围涂工程水上塑料排水板施工

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摘  要：陆上塑料排水带作为软土地基排水加固处理方法，目前广泛应用于公路、水利等地基处理工程。但水上的塑料排水板施工由于受施工机械、水深、潮流、波浪等因素的影响，施工难度大，施工质量不易控制，工程实例尚不多。本文结合浙江省温州半岛浅滩围涂工程施工，介绍了水上塑料排水板的施工设备和施工工艺，以供同行参考并指正。
    关键词：塑料排水带  插板船  水上插板

    一、工程概况
    温州半岛浅滩工程位于瓯江口外，介于灵昆岛东滩（属温州市龙湾区）和霓屿岛（属温州市洞头县）之间，是瓯江河口区域内发育较为完整、规模最大的滩涂资源。近百年来不断缓慢淤积延伸，现在滩面长13.5km，宽3.5km，坡降0.4～10.68‰，面积6.5万亩，其中在平均潮位以上的有3.2万亩。
    海堤堤线总长约13.5km，总造价达4亿，堤身结构为抛石堤结构，堤两侧设1～2级镇压平台，堤两侧边坡采用表层大块石、灌砌块石及砼异型块体护面结构。
    堤身基础处理采用塑料排水法、土工布加碎石垫层的复合加固法，并结合压载处理方法。本工程堤基采用排水板间距1.4～1.5m，梅花型布置，插入涂面下16～22m，插板区宽度为20～57m。
    二、施工设备
    由于目前国内无专用完备的水上插板施工船舶，所以本工程施工所用的插板船为自制的施工船舶。船体系非航式连体作业船，由两个片体与首尾抗扭箱构成一个长方形的施工区域。该船总长40m，总宽16m，型深3.0m，吃水深度为1.6m，排水量为300t，中间施工区域尺寸为28m×10m。
    船首尾甲板左右配5t的卧式电动起锚机和400kg的霍尔锚各4门，锚索采用200m×4的钢丝绳（φ22.5），作为船只的定位和移动装置。
    塑料排水带插设装置为门架式立柱打设机。该设备安放在作业船上，在施工区域可进行纵向和横向移动，总高度为32m，总长度为9m，跨度为12m，能够满足插入涂面以下27m深的要求。由于考虑到水上插板一般地处沿海地区，每年7-9月份受台风影响极大，所以设计时整个架子可以躺倒放置在船上，便于避风，作业时可再将其竖起。
    水上定位装置采用先进的GPS实时差分定位系统，由3台高精度GPS组成。该系统实行全电脑操作，不仅接收信息快，而且不受天气、风浪的影响，可在24小时全天候定位作业。
    三、施工方法
    1、水上插板的工艺流程：船体定位→桩机移动就位→安装管靴→沉设套管至设计底标高→提升套管至碎石垫层表面以上20cm→剪板→沉管提至水面重新装带→桩机移动就位→重复排水板插设。
    2、船体定位：首先在岸上选一不易破坏的已知坐标点，在其上放置1台GPS接收机作为基准站（用于接收卫星和发射坐标点信号），再在插板船首尾各放置一台GPS接收机作为移动站（用于接收卫星和基准站发射出的信号）。然后在电脑上输入施工区域平面图及控制点的实地坐标和船舶施工区域尺寸，根据每条船的施工空间进行船位划分，并直接显示在电脑屏幕上。这样移动船位时只要用4台锚机绞动船舶，至其施工空间与划分的船位重合时，说明船舶已准确就位。在潮水位涨落时可根据电脑屏幕显示船位情况，随时调整锚缆，复核船体定位位置，确保施工时塑料排水板桩平面位置准确。该系统的定位精度达到10cm，能满足全天候施工的要求。插板机定位：其定位方法为机械定位，精度能控制在1cm以内。在施工时先按每支桩的间距及布置形式在28m×10m的施工区域范围内划分出总排数（纵向）和每排的支数（横向）。然后移动插设机大平台进行纵向定位，当定位指针与纵向定位刻度重合时说明定位准确，在大平台定位准确后开动小车平台进行横向单支定位。这样完成全船的插设支数以后，再进行下一船的定位。
    3、塑料排水带插设：采用套管法施工，插板机立柱上安装有圆形套管，套管内穿排水板。当船体完成定位后，用振动锤（3t）将穿好桩靴的套管连同排水板一起打入土中，至设计标高，将套管拔出，塑料排水带留在土中。完成插板任务后，再移动船位进行下一段插设。
    4、水下剪板和装靴工艺：桩靴采用万能节，当套管上拔时桩靴会自动脱开，而此时的塑料排水板由于受泥土的阻力被固定在淤泥中，套管拔出水面后用长柄割刀将排水板割断。然后重复插设下一根塑料排水板。
    四、质量控制
    1、位置控制: 用GPS定位系统进行插板船位置定位，再按插板船施工空间（28m×10m）内的板位标记进行板位定位。
    2、深度控制: 在桩机沉管上刻上刻度线，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设底高程，即控制排水板的插设长度。每30分钟测量一次水深，确保打插排水板的底高程达到设计要求。
    3、垂直度控制: 用挂线随时检测沉管的倾斜度，调整桩机垂直度。
    4、回带控制:直观上看，沉管上提，如果有回带，则回带时，能看到在沉管的板带入口处的排水板带与沉管口没有相对位移，而此时的沉管上提高度亦正好是回带长度，如果此长度超过50cm，应在边上补打一根。
    5、排水板搭接: 板带搭接长度≥20cm，采用滤膜内平搭接的施工方法，把两根排水板带的板头的滤膜剥开，把板芯平搭接，再把滤膜套接，用钉书钉钉牢，使板带接头搭接平顺，保证排水畅通。
    五、施工情况
    1、温州半岛浅滩一期围涂工程水上插板任务约600万m，工期10个月。平均每艘船产量约为1万m/台.日，插设过程平均每根排水板循环时间为3分钟，每次船体定位时间约20分钟，一次抛锚可在30m×100m范围内移动船位。
    2、施工中存在的问题及解决办法
    ①由于工程地处浙江东南沿海欧江口区，6-8级大风为经常性天气，风大易将露在套管外的塑料排水板刮起飘扬，极易使排水板扭曲、破损，甚至断裂，影响施工速度和工程质量。
    解决办法：用φ8的圆钢做成φ200的圆环，并用软绳将圆环每隔1m连成环套，将套管和塑料排水板套在中间，有效的控制了排水板的飘动，使在7级大风天气插板照常施工。
    ②工程起初阶段排水板回带的检测要求采用自动记录仪，但由于水上插板地处海上，大风天气居多，自动记录仪无法有效的记录回带长度。
    解决办法：我们通过研究地质资料，发现本工程地基-32.70高程以上基本上为淤泥和淤泥质粘土，砂质土几乎没有，套管上提时土体对排水板的粘滞力较强。通过试验，我们对每个不同断面深度的排水板进行试打，并逐根进行人工检测回带长度，发现如果桩靴密封良好，插设时套管内不挤入淤泥，排水板一般不存在回带现象，如有回带一般也发生在套管上提的开始阶段，回带长度可以通过立柱上的刻度读测得到。所以本工程水上插板施工通过目测回带长度并结合人工抽查检测（按10%抽查）完全可以满足排水板的回带控制要求。