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，總造價達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，堤兩側(cè)邊坡采用表層大塊石、灌砌塊石及砼異型塊體護面結(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，由兩個片體與首尾抗扭箱構(gòu)成一個長方形的施工區(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的臥式電動起錨機和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裝置。
    塑料排水帶插設(shè)裝置為門架式立柱打設(shè)機。該設(shè)備安放在作業(yè)船上，在施工區(qū)域可進行縱向和橫向移動，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月份受臺風影響極大，所以設(shè)計時整個架子可以躺倒放置在船上，便于避風，作業(yè)時可再將其豎起。
    水上定位裝置采用先進的GPS實時差分定位系統(tǒng)，由3臺高精度GPS組成。該系統(tǒng)實行全電腦操作，不僅接收信息快，而且不受天氣、風浪的影響，可在24小時全天候定位作業(yè)。
    三、施工方法
    1、水上插板的工藝流程：船體定位→樁機移動就位→安裝管靴→沉設(shè)套管至設(shè)計底標高→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→樁機移動就位→重復排水板插設(shè)。
    2、船體定位：首先在岸上選一不易破壞的已知坐標點，在其上放置1臺GPS接收機作為基準站（用于接收衛(wèi)星和發(fā)射坐標點信號），再在插板船首尾各放置一臺GPS接收機作為移動站（用于接收衛(wèi)星和基準站發(fā)射出的信號）。然后在電腦上輸入施工區(qū)域平面圖及控制點的實地坐標和船舶施工區(qū)域尺寸，根據(jù)每條船的施工空間進行船位劃分，并直接顯示在電腦屏幕上。這樣移動船位時只要用4臺錨機絞動船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時，說明船舶已準確就位。在潮水位漲落時可根據(jù)電腦屏幕顯示船位情況，隨時調(diào)整錨纜，復核船體定位位置，確保施工時塑料排水板樁平面位置準確。該系統(tǒng)的定位精度達到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機定位：其定位方法為機械定位，精度能控制在1cm以內(nèi)。在施工時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）。然后移動插設(shè)機大平臺進行縱向定位，當定位指針與縱向定位刻度重合時說明定位準確，在大平臺定位準確后開動小車平臺進行橫向單支定位。這樣完成全船的插設(shè)支數(shù)以后，再進行下一船的定位。
    3、塑料排水帶插設(shè)：采用套管法施工，插板機立柱上安裝有圓形套管，套管內(nèi)穿排水板。當船體完成定位后，用振動錘（3t）將穿好樁靴的套管連同排水板一起打入土中，至設(shè)計標高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務(wù)后，再移動船位進行下一段插設(shè)。
    4、水下剪板和裝靴工藝：樁靴采用萬能節(jié)，當套管上拔時樁靴會自動脫開，而此時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)的板位標記進行板位定位。
    2、深度控制: 在樁機沉管上刻上刻度線，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到設(shè)計要求。
    3、垂直度控制: 用掛線隨時檢測沉管的傾斜度，調(diào)整樁機垂直度。
    4、回帶控制:直觀上看，沉管上提，如果有回帶，則回帶時，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，而此時的沉管上提高度亦正好是回帶長度，如果此長度超過50cm，應在邊上補打一根。
    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個月。平均每艘船產(chǎn)量約為1萬m/臺.日，插設(shè)過程平均每根排水板循環(huán)時間為3分鐘，每次船體定位時間約20分鐘，一次拋錨可在30m×100m范圍內(nèi)移動船位。
    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級大風為經(jīng)常性天氣，風大易將露在套管外的塑料排水板刮起飄揚，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，使在7級大風天氣插板照常施工。
    ②工程起初階段排水板回帶的檢測要求采用自動記錄儀，但由于水上插板地處海上，大風天氣居多，自動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，套管上提時土體對排水板的粘滯力較強。通過試驗，我們對每個不同斷面深度的排水板進行試打，并逐根進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。