持“安全第一，预防为主，综合治理” 的工作 方针； 建立健全的安全生

18、产管理体系， 强化员工安全生产履职行 为，加强安全检查及安全宣教工作；做好危险源动态监控工作。 2）加强应急预警 抓好船舶防台。 （4）高度重视外部协调工作，为项目开展创造条件： 本项目填海工程施工海域面积大， 覆盖了几个村的海上养殖 区以及沿岸虾渔塘， 村民阻工现象十分频繁； 项目部专门成立了 以书记牵头的协调专办， 积极配合指挥部、 地方政府化解外部干 扰，以确保施工现场正常施工。 （5）设立课题研究，促进施工技术发展： 本项目施工中发现还存在一些的问题未能解决， 在今后的类 似施工中， 需要工程技术人员进一步进行探讨， 并希望能够作为 一个专业课题进行深入研究完善设计。主要如下： 1）围堰沉降预估 围堰施工设计时， 根据基底钻探的土质情况， 设计人员会预 估一定的沉降量， 在实际施工中， 需要施工方对沉降进行准备测 量，并根据施工时间得出最终的沉降量，与设计量进行比照，从 而指导今后类似工程的设计施工。 2）流失量的预估 各个地区土质不同， 造成不同的流失率， 在施工中争议较大， 采取什么方法能够准确确定流失量是值得探讨的地方。 窃以为从 测量绞吸船水下挖泥量和陆域成型工程量两方面进行对比