吸运吹施工工艺在滩涂浅海工程的应用

廖曾平 邓建林

摘 要：滩涂浅海区域水深条件不佳，且常常存在砂源不足的情况，需制定有效施工工艺解决该类问题。本文通过南通港吕四港区进港航道及港池疏浚（三夹沙吹填）工程TZWCT-SG2合同段的实例应用，介绍吸运吹施工工艺的实施情况，解决滩涂及浅海地带施工区砂源不足、工程进度要求高的施工项目，为类似工程提供借鉴。

关键词：滩涂及浅海地带 砂源缺乏 吸运吹 船机配备 方案实施 砂源控制

1.工程概况

工程建设地点为江苏省南通市通州湾滨海园区，项目西临老海堤，南邻团结新闸下游港道。二标段施工内容包括上延航道锚地疏浚、主海堤填筑、内港池围堰填筑、内港池处主海堤处破除防护、临时支航道疏浚及相应吹填区主围堰吹填侧边坡防护及为实施工程所必须的临时排水沟工程的施工海堤堤身结构。堤身结构采用土工编织袋充填棱体筑堤，内侧吹填堤心散沙，砂源需求量约120万方，施工區属于滩涂及浅海地带，临近区域砂源不足无法直接就地取砂施工，砂源取沙区距离施工区约20公里。

2.工程特点难点

（1）本工程砂源需求量大。

（2）附近区域砂源不足、运距远，常规施工工艺无法实施，无法采用泥浆泵或吸砂船舶直接取沙施工。

（3）临时运砂通道水深不足。沿途进场航道风浪条件较差，且有浅水区，大型船舶无法进场施工，小型船舶需要候潮施工。

3.确定方案

为了工程顺利实施，需选择合理工艺确保砂源供应质量及效率，保证汛期前完成砂源供应，在砂源需求量大、运距远、大型船舶不具备施工的情况下，采用“吸、运、吹”的工艺进行施工，方可确保工程顺利完成。

“吸、运、吹”施工方法主要分为三大步骤：

（1）吸砂船舶在取土区就位，运输船舶靠泊，由吸船船采砂并通过吹泥管线将沙土吹至运输船的船舱内，为确保航线安全，必须严格控制装载量。

（2）运输船舶装载完毕，从取土区运输至吹填区围堤外侧，在运输过程需根据潮水作业，低潮位时在进场航道口门外抛锚候潮，高潮位时运输进港。

（3）运输船舶在抵达施工区围堤外侧后，停靠在吹砂船边，吹砂船舶将吸砂管线放入运输船的船舱内，并将沙土吹填至指定位置。

4.船机配备

4.1主要设备

（1）吸沙船：①数量根据船舶吸砂工效、砂源供应量等确定；②主要作用为浅海区域取砂施工，取砂后直接灌入运砂船舶，砂源主要以砂性土为主；③船机参数：船舶大小约为45m×8m（长×宽），吃水约2.5m，船舶人员3-5人不等，船舶总吨位约400t。

（2）运砂船：①数量根据日常砂源需求量、运输距离等确定；②主要作用为运输砂源；③船机参数：船舶大小约为70m×10m（长×宽），船舶人员3-5人不等，船舶总吨位约1800t，满载约1000方，满载吃水约3.5m，满载航速4节，空载吃水约1.3m，空载航速约7节。

（3）吹砂船：①数量根据船舶吹砂工效、砂源供应量确定；②主要作用为将运砂船舶的砂源转吹到指定区段；③船机参数：船舶大小约为45m×8m（长×宽），吃水约2.5m，船舶人员3-5人不等，船舶总吨位约400t。

根据现场条件及运输距离，一组吸运吹设备配备吸砂船1艘、吹砂船1艘、运输船4艘。

4.2设备性能及工效分析

（1）吸砂船

吸砂船也称吸砂平台，非自航船，利用吸砂泵将砂性土由管道输送到运砂船船舱内，吸砂工效约为400方/h。根据实际施工条件，考虑自然因素、船机维修、生产性停歇等因素影响，正常情况下每日实际工作时间约为15h～20h，实际生产能力为6000～8000方/d。

（2）运砂船

每艘运输驳船装载能力约为1000方，满载航速4节，空载航速7节，运距按15海里计算，生产能力约为2000方/d.艘。

（3）吹砂船

吹砂船船机类型与吸砂船舶类似，非自航船，吹砂船抛锚固定，占用水域面积较小，从驳船船舱内吸砂输送，吹排砂浓度较高，一般为20%左右，吹砂距离可达到2km，吹砂效率约为300方/h。根据实际施工条件，考虑自然因素、船机维修、生产性停歇等因素影响，正常情况下每日实际工作时间约为20h，实际生产能力为6000方/d。

吹砂船采用φ350mm塑料胶皮管线进行泥沙输送，在临近施工区域时，在管线末端增加分流装置，一般增加分流阀，分流阀分6～8个6寸小型管线，便于将泥沙均分到各输送小管线，并直接用于充灌砂袋，距离较远时可增加接力泵进行输送。

5.施工工艺流程

见图1。

6.方案实施

（1）测量放样确定施工位置。

（2）选定取砂位置。原则上遵循设计图纸规定的取砂区域，如砂源不足，需要另行寻找取砂区并对土质进行钻探取样及分析，形成书面土质勘测报告，报监理业主审批后方可实施。

（3）确定船机设备。根据每天计划施工强度、运输距离、运输航线水深条件、候潮作业时间及气候影响等确定船舶设备配备，在正式开工前将船机设备有关资料上报海事部门审查或召开专项评审会，确保参与施工的船机设备符合海上施工有关要求。

（4）架设吹砂管线。

吹砂管线主要包含潜管、水上管、陆上管等三种，管线直径一般均为φ350mm。

①潜管：吹填管线过航道、港池及渔民下海通道时，采用潜管排泥，尽量采取措施不影响正常交通、航运。

②水上管：在每个区域内，根据选定的位置布设水上排砂管，水上排砂管使用水上浮筒安装。

③陆地管：布置陆地上排砂管，陆上排砂管敷设时，管底采用砂包作衬垫，接口紧密、紧固处理。

（5）吸砂船舶在取土区就位，运输船舶靠泊，由吸砂船采砂并通过吹泥管线将沙土吹至運输船的船舱内，为确保航线安全，必须严格控制装载量。

（6）运输船舶装载完毕，从取土区运输至吹填区围堤外侧，在运输过程需根据潮水作业，低潮位时在进场航道口门外抛锚候潮，高潮位时运输进港。

（7）运输船舶在抵达施工区围堤外侧后，停靠在吹砂船傍边，吹砂船舶将吸砂管线放入运输船的船舱内，并结合高压水枪将沙土吹填至指定位置。

7.实施效果

在确定施工方案、明确船舶配备及合规性后，吸砂、运砂、吹砂为一体的“吸运吹”施工工艺得到有效实施，受候潮施工、船机干扰等因素影响，实际每组吸运吹可完成4000～6000m3/d，根据气象资料统计，平均每月实际可施工时间在22-25天，每组吸运吹可完成产量为88000～132000m3/月，为确保工程顺利实施，按此效率投入了4组吸运吹可满足施工要求，有效提高了施工进度，顺利按要求于汛期前完成施工任务，避免了汛期小型船舶在海上施工可能存在的安全风险，工程进度及质量得到相关部门一致认可，为南通通州湾江海联动示范区的建设做出贡献。

8.结束语

在滩涂及浅海地带临近区域砂源不足无法直接就地取砂施工的情况下，采用吸砂船吸砂、运输船舶运砂、吹砂船吹砂的工艺，解决了施工区砂源不足的情况，并能较好完成施工任务，实施过程需做好砂源质量控制：

（1）吸砂过程砂质控制。吸砂船舶进入指定取砂区后，根据取砂区砂层厚度钻探资料，结合吸砂船自身工艺，合理控制吸砂深度，发现砂源与设计要求的砂质不符合时，吸砂船要及时调整取砂位置，对已装上运输船舶而不符合设计要求的沙土，要及时清舱，重新装船。

（2）吹砂过程砂质控制。当运输船舶将泥砂运至吹砂船傍边时，由技术人员负责对砂质再次进行检查，对不符合砂质要求的运输船舶，及时退回清舱处理，重新装砂。

（3）陆上砂质控制。按设计要求在围堤施工现场按规定频率进行取样送检，交有资质单位进行砂样分析，确保砂质质量满足设计要求。

（4）组建一个吹砂管线组，具体负责管线的布设、延伸及拼接工作，在施工前，由项目总工向管线组详细讲解管线布设的要求，对主管线、分支管线等的注意事项进行全面交底，使管线铺设满足施工要求，并避免因沟通不顺畅而造成泥沙流失。

参考文献：

[1]《海港水文规范》（JTS145-2-2013）；[2]《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）.

[3]《疏浚与吹填工程质量检验标准》（JTJ324-2006）.

[4]《滩涂治理工程技术规范》（SL389-2008）.

[5]《土工合成材料应用技术规范》（GB/ T50290-2014）.

[6]《疏浚与吹填工程技术规范》（SL17-2014）.

[7]南通港吕四港区进港航道及港池疏浚（三夹沙吹填）工程施工图设计（南通市水利勘测设计研究院有限公司）.

[8]吕四港区10万吨级上延航道疏浚方案研究及其图纸（江苏省交通规划设计院股份有限公司）.