吹填施工中纳泥匡围区专项防护措施分析

中交广州航道局有限公司，广东 广州 510000

1 工程概况

大丰港区为江苏苏北沿海三大深水港之一，处于苏北海岸线港口空白带的中心位置，大丰港区深水航道一期工程全长79.9km，其中疏浚工程长度约为22km，航道通航宽度为210～223m，挖槽宽度为200～213m，设计底标高为 -15.0～ -14.5m。

主要工作内容包括航道的疏浚工程施工以及实施上述工程所必需的临时工程及保修期的缺陷修复，合计疏浚断面工程量约为739.4万m3。

根据施工设计文件，该工程疏浚土质以粉细砂为主，疏浚物全部吹填至一期码头后方集装箱堆场匡围区，匡围区为514m×512m的长方形，面积约26.67hm2，吹填标高为+7.0m。吹泥管头布设在东侧围堰中部，排水口位于匡围区东南角。

2 工程要求

根据建设单位要求，因为该工程吹填开始前匡围区尚未竣工，为保证吹填施工过程中围堰的堰体安全，吹填施工单位需要做好匡围区的防护工作，避免对匡围区围堰的外侧护面、内侧袋装砂袋体和排水口出水口滩面造成破坏或冲刷。

3 工程重难点

根据建设单位要求，匡围区施工过程中围堰的防护重难点如下：（1）吹填施工过程中，吹填的泥沙可能会对已完工袋装砂围堰造成破坏；（2）根据现场实际情况，目前匡围区的排水口为单根钢管（直径为1.4m），排水流量较大时，可能冲刷破坏排水口周围区域。

4 吹填施工排水情况

根据该工程施工进度及施工效率，耙吸船艏吹单船次施工周期时间约为6h，其中艏吹施工时间约为1h，结合耙吸船施工数据，单船次吹填泥沙和水总量约为10000m3，其中泥沙含量约为4000m3，进水量约为6000m3。

根据现场实际情况，匡围区的排水口为单根直径为1.4m的钢管，排水流速约为1.5m/s，管口面积约为3.14×(1.4÷2)2=1.5386m2，管口系数预估0.5，排水口输泥生产率约为1.5×1.5386×3600×0.5=4154m3/h。艏吹间隔时间为5h，此时间段总排水量约为4154×5=20770m3，远大于单船吹填进水量10000m3，满足吹填排水要求。

5 吹填施工防护措施

5.1 艏吹管线爬坡段防护

施工前进行施工放样，确定沉管上岸位置，沉管与艏吹管头之间采用橡胶软管连接，并在管线与护面之间填筑部分吹填砂，避免管线对外侧护面的破坏。爬坡管布置如图1所示。

图1 爬坡管布置示意图

5.2 艏吹管线过路段防护

由于艏吹管线需要跨越匡围区围堰顶部的道路，在不破坏原有围堰道路稳定性的前提下，对过路管线采取填土覆盖并压实的方式，以保证道路的通行。

艏吹管线的直径为700mm，为防止车辆通过管线覆盖区域坡度过大以及对管线的磨损，对管线覆盖土坡的坡度不小于1∶5，且至少保证管线上方有200mm土层覆盖。

5.3 艏吹管线管头防护

参考匡围区设计图纸，匡围区底面现状标高为-0.35m（高程为85m），围堰实际高度约为+6.8m，围堰内侧边坡比为1∶1。为避免吹填泥沙对现状围堰基础的冲击破坏，使艏吹管线管头在匡围区内伸出8m左右，并跨越围堰底部，同时在围堰内侧表面堆砌一定高度的袋装砂对围堰进行保护。为防止吹填泥沙对匡围区内现状地面的冲击破坏，在管头下前方铺设栅栏板或浮桶，降低吹填泥沙对匡围区内现状地面的冲击破坏。艏吹管线管头防护布置如图2所示。

图2 艏吹管线管头防护布置示意图

5.4 排水口内侧防护

为减缓排水口出水流速及增加吹填泥沙沉淀时间，减少泥沙流失，在综合考虑各种因素的情况下，吹填施工开始前，在排水口内侧利用袋装砂构筑半径10m、底宽10m的溢流式袋装砂围堰，并随吹填进度逐层加高。袋装砂围堰主要是借助细砂与土体混合之后的排水固结作用，即通过高压泵冲、泥浆泵吸将细砂、土体及水的混合体通过皮龙管输送到土工模袋中，一边滤水，一边填料，经排水固结，砂浆会形成紧密的砂埂，按照预先设计好的围堰尺寸分层分段堆砌成围堰，以此达到阻隔水流的目的。

同时，在溢流式围堰与排水口之间、排水管堤内口下方及周边区域的原始泥面上铺设软体排，减少吹填尾水溢流时对泥面的冲刷，避免溢流式围堰穿孔漏水。在施工过程中，实时关注溢流式围堰与匡围区围堰搭接处的过水情况，一旦发现异常情况，如溃堰、穿孔等，立即通知船舶停止艏吹施工，并采取加固措施，确认异常情况消除后再通知耙吸船恢复施工。匡围区排水口内侧溢流式围堰平面布置如图3所示。

图3 匡围区排水口内侧溢流式围堰平面布置图（单位：m）

5.5 排水口外侧防护

在排水口外侧用废栅栏板铺在滩面上，制作10m×15m的护底，减少排出的吹填水对滩面的冲刷。同时利用袋装砂在排水口管头前方呈“喇叭口”构筑长10m、宽2m、高2m的临时围堰，防止吹填水对排水口两侧滩面的冲刷。

5.6 匡围区内临时隔堰

在施工过程中，利用现有的吹填泥沙，在排泥管头南侧构筑一条东西方向，长、宽、高分别为400m、2m、1.5m的临时隔堰，吹填上岸的泥浆将在围堰的阻挡作用下自北侧区域绕过临时隔堰再流至南侧区域，泥浆流程从初始200m增加至1000m，减缓了泥浆流速，延长了粉细砂的沉淀时间，确保围堰的安全稳固，极大地减少了泥沙流失。

5.7 匡围区吹填标高监测点布置

吹填施工过程中根据施工进度对匡围区吹填量进行监测、分析，确保围堰安全。通过在匡围区内设置6个监测点，严密控制吹填平整度和吹填标高。监测测量主要采用RTKDGPS，在“固定解”模式下进行。测量作业前必须在控制点上进行GPS比对，比对结果合格后，方可进行测量作业。当监测点采集数据时，对中杆上水准气泡要居中，才能采集相应点的三维坐标，然后导入CAD成图。定期对吹填施工进度进行测量，每7d左右测量1次，测量完成后做好数据记录和测量台账，实时监控吹填标高并根据测量情况对吹填管头位置进行调整。

6 结束语

综上所述，在疏浚吹填施工过程中对纳泥匡围区进行针对性的专项防护，不仅有利于纳泥匡围区的围堰安全，减少安全事故的发生，且通过修筑排水口袋装砂围堰和临时隔堰，极大地增加了泥浆的流程，延长了粉细砂的沉淀时间，减少了泥沙流失量，确保工程吹填施工的顺利进行。由于排出尾水的泥沙含量较低，明显减少了对周边生态环境的破坏，对类似工程具有一定的借鉴指导意义。