疏浚吹填项目填料缺口风险探讨

叶晓文，程 曦

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

引 言

在疏浚吹填设计中，一般包括计算疏浚、吹填工程量以及疏浚料中可以用于吹填的数量。本文以某实际工程为例，讨论投标阶段到施工阶段的疏浚吹填设计施工过程中遇到的填料相关风险及应对措施，供类似项目参考。

1 项目概况

本项目建设630 m 码头、堆场及配套设施。投标阶段计划的疏浚和吹填范围如图1 所示。

图1 疏浚和吹填范围示意

北侧粗实线表示的是疏浚区，设计高程为 -16.0 m，口门附近自然水深已满足设计要求，不需要疏浚；在港池内，只有斜线填充部分的需要开挖，其余区域的自然水深满足设计要求。南侧粗虚线区域为吹填区域，吹填交工高程分别为4.65 m 和5.5 m。在吹填区域有SW 泄湖，SW 泄湖有部分区域在码头结构下方，根据钻孔揭示的地质条件，泄湖内为淤泥，因此还需要对回填区域内的SW 泄湖淤泥进行开挖换填。为了减少疏浚吹填工程量的计算偏差，本项目基于Civil 3D 建立三维模型计算疏浚吹填工程量[1,2]。

2 风险因素

2.1 钻孔和物探

招标文件提供了钻孔共37 个，其中8 个钻孔分布在港池内，3 个钻孔分布在SW 泄湖内。为了更准确的了解地质情况，施工前补充70 个钻孔。

招标文件中提供部分区域的物探结果，物探范围如图2 所示，在港池东南角没有物探结果。

图2 物探范围结果

1）地质偏差

图3 SW 泄湖区的钻孔分布

在SW 泄湖区域，钻孔分布如图3 所示。招标文件提供了物探结果和三个钻孔资料BH-17(2016)、BH-18(2016)、BH-19(2016)，泄湖内从泥面往下存在较厚的软土。在三个钻孔位置，物探揭示的淤泥底高程与钻孔揭示的软土底高程比较接近。其余的钻孔为施工图阶段补充的钻孔，补充的钻孔揭示的软土底高程与物探的结果有较大的差距，如表1 所示。

表1 SW 泄湖钻孔与物探结果淤泥底高程差异

施工图阶段钻孔揭示的软土层更厚，经计算需要增加25 万m3软土开挖，相应地增加25 万m3回填。

2）钻孔位置偏差

在港池东南侧，招标文件只有 3 个钻孔BH-3(2012)、BH-6(2012)和BH-5(2016)，且无物探资料，如图2 和图4 所示，其余的钻孔为施工图阶段补充的钻孔。其中BH-3(2012)、BH-6(2012)均未发现软土，且BH-6(2012)揭示的土体是砂，细颗粒含量最大 6 %，是非常理想的吹填材料。而BH5-2016 位置的土体全是淤泥。

图4 港池东南侧钻孔分布示意

基于这三个钻孔情况，港池东南侧考虑按如图5 进行平面分区，BH-3(2012)和BH-6(2012)所在区域的疏浚料用于吹填，BH-5(2016)所在区域的疏浚料外抛。

图5 港池东南角疏浚分区

根据施工图阶段补充的钻孔，SG08、SG10、SG11 钻孔位置无软土，其余的钻孔软土的厚度如表2 所示。

表2 港池东南角施工图阶段钻孔淤泥厚度

表2 中钻孔SS10 揭示的软土厚度达26 m，其位于BH-6(2012)钻孔旁，与BH-6(2012)揭示的地质为低细颗粒含量的砂完全不同。结合表2 的钻孔来看，BH-6(2012)钻孔位置应该有误，并且可以判断图6 虚线区域港池部分从原泥面到设计高程-16 m为软土。对应图左侧分区内疏浚到设计高程-16 m有33 万m3淤泥，用于吹填的砂比投标阶段预计值少了33 万m3。

由于SG09 位于码头结构下方，根据结构稳定性要求和地基处理要求，码头下方和码头前沿线往港池30 m 范围内的软土需要换填。从港池设计高程往下开挖换填，增加开挖13 万m3。由于码头前沿外港池30 m 外的清淤边坡不需要全部回填，所以增加的回填量为11 万m3。

图6 港池东南角软土区

2.2 测图

在招标过程中，业主先提供了1 份地形水深测图，后在补充文件中提供了1 份地形水深测点数据文件，后提供的测点数据间距比第一份测图的点间距更密，生成的测图精度高。两份文件计算的疏浚工程量基本一致，第一份测图需要多填25 万m3，通过对比发现主要差异水陆交界附近存在两个区域高程差异较大，由于设计人员未能与现场踏勘人员做好沟通，未了解到现场实际情况，仅考虑到业主后提供的地形水深测点数据生成的地形图精度高，于是基于业主后提供的测点数据计算工程量用于投标。在施工阶段进行施工前测量，根据工期测量结果复核疏浚和吹填工程量，疏浚工程量与投标基本一致，但吹填工程量比投标的工程量多26 万m3，基本与标书测图和测点文件的回填量差异25 万m3接近，差异位置还是出现在水陆交界附近，是红树林区域，标书更新文件提供的这部分区域的测点可能为树顶高程。

2.3 预留沉降

钻孔揭示本工程位置的砂层为钙质砂，属于海洋生物成因的特殊岩土介质，在陆域设计高程的基础上预留沉降量为20 cm。在已吹填区域选取两块试验区进行地基处理试验，试验区1 的面积约 180 m2，地基处理前平均高程为5.7 m，地基处理完成后平均高程为5.43 m，平均沉降为27 cm；试验区2 的面积约120 m2，地基处理前平均高程为 5.69 m，地基处理完成后平均高程5.36 m，平均沉降为27 cm，投标预留的沉降满足不了设计高程要求。通过试验的反馈，调整预留沉降，约增加8 万m3填料。

2.4 吹填取砂方案

根据地基处理要求，陆域填料的细颗粒含量不能超过15 %[3]，从投标阶段的钻孔来看，疏浚料中细颗粒含量不超过15 %的砂的数量刚好能满足回填需求。标书提供的钻孔资料，港池内砂土细颗粒含量不超过15 %的土层比较厚，各个平面分区内分层开挖最多不超过3 层，分区内按15 %细颗粒含量进行分层计算工程量[4]和分层开挖具有可施工性。施工图阶段补充了较多钻孔，钻孔的深度方向上有很多细颗粒含量超过15 %的夹层，如按细颗粒含量不超过15 %进行分层，出现较多分层，相邻钻孔之间的分层也不具有连续性，实际施工也不具有可操作性。

3 应对措施

针对上述4 个风险因素，主要问题如下：1）填料存在较大缺口；2）港池疏浚分区内按15 %细颗粒含量分层开挖不具有可操作性。

图7 第一块吹填区取样分布示意

对于填料缺口问题，采取挖深港池和在港池外寻找取砂区，港池深挖区域离开影响码头前沿区域即可，通过评估现场设备能力，可以挖深到-22 m，另外根据港池外东北侧钻孔情况，考虑增加取砂区，港池深挖和港外取砂可满足吹填料缺口要求。

对于按15 %细颗粒含量分层开挖不具有可操作性问题，施工过程中按土的类别进行分层开挖吹填，只要钻孔揭示为砂的疏浚分区，分区内的疏浚料都用于吹填。本项目采用的是绞吸船，疏浚料吹填到陆上包含泥水和砂，细颗粒容易随水流流失[5]。在陆域形成区域分区进行吹填，在分区内从远离排水口位置开始逐步靠近排水口吹填，加大吹填管口流速，让淤泥汇集到排水口区域，并进行清淤处理。如图7 所示TB1 围堰往南与回填边界围起来的面积为第一块吹填区，进行了97 个位置吹填料的细颗粒含量检测，所有取样的细颗粒含量都小于10 %，具体情况如表3 所示。钻孔揭示的砂层的细颗粒含量平均为20 %，吹填后检测的平均细颗粒含量为1.6 %.

表3 细颗粒含量检测结果

4 结 语

1）钻孔、物探对疏浚料中可用于吹填的砂量影响较大，如有条件，应提前对吹填取料区关键位置进行勘察；如无条件，对于类似本工程情况，取料区存在泄湖，应结合测图，根据相邻钻孔来保守判断地质情况。强震区泄湖有可能是地震塌陷后淤积形成，泄湖内的表层土为软土的可能性大。

2）测图对吹填成陆所需填料量的影响较大，如有条件应进行标前测量；如无条件，应注意在现场踏勘过程中，根据现有道路或者建筑等的高程来对比判断水陆交界附近的测图高程是否合理。

3）对于特殊的岩土介质，如无类似的项目经验，则应考虑一定的风险预留。

4）对于吹填取料，按细颗粒含量对疏浚土进行分层开挖可能不具有可操作性，按土层类别分层开挖即可。用绞吸船吹填，虽然砂和细颗粒都一起吹填到成陆区，但是采取分区吹填、加大管口流速、排水口清淤等措施，可以有效降低填料的细颗粒含量。