复杂场地长距离吹砂施工技术

刘热强（广东省建筑工程机械施工有限公司，广东 广州 510500）



复杂场地长距离吹砂施工技术

刘热强
（广东省建筑工程机械施工有限公司，广东 广州 510500）

摘 要：针对东莞市城市快速轨道东城车辆段场地平整吹填砂施工面临的大面积、复杂场地、长距离的技术难题，通过科学设置吹砂泵船、正确选择吹砂管线材料、合理铺设管线、根据实际确定管材接头形式和增设加压泵、合理配置相关设备等研制出一套长距离吹砂系统，再通过科学安排、严格控制等手段付诸于施工实践，有效解决了吹填砂长距离压力消减而造成的吹填出砂量小、施工缓慢、施工成本高、施工工期长的技术难题且施工质量有保证，保证了合同工期，使企业产生显著的社会效益和经济效益，为同类型项目施工提供借鉴。

关键词：大面积；复杂；长距离；吹砂

吹砂施工技术多用于河湖密集的地区及沿海地区，其方法是将河砂或天然海砂通过吹砂管道抽取至填高地段进行填筑，具有不受雨季影响、成本低、填筑快、受外界干扰小等优点［1-3］。随着我国沿海地区基础建设规模的进一步扩大，传统的吹砂施工技术亟待更新。吹填用土质地不均匀、透水性能弱、排水固结差［4］，针对这类地基的处理方法也成为亟待解决的问题，张在忠等［5］基于某路基施工工程，阐述了湖区高填方路基吹砂填筑施工的方法和综合效益；孙卫平等［6］着眼于长距离吹砂的技术难题，分析了影响吹砂效率的主要因素，并提出了优化方案，但吹砂施工技术因具体工程而异，针对具体地质条件的施工工艺有待进一步探讨。本文基于东莞市城市快速轨道交通R2线工程，提出了一套“长距离吹砂系统”，有效解决了长距离吹砂出砂量小、施工缓慢、施工成本高、施工工期长的技术难题。

1　工程概况

1.1工程基本情况

东莞市城市快速轨道交通 R2线工程东城车辆段与综合基地±0.00以下工程位于东莞市东城区及茶山镇交界处，段址北侧有茶山环城道路和污水处理厂，东南侧有变电站和坑口排站，南侧临寒溪河。

段址属东江三角洲平原区，地势较平坦，为大面积鱼塘分布区，有少量房屋。地面高程 2～ 8m，地面标高平均为4.2m，鱼塘水深平均2.0m。吹砂填筑高度为 7.5m～9m，分四～五级进行施工，其中超载预压超填高度为1.5～2.5m。本工程吹填总面积约 409000m2，吹填砂方量约2970000m³，其中 3m～4m高程砂垫层采用汽车运输填中粗砂，约400000m3，其余填中细砂。

1.2场地功能及吹砂分区

（1）根据场地功能和地质情况，整个场区分为厂前区和道床区。厂前区分 10个预压施工区域，道床区分11个预压施工区域。

（2）按照设计要求，整个场区又分为先填区和后填区。后填区主要为预留发展用地和牵出线区域，从 4.0m标高后开始，预留发展用地约48000m2，牵出线区域约4500m2。

（3）将整个站场区吹砂分为A、B两大区，每个大区布置一台泵头船控制吹砂，其中A区吹砂面积约180000m2，B区吹砂面积约170000m2。每一大区又分6小区。

2　吹砂施工方案的提出

2.1原吹砂方案

原吹砂方案为：运砂船经东江峡口闸停在靠近工地附近的东江岸边，再经抽砂、吹砂至工地现场。该方案施工程序具有方便实用的特点，但因吹填砂材料水路运输的必经之路—东江峡口闸需在施工期内进行改建，过闸船只数量受限，影响日供砂量，无法按期吹填砂，原方案需要调整。

2.2调整后的方案

调整后的方案为：从东江峡口闸埋管至工地现场（吹砂管长约3700m，为长距离吹砂），在东江布两艘日吹砂能力为2000m3/天的泵船经吹砂管线直接吹砂至工地，吹砂管线布设情况如图1所示。

施工前，放出施工小分区及大分区区域边线，对小分区采用砂袋临时围堰，围堰高度按吹砂高度控制，并设置吹填标高的标志。

图1　吹砂管线布设至吹砂施工现场图

3　长距离吹砂施工技术

3.1施工流程

按图2所示流程进行吹填砂施工。

图2　吹填砂施工工艺流程

3.2工作原理

（1）开工展布作业：船舶定位、摆动抛锚作业完成后，进行浮管连接作业，每50m设一浮灯，浮管抛锚完成后，两端分别与水上浮管连接接头及岸管连接头相连接；

（2）吹填作业：在泵砂船上设置吸砂泵、高压冲水泵及增压泵，通过高压冲水泵将泥仓中的泥砂冲成泥浆，通过吸砂泵和增压泵将泥砂吹入吹填区。

3.3施工机具配置

根据本工程的东江峡口闸供砂量，采用2艘泵砂船配合4条30cm吹砂管（含2条备用）进行平行吹填施工，施工设备参数及用途见表1。

表1　拟投入施工设备一览表

3.4吹砂管线铺设

（1）布置形式。吹砂管线尽可能采取直线形式布置，以避免因陡坡、急弯产生负压［7］。从泵砂船出来的长约30m管线布设在水面上，其余管线沿河岸陆地布置在陆地上。对于东江堤岸段，布设三条300mm钢质吹砂管及一条500mm混凝土管穿越，埋管结合峡口闸改造一起埋设，埋深为东江大堤路面以下1m处，如图3所示。

图3　长距离吹砂管线及加压泵布置示意图

（2）吹砂管之间的连接。泵砂管连接方式如图4示，水上段、连接段、陆上段的管线材料和工艺特点详述如下：

图4　泵砂管连接示意图

（1）水上吹砂管线的泵砂管由若干段钢管组成，钢管各节段之间通过法兰与橡胶防水垫圈密封连通；

（2）陆地上的非吹砂区域管线，平直段采用与水上管道相同的连接方式，非平直段由钢管和柔性管组合连通而成，并通过双道铁箍紧固；

（3）陆地上的吹砂区域管线由若干段 PVC管通过厂家定制的短PVC管固定紧固连接而成。

（3）注意事项：陆上管线的入口高程设在平均大潮高潮位之上，便于与浮管连接，排砂钢管法兰之间装设密封圈，管底的基础、衬垫物、支架必须牢固；水上管线应根据水流、风向布设成平滑的弧形，并抛锚固定。在水陆管线连接处和水下管线连接处应设双向管子锚和三向管子锚加以固定；在航道施工时，水上管线夜晚装灯显示，管子锚设置锚漂显示。

3.5围堰、沉砂池的设置

按吹填进度的需要分层设置围堰。在站场四周边按设计要求设砂被围堰，场内小分区分隔采用砂袋，砂袋按1～2排考虑。在吹填区与牵出线搅拌桩加固区边界采用砂包围堰，砂包中间填土，作隔水用，砂包高度随吹填高度分层堆筑，围堰宽度按3～5m考虑。

4　施工控制措施

4.1减少吹填砂流失量的措施

在管口处用砂袋围堰消能，以降低水流速度，减少被水流带走的砂量。经常观察泄水口排放余水的含砂量的变化，并定期取样测定排放水的含砂浓度。若含砂量较高，采取提高泄水口的高程的方法吹填砂的流失［8］。

4.2吹砂排水处理措施

吹填砂排水通过场区南侧设置的沉淀池沉淀合格后方可排入河涌，注意随时清理沉淀池，防止泥砂冲入河涌，造成河涌淤塞，合理处理沉淀池清淤的淤泥。堆载预压填筑期间，对附近水域进行实时水体污染监测，及时发现水质随施工的变化情况，并及时将监测结果报告当地行政主管部门，如遇异常应立即停工。

5　结论

（1）受东江峡口闸改建工程施工，峡口闸通航受限，原施工方案必须调整，本文根据施工场地实际情况，对原方案进行了调整，得出了一种适应沿海地区地质情况的长距离吹砂施工方案。

（2）提出了一套可行的“长距离吹砂系统”，解决了本工程吹填砂长距离压力消减而造成的吹填出砂量小、施工缓慢、施工成本高、施工工期长的技术难题，取得了良好的社会效益和经济效益，可作为今后类似工程施工时的参考。

参考文献：

［1］肖策. 水下吹填砂填筑路基施工技术［J］. 施工技术，2013，42（23）: 66-69.

［2］李战国，张务民，潘凤文等. 滨海吹填砂和淤泥路基的固化及施工研究［J］. 武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2012，36（2）: 252-256.

［3］张耀海. 软土路基吹填砂施工方法［J］. 广东建材，2010（5）: 78-82.

［4］姚忠玲. 曹妃甸工业区吹填砂土地基的处理研究［D］. 唐山:河北理工大学， 2008.

［5］张在忠，廖爱民. 湖区高填方路基吹砂填筑施工技术［J］. 企业技术开发，2006，25（6）: 36-37，49.

［6］孙卫平，陈德春，莫建波. 电吹船长距离管道吹砂施工效率研究［J］. 水运工程，2012，483（9）: 194-198.

［7］苗德山， 刘事莲， 张丽红. 中江高速公路吹（填）砂路基的设计与施工［J］. 施工技术，2003，79（3）: 14-18.

［8］侯靖东， 王国忠， 王德华. 吹砂填筑在滨江大道路基工程中的应用［J］. 城市道桥与防洪，2012（6）: 240-242，19.

（责任编辑：吴湘银）

中图分类号：U655.4

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.003

文章编号：1672–7304（2016）01–0008–03

作者简介：刘热强（1970-），男，湖南益阳人，教授级高级工程师，注册一级建造师，研究方向：市政、路桥施工技术管理。

Long-distance sand-blowing technology for complicated working site

LIU Re-qiang
（Architectural Engineering Construction Machinery Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510500）

Abstract:Aiming at Dongguan Dongcheng urban rapid rail depot construction site leveling hydraulic fill sand facing large and complex sites， long-range technical problems， blowing sand pump boat through scientific setting， the correct choice of blowing sand pipe material， reasonable laying pipelines， determining the actual pipe joints in the form and additional pressure pump， the rational allocation of related equipment developed a set of long-distance blowing sand system， and through scientific arrangement and strict control and other means of construction put in practice， effective solution to the reclamation of sand over long distances pressure reduction and reclamation caused a small amount of sand， construction is slow， high construction costs， long construction period of technical problems and the construction quality assurance， to ensure that the contract duration， so that enterprises have a significant social and economic benefits for the same type construction projects for reference.

Keywords:Large area； Complexity； Long distance； Sand-blowing