龙湾二期3#围区涂面整理二阶段工程隔堤堤基施工难点分析及解决方案

◎ 段建强 上海交通建设总承包有限公司

1.工程概况

本工程位于温州市龙湾二期3#围区内，涂面整理总面积201万m，交工标高为+3.50m，工程内容主要包括隔堤工程、吹填工程、地基处理工程及回填工程。

为了满足吹填成陆的需要，本工程布置3条隔堤（隔堤等级为5级建筑物），隔堤主要采用抛石+袋装砂的结构型式，为了保证隔堤的整体稳定性，堤基部分采用排水固结法（30KN有纺土工布+80cm碎石垫层+塑料排水板）进行施工。

2.隔堤堤基部分施工难点分析

2.1 地基部分土质差

隔堤地基土层30m以内主要为高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度的淤泥和淤泥质土，工程地质条件差，特别是原状土表层0.6～0.85m左右（局部设计值达到1.5m）及龙湾二期主堤施工闭气土方时开挖的取土坑（最深处实测值达4m左右）新近沉积的流泥（含水率≥85%），工程地质条件极差。由于地基基础承载力很低，难以满足运输车、挖掘机等机械设备对承载力的要求，碎石陆上摊铺施工难度大。

2.2 围区内水深条件差

根据设计要求，整个隔堤采取的是陆上施工工艺，但是受制于围区上游的河道来水及下游的瓯飞一期工程共同的影响，围区内水位一直稳定在+0.5～1.0m（国家85高程），受此影响，除了2#隔堤及1#隔堤部分区域露出水面之外，其余隔堤施工区域均没入水下，尤其是3#隔堤局部水深达1.5～2.5m，并且水深呈现着“西浅东深”，3#隔堤轴线两侧水深差别较大，按照设计要求的碎石厚度（80cm厚）绝大部分区域难以陆上施工，此外，由于3#围区为一个封闭的施工区域，主堤及河道上的闸均不具备通航条件，加之围区特殊的水深条件，本工程也无法采用船舶施工工艺。

2.3 碎石施工进度制约因素多

除了上述2.1,2.2条因素影响着碎石施工进度之外，由于本工程隔堤总长度超过3km，若待碎石全部施工结束后再施工下道工序，工期势必受到很大影响，所以本工程将采用“碎石垫层+排水板+第一层抛石”差拍流水作业，流水步距安排的合理性将直接制约着碎石施工进度，碎石施工进度反过来也会制约着其他工序的施工进度。

3.解决方案

3.1 碎石施工工艺的选择

通过以上的难点分析，本工程隔堤地基部分施工难度最大的部分在于碎石垫层施工，一旦此问题得到了很好的解决，本工程将能够顺利进行，本工程中项目部就碎石垫层施工共采用了两种施工工艺，分别如下：

3.1.1 工艺一：中心区域先行堆载+挖掘机扒开、整平

由于项目部在此类施工经验存在一定的不足，项目部首先邀请了本项目的总监来指导项目施工，其提出在附近的一带区域的工程常采用的施工工艺：根据设计断面计算好该断面的设计工程量，然后将此段的碎石全部集中在断面的中心区域，这样重载车（载重30t以下）有足够厚度的碎石作为基础，可以顺利向前推进，待完成一个单元工程的碎石抛填量，由挖掘机将碎石从中心区域向两侧进行摊铺、整平（工艺简图如下：图1）。

图1 工艺一：碎石施工工艺简图

根据指导方案，项目部立即开始进行2#隔堤施工，在基础较好的区域，此方案存在较强的可行性。

但是随着堤身的不断向前推进，地质开始变得松软后，由于中心区域碎石厚度较厚，加上重载车辆的来回通行，造成中心区域沉陷较大，碎石扒开后，为了确保碎石的整体厚度满足设计要求，隔堤中心区域出现了凹槽，凹槽的出现直接导致了后续的排水板施工质量和安全管理工作存在了较大的难度。

期间项目部虽然通过将载重30t的车辆改换为15t左右，此问题仍然没有较好的改善。所以，此工艺在2#隔堤施工结束之后立即停用。

3.1.2 工艺二：全断面推进+挖掘机整平

由于工艺一对于本工程施工存在一定的局限性，项目部经过充分讨论并借鉴于软件处理时覆盖砂垫层的经验，决定采取下述施工工艺：碎石先由重载车运输至现场临时存放点，然后采用小型运输车（根据情况配合使用路基板）倒运至施工区域，卸载后由小型挖掘机整平，确保每个断面几乎保持着全断面的推进（后期根据施工流水作业的要求，改为半副宽全断面推进）。此方案可以最大限度的减少挤淤不均匀导致碎石垫层厚度、平整度难以满足排水板施打要求。

由于工艺一时，项目部选取过载重15t的运输车辆，发现沉陷情况仍然较为严重，项目部借鉴于地基处理覆盖砂垫层经验，选取了两种车型：一种为载重5t左右农用运输车“小金刚”，另一种为载重1～2t小型运输车。

根据项目部的实验结果，对比两种车辆的优缺点，项目部最终选取小型运输车辆（配备薄路基板）作为本工程碎石倒驳车辆。

工艺二很好的解决了工艺一在本工程使用存在的一些问题，较好的适应了本工程地基碎石垫层施工，顺利的保障了工程的推进。

施工时，注意不能在局部区域堆载过多碎石，每小车石料卸载过后，若出现端头土工布下淤泥包鼓包严重，应该立即用挖掘机将后方多余的碎石翻至鼓包处进行压载，以最大程度的减少碎石沉陷，满足设计要求的前提下尽量减少碎石垫层厚度，减少碎石的损耗。

3.2 “流水步距”的确定

3.2.1 碎石垫层、排水板及第一层抛石之间的施工安排

根据常规的施工方案，一个单元工程（100m）的碎石垫层施工结束并经过监理、业主验收合格后开始进行排水板施工，排水板施工结束并经过监理、业主及设计验收后再进行抛石施工，此三道工序紧密结合，但是也存在着相互制约，碎石等在施工下一个单元工程是存在着一定的时间间隔，以本工程3#隔堤为例，一个单元工程的施工周期为10天，其中碎石施工4天，排水板施工4天，抛石施工2天，由此可知碎石垫层的施工时间间隔高达6天。为了最大程度的缩短施工的时间间隔，保障各工序之间的“流水施工”，项目部经过和监理、业主及设计充分讨论后，由于堤身碎石垫层部分宽度高达48m，决定采用半幅宽推进的方式进行施工，即首先进行堤身半副碎石施工，半副推进100m进行工序报验并经现场验收确认，确认后进行排水板施工，半副排水板施工结束后进行抛石施工，在排水板、抛石施工的同时进行另外半副的碎石垫层施工，待碎石垫层施工结束后，排水板机械转移至该半副进行施工，已完成的抛石区域将作为碎石垫层的临时堆场，方便碎石的下一单元施工作业。根据现场测算，一个单元的半副流水施工总耗时5.5天，其中碎石2天，排水板2天，抛石1.5天，用此方法碎石垫层施工时间间隔缩短为1.5天。

3.2.2 “流水步距”的确定

根据上述的施工安排，流水步距的合理性直接关乎着现场施工效率是否能够最大化，为此，项目部现场选择了四种流水步距进行对比分析，并进行了现场试验，结果见表1。

表1 四种“流水步距”对比分析表

说明：（1）50m步距排水板施工，由于施工机械需要频繁的掉头，时间利用率较低，耗时较长；（2）碎石垫层随着施工步距的加长，小型运输车运距增长，经过现场实际测算，100m以内为最佳运距，150m时效率降低30%,200m运距时效率降低50%。

根据现场试验结果及对比分析，项目部最终确定流水步距为100米。

3.3 水位问题

由于本工程计划的施工期内，围区的水位受外界因素的影响，基本上维持在0.5～1.0m（国家85高程）左右，根据原始滩面情况，1#堤1G 0+200 往大桩号方向、3#隔堤大部分区域水深基本上维持在1.0～2.0 m 之间，局部深处达到3～4m左右，根据现场实际的水深条件及勘查情况，项目部采取了两种解决方案，分别如下。

3.3.1 增加碎石厚度

设计交底会之初，项目部曾就提出，目前的水深条件（+1.0m）碎石80cm厚部分区域无法出水，不但后续的排水板施工难以继续，碎石本身施工也存在着问题，会议讨论决定，部分区域可以根据水深条件适当的增加碎石厚度。

实际施工时，对于1 # 隔堤1G 0+200 往大桩号方向及3#隔堤3G1+150～3G1+866段，根据围区水位情况，适当的增加部分区域的碎石厚度，此外，为了确保排水板的顺利施打，碎石垫层的厚度必须控制在2m以内，同时也必须确保排水板施工机械涉水作业区域的水深不超过10cm。

3.3.2 局部变更为袋装砂

根据设计图纸及实测水深情况，3#隔堤3G1+150～3G0+550段堤轴线外侧水深深达2.5～3m左右，此处若进行碎石施工，考虑到沉陷等因素，碎石厚度预计铺设3.5～4.0m左右，在此厚度下排水板将无法进行施工。为了保证工程的顺利推进，项目部提出了将此段变更为袋装砂施工，一是袋装砂施工对地形适应性较强，比较适合3#隔堤轴线内外侧地质状况不均匀的情况，二是排水板施工机械穿透袋装砂被的能力强，排水板可以有效进行施工，三是袋装砂施工和其余段的碎石施工可以同步进行，可以加快工程的进展，四是利用业主现有的砂源，节约工程投资。

3.4 地质基础差的区域

1#隔堤施工结束之后，开始转角进行3#隔堤施工，施工中发现，3#隔堤轴线以东土质非常松软，碎石施工了4m后仍然无法出水，甚至于出现了浮泥层倒灌的现象。

2017年7月11日，业主、设计、监理及施工单位四方勘查现场并召开专题会议，初步认为是由原龙湾主堤施工闭气土方时取土形成的取土坑，设计地勘时勘查范围有限，未能探测到该区域，会议决定由施工单位先行进行初步地勘并进行土样分析。7月18日，项目部完成3G0+000～3G0+400段地勘并进行了初步分析，分析得出该区域流泥层厚度在3.5～4.0m左右，远超过设计1.5m，同时，已完成的袋装砂段亦出现了外侧下陷的情况。

7月27日，经过月度监理例会专题讨论后，业主决定对3#隔堤3G0+000～3G1+000段进行设计变更，最终设计变更方案定为：堤线内移 12m，在外侧增设抛石棱体，顶高程 1.0m，宽 9.0m，同时将原镇压平台外半部分降低至 1.0m 高程，与抛石棱体组成二级镇压平台。

3.5 变更后的碎石施工工艺

根据设计变更方案，项目部也立即着手开始研究变更后的碎石施工方案，最终确定为：长臂挖掘机抛洒+小型挖掘机整平的方式。具体为先由自卸车将碎石运输至已完成的抛石面，碎石基本上沿着已完成的抛石堤均匀存放，然后由长臂挖掘机在堤顶将碎石抛洒至吹填侧，然后再利用小型挖掘机进行整平即可。

4.结束语

由于沿海地区砂资源分布的不均衡，同时，国家加大海洋环保治理力度，砂资源出现了进一步的匮乏，近些年来，浙江沿海一带涂面整理工程等普遍采用了碎石垫层+排水板组合的方式进行地基加固，由于在软基及超软基利用此类组合方式进行地基加固尚缺乏可以借鉴的经验，通过本工程的不断探索，总结出了一些相关的施工经验，并就碎石垫层的适用性做了定性分析，对于此后类似工程施工起到了一定的借鉴和指导意义。