圍涂工程水上塑料排水板施工

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摘  要：陸上塑料排水帶作為軟土地基排水加固處理方法，目前廣泛應(yīng)用于公路、水利等地基處理工程。但水上的塑料排水板施工由于受施工機(jī)械、水深、潮流、波浪等因素的影響，施工難度大，施工質(zhì)量不易控制，工程實(shí)例尚不多。本文結(jié)合浙江省溫州半島淺灘圍涂工程施工，介紹了水上塑料排水板的施工設(shè)備和施工工藝，以供同行參考并指正。
    關(guān)鍵詞：塑料排水帶  插板船  水上插板

    一、工程概況
    溫州半島淺灘工程位于甌江口外，介于靈昆島東灘（屬溫州市龍灣區(qū)）和霓嶼島（屬溫州市洞頭縣）之間，是甌江河口區(qū)域內(nèi)發(fā)育較為完整、規(guī)模最大的灘涂資源。近百年來不斷緩慢淤積延伸，現(xiàn)在灘面長13.5km，寬3.5km，坡降0.4～10.68‰，面積6.5萬畝，其中在平均潮位以上的有3.2萬畝。
    海堤堤線總長約13.5km，總造價(jià)達(dá)4億，堤身結(jié)構(gòu)為拋石堤結(jié)構(gòu)，堤兩側(cè)設(shè)1～2級鎮(zhèn)壓平臺(tái)，堤兩側(cè)邊坡采用表層大塊石、灌砌塊石及砼異型塊體護(hù)面結(jié)構(gòu)。
    堤身基礎(chǔ)處理采用塑料排水法、土工布加碎石墊層的復(fù)合加固法，并結(jié)合壓載處理方法。本工程堤基采用排水板間距1.4～1.5m，梅花型布置，插入涂面下16～22m，插板區(qū)寬度為20～57m。
    二、施工設(shè)備
    由于目前國內(nèi)無專用完備的水上插板施工船舶，所以本工程施工所用的插板船為自制的施工船舶。船體系非航式連體作業(yè)船，由兩個(gè)片體與首尾抗扭箱構(gòu)成一個(gè)長方形的施工區(qū)域。該船總長40m，總寬16m，型深3.0m，吃水深度為1.6m，排水量為300t，中間施工區(qū)域尺寸為28m×10m。
    船首尾甲板左右配5t的臥式電動(dòng)起錨機(jī)和400kg的霍爾錨各4門，錨索采用200m×4的鋼絲繩（φ22.5），作為船只的定位和移動(dòng)裝置。
    塑料排水帶插設(shè)裝置為門架式立柱打設(shè)機(jī)。該設(shè)備安放在作業(yè)船上，在施工區(qū)域可進(jìn)行縱向和橫向移動(dòng)，總高度為32m，總長度為9m，跨度為12m，能夠滿足插入涂面以下27m深的要求。由于考慮到水上插板一般地處沿海地區(qū)，每年7-9月份受臺(tái)風(fēng)影響極大，所以設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)架子可以躺倒放置在船上，便于避風(fēng)，作業(yè)時(shí)可再將其豎起。
    水上定位裝置采用先進(jìn)的GPS實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)，由3臺(tái)高精度GPS組成。該系統(tǒng)實(shí)行全電腦操作，不僅接收信息快，而且不受天氣、風(fēng)浪的影響，可在24小時(shí)全天候定位作業(yè)。
    三、施工方法
    1、水上插板的工藝流程：船體定位→樁機(jī)移動(dòng)就位→安裝管靴→沉設(shè)套管至設(shè)計(jì)底標(biāo)高→提升套管至碎石墊層表面以上20cm→剪板→沉管提至水面重新裝帶→樁機(jī)移動(dòng)就位→重復(fù)排水板插設(shè)。
    2、船體定位：首先在岸上選一不易破壞的已知坐標(biāo)點(diǎn)，在其上放置1臺(tái)GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站（用于接收衛(wèi)星和發(fā)射坐標(biāo)點(diǎn)信號），再在插板船首尾各放置一臺(tái)GPS接收機(jī)作為移動(dòng)站（用于接收衛(wèi)星和基準(zhǔn)站發(fā)射出的信號）。然后在電腦上輸入施工區(qū)域平面圖及控制點(diǎn)的實(shí)地坐標(biāo)和船舶施工區(qū)域尺寸，根據(jù)每條船的施工空間進(jìn)行船位劃分，并直接顯示在電腦屏幕上。這樣移動(dòng)船位時(shí)只要用4臺(tái)錨機(jī)絞動(dòng)船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時(shí)，說明船舶已準(zhǔn)確就位。在潮水位漲落時(shí)可根據(jù)電腦屏幕顯示船位情況，隨時(shí)調(diào)整錨纜，復(fù)核船體定位位置，確保施工時(shí)塑料排水板樁平面位置準(zhǔn)確。該系統(tǒng)的定位精度達(dá)到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機(jī)定位：其定位方法為機(jī)械定位，精度能控制在1cm以內(nèi)。在施工時(shí)先按每支樁的間距及布置形式在28m×10m的施工區(qū)域范圍內(nèi)劃分出總排數(shù)（縱向）和每排的支數(shù)（橫向）。然后移動(dòng)插設(shè)機(jī)大平臺(tái)進(jìn)行縱向定位，當(dāng)定位指針與縱向定位刻度重合時(shí)說明定位準(zhǔn)確，在大平臺(tái)定位準(zhǔn)確后開動(dòng)小車平臺(tái)進(jìn)行橫向單支定位。這樣完成全船的插設(shè)支數(shù)以后，再進(jìn)行下一船的定位。
    3、塑料排水帶插設(shè)：采用套管法施工，插板機(jī)立柱上安裝有圓形套管，套管內(nèi)穿排水板。當(dāng)船體完成定位后，用振動(dòng)錘（3t）將穿好樁靴的套管連同排水板一起打入土中，至設(shè)計(jì)標(biāo)高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務(wù)后，再移動(dòng)船位進(jìn)行下一段插設(shè)。
    4、水下剪板和裝靴工藝：樁靴采用萬能節(jié)，當(dāng)套管上拔時(shí)樁靴會(huì)自動(dòng)脫開，而此時(shí)的塑料排水板由于受泥土的阻力被固定在淤泥中，套管拔出水面后用長柄割刀將排水板割斷。然后重復(fù)插設(shè)下一根塑料排水板。
    四、質(zhì)量控制
    1、位置控制: 用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行插板船位置定位，再按插板船施工空間（28m×10m）內(nèi)的板位標(biāo)記進(jìn)行板位定位。
    2、深度控制: 在樁機(jī)沉管上刻上刻度線，使打插深度一目了然。以沉管入土深度控制塑料排水板的插設(shè)底高程，即控制排水板的插設(shè)長度。每30分鐘測量一次水深，確保打插排水板的底高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
    3、垂直度控制: 用掛線隨時(shí)檢測沉管的傾斜度，調(diào)整樁機(jī)垂直度。
    4、回帶控制:直觀上看，沉管上提，如果有回帶，則回帶時(shí)，能看到在沉管的板帶入口處的排水板帶與沉管口沒有相對位移，而此時(shí)的沉管上提高度亦正好是回帶長度，如果此長度超過50cm，應(yīng)在邊上補(bǔ)打一根。
    5、排水板搭接: 板帶搭接長度≥20cm，采用濾膜內(nèi)平搭接的施工方法，把兩根排水板帶的板頭的濾膜剝開，把板芯平搭接，再把濾膜套接，用釘書釘釘牢，使板帶接頭搭接平順，保證排水暢通。
    五、施工情況
    1、溫州半島淺灘一期圍涂工程水上插板任務(wù)約600萬m，工期10個(gè)月。平均每艘船產(chǎn)量約為1萬m/臺(tái).日，插設(shè)過程平均每根排水板循環(huán)時(shí)間為3分鐘，每次船體定位時(shí)間約20分鐘，一次拋錨可在30m×100m范圍內(nèi)移動(dòng)船位。
    2、施工中存在的問題及解決辦法
    ①由于工程地處浙江東南沿海歐江口區(qū)，6-8級大風(fēng)為經(jīng)常性天氣，風(fēng)大易將露在套管外的塑料排水板刮起飄揚(yáng)，極易使排水板扭曲、破損，甚至斷裂，影響施工速度和工程質(zhì)量。
    解決辦法：用φ8的圓鋼做成φ200的圓環(huán)，并用軟繩將圓環(huán)每隔1m連成環(huán)套，將套管和塑料排水板套在中間，有效的控制了排水板的飄動(dòng)，使在7級大風(fēng)天氣插板照常施工。
    ②工程起初階段排水板回帶的檢測要求采用自動(dòng)記錄儀，但由于水上插板地處海上，大風(fēng)天氣居多，自動(dòng)記錄儀無法有效的記錄回帶長度。
    解決辦法：我們通過研究地質(zhì)資料，發(fā)現(xiàn)本工程地基-32.70高程以上基本上為淤泥和淤泥質(zhì)粘土，砂質(zhì)土幾乎沒有，套管上提時(shí)土體對排水板的粘滯力較強(qiáng)。通過試驗(yàn)，我們對每個(gè)不同斷面深度的排水板進(jìn)行試打，并逐根進(jìn)行人工檢測回帶長度，發(fā)現(xiàn)如果樁靴密封良好，插設(shè)時(shí)套管內(nèi)不擠入淤泥，排水板一般不存在回帶現(xiàn)象，如有回帶一般也發(fā)生在套管上提的開始階段，回帶長度可以通過立柱上的刻度讀測得到。所以本工程水上插板施工通過目測回帶長度并結(jié)合人工抽查檢測（按10%抽查）完全可以滿足排水板的回帶控制要求。