沙特扎瓦尔港口工程无围堰吹填施工工艺

吕国平，慈庆玲

（1.中国港湾工程有限责任公司，北京 100027；

2.中交第三航务工程勘察设计院有限公司厦门分公司，厦门 福建 361000）

沙特扎瓦尔港口工程无围堰吹填施工工艺

吕国平1，慈庆玲2

（1.中国港湾工程有限责任公司，北京 100027；

2.中交第三航务工程勘察设计院有限公司厦门分公司，厦门 福建 361000）

详细介绍了在沙特扎瓦尔港口工程吹填施工中，进行无围堰水上吹填，并利用防污帷幕遮挡悬浮细颗粒物以满足环保要求，在围堰施工完成后，再进行补吹形成陆域的施工工艺。该工艺经过一年多的工程实践取得成功，大大延长了可吹填施工时间，并获得了显著的经济效益。

无围堰；吹填；防污帷幕；环保

1 工程概况

沙特扎瓦尔港口工程项目位于沙特东海岸北部，阿拉伯湾西北角。该工程为 EPC 项目，工作内容包括新建港区内所有基础设施。其中疏浚吹填工程为主要施工内容之一，合同总疏浚工程量为 4 500 万 m3，总吹填工程量 3 800 万 m3，总吹填面积 520 万 m2，吹填标高+5.0m，全部疏浚吹填施工须在 2010 年年底之前完成，施工工期只有2 a，施工强度大。

2 采用无围堰吹填工艺的原因

业主要求本工程围堰必须采用梯形抛石围堰，同时兼做护岸。但本工程 B2、B3、C 区原始海床标高为-2.5～-6.2m，抛石工程量较大，即使水上和陆上同时抛填，全部围堰也要到 2009 年底才能初步形成。

若采用常规吹填施工工艺，先进行围堰施工，再进行围堰内吹填，则在施工中期必然因围堰施工进度落后于吹填进度导致疏浚船舶窝工，而在施工后期则会因吹填工期紧张，必须大量增加施工船舶以提高产能，这必然导致施工成本大大增加。

为了最大限度地延长疏浚吹填工程的施工期，降低施工成本，本工程在 B2、B3、C 吹填区采用了无围堰吹填施工工艺，即先进行无围堰吹填施工，再形成抛石围堰，之后再进行围堰内补吹，形成完整的吹填陆域。

无围堰吹填施工区域见图1。

3 自然条件

3.1 吹填区地形和土质情况

吹填区地形比较平缓，自然海床坡降约1∶800，水深 2.5～6.0m。吹填土质为中细砂，为 5~8级土[1]，中砂含量 58.86%，粒径小于 63 µm 颗粒含量小于5%。

图1 无围堰吹填施工区域Fig.1 Non-cofferdam reclamation construction region

3.2 水文情况

1） 波浪：常浪向为 N、NE，小于 0.2 m 浪高累计频率 70%，浪高超过 2.0m 发生频率仅为2%。

2） 海流：主要为往复潮流，最大流速0.5 m/s，流向垂直于海岸线。

3） 潮 位 ： 最 高 潮 位 +2.26 m， 最 低 潮 位-0.23m，平均潮位+1.04m。

3.3 风况

常风向为 NNE～NWW，累计频率 49.5%，平均风速 5.66m/s。最大风速 33.44 m/s，每年 1～3月份为季风期。

3.4 砂源

吹填砂来自附近航道、港池和掉头圆疏浚土，吹填距离小于 5 km。

4 无围堰吹填施工工艺

本工程无围堰吹填施工工艺流程如图2所示。

图2 无围堰吹填施工工艺流程Fig.2 Non-cofferdam reclamation construction technology p rocess

4.1 防污帷幕的布设

4.1.1 布设防污帷幕的原因

本工程合同要求在施工期间吹填区边界外100m 处悬浮物含量不超过 200mg/L。

由于没有围堰的遮挡，吹填施工中将产生大量悬浮物，不但无法满足合同中环保条款的要求，而且细颗粒物会扩散至围堰位置，形成软弱层，对将来的围堰施工造成影响。为了解决这一问题，本工程在吹填区周围、围堰内坡脚线以内设置了防污帷幕。防污帷幕如图3所示，主要由浮体、防污屏、铁链、混凝土锚块组成。

图3 防污帷幕示意图Fig.3 Sketch of silt curtain

4.1.2 防污屏

为了将悬浮物阻挡在帷幕范围内，达到环保要求，防污屏应选择孔径较小的幕布。本工程采用的防污屏材料参数见表1。

表1 防污屏材料参数Table 1 Silt screenmaterial parameter

4.1.3 浮体

浮体采用自重较轻的胶囊，以便于人工安装，浮体每根长 12m，浮力 6 kg/m。

4.1.4 混凝土锚块

为了便于人工安装，混凝土锚块不宜过大，本工程锚块尺寸为 0.2m × 0.2m × 0.2m，每块重约 20 kg，锚固钩用 φ10 钢筋制成。锚块在防污屏两侧成对抛设，抛设间距6m。

4.1.5 注意事项

1） 防污屏长度根据水深确定，高潮时防污屏底部距海床不超过 0.5m，以确保拦砂效果。

2） 为防止海浪损坏帷幕，帷幕长度不宜过长，通常 500～1 000m 为一段，根据吹填施工安排逐段布设。

3） 帷幕可循环使用，施工过程中应注意保护帷幕。

4.2 帷幕内吹填施工

帷幕布设完成后，从已形成的吹填区开始架设陆地管吹填，也可直接从水上开始吹填。从水上开始吹填时，应从吹填区中线附近开始吹填，同时排泥管口应用一对管线锚固定，吹填方向尽量沿帷幕布设方向，不可垂直帷幕吹填。吹填砂露出水面后即可架设陆地管线，进行正常吹填作业。

帷幕内吹填最重要的是严格控制吹填坡脚线不能到达帷幕位置。本工程在前期围堰内吹填施工时，就对吹填砂水上水下坡比进行了测量计算，分别为 1∶10 和 1∶25。无围堰吹填施工时，据此按不同水深情况计算排泥管口离帷幕的距离，并严格进行控制。同时，施工期间应每天检查吹填坡脚线，以确保吹填砂不超过帷幕范围。

吹填时可根据实际情况适当提高吹填标高，以最大限度的增加帷幕内吹填砂方量，并缩短后期补吹工期。

4.3 补吹施工

无围堰吹填期间，吹填主管线应在适当距离上保留三通，以便补吹施工期间架设支管。

随着围堰施工的不断推进，首先使用推土机将高出设计标高部分推至已形成的吹填陆域与围堰之间，再对不足部分进行补吹施工。此时应注意与围堰施工协调一致，补吹方向与围堰内侧土工布铺设方向相反，避免吹填过程中水流将土工布掀开。同时，补吹应分段进行，土工布铺设完一段后，补吹应立即进行，避免土工布长时间暴露在外。本工程补吹施工按 500m 一段进行。

5 工艺应用效果

5.1 吹填砂流失情况

控制吹填砂流失是无围堰吹填施工的重要环节，此前在国内相关工程施工中吹填砂流失较大[1]。 本工程采用了防污帷幕对悬浮砂进行了遮蔽，并且在施工过程中严格控制吹填坡脚线不超过帷幕范围，吹填砂基本无流失，施工中实测帷幕范围外原始海床地形无变化。

5.2 环保效果

防污帷幕对于本工程环保起到了重要作用，施工期间，肉眼观测帷幕内水体浑浊，而实测帷幕外侧悬浮物含 量最大值 176 mg/L，最小值 52 mg/L， 满足合同要求的不超过 200 mg/L要求。

5.3 吹填施工期的延长及成本节约效果

无围堰吹填工艺在本工程得到了成功应用，施工期间未造成疏浚船舶的窝工，延长了吹填实际施工时间8个月，减少了吹填施工设备的投入，大量节省了施工成本，施工质量也受到了咨工和业主的好评。同时在吹填施工过程中，围堰施工可同时进行，保证了项目整体按期完工。

6 结语

本工程在吹填物为砂土的情况下，无围堰吹填工艺应用效果良好。施工过程中采用防污帷幕对悬浮物进行遮蔽，可以有效降低帷幕外悬浮物含量，满足环保要求。

本工艺最关键的环节是控制吹填坡脚线不超过帷幕范围，由于不同项目土质不同，水上水下吹填形成的自然坡比也不同，在其他工程中应用时应对此进行实测，以达到较好的控制效果。

[1]SL 17—90，疏浚工程施工技 术规 范[S]. SL 17—90，Technical Specification for Construction ofDredging [S].

[2] 黎宗耿.青岛前湾港区无围堰吹填砂施工[J]. 水运工程，1991（5）：37-42. LIZong-geng.Non-cofferdam reclamation construction for Qianwan Port A reaofQingdao[J].Port&Waterway Engineering，1991（5）：37-42.

图7 传感器预埋安装示意图Fig.7 Sensor em bedded installation instruction

6 数据的采集与传输

考虑到大桥的施工特点和前期相关配套设施尚不完备，为获得港珠澳大桥主体混凝土结构从建设期开始，服役期间的耐久性关键参数的变化规律，数据的采集与传输采用三种方式进行。建设期，由于现场的供电和光纤尚不完备，数据的采集与传输主要采用定期的现场人工采集；大桥通车后，为实现实时数据采集与传输，数据的采集与传输以3G网络进行远程无线传输，将监测数据传输给相关单位，同时，考虑到 3G 网络的不稳定性（如网络中断或没有信号），为及时获得耐久性关键参数的数据，还利用大桥中铺设的通信光纤将数据实时传输到监控中心。

7 结语

通过预埋耐久性监测传感器可以真实反映大桥主体混凝土结构的耐久性健康状况，再辅助以工程配套的暴露实验以及有针对性的工程检测，为耐久性再设计提供大量的分析数据。

港珠澳大桥所处的环境严酷，面临的耐久性问题严峻，要实现 120 a 设计使用寿命，除科学的设计、精细的施工外，还需对大桥后期的耐久性状况进行实时监测，获取大桥主体混凝土结构耐久性关键参数，以便采取及时有效的管理维护措施，以保证大桥 120 a设计使用寿命。

参考文献：

[1] 潘德强，洪定海，邓恩惠，等.华南海港钢筋混凝土码头锈蚀破坏调查报告[R].广州：中交四航工程研究院有限公司，1982. PANDe-qiang，HONGDing-hai，DENGEn-hui，etal.Investigation reporton the reinforced concrete corrosion ofseaportwharf in south China[R].Guangzhou：CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co.，Ltd.，1982.

[2] 王胜年，黄君哲，张举连，等.华南海港码头混凝土腐蚀情况的调查与结构耐久性分析[J].水运工程，2000（6）：8-12. WANG Sheng-nian，HUANG Jun-zhe，ZHANG Ju-lian，etal.An investigation of concrete corrosion of seaportwharf in south China and analysisofstructures′durability[J].Port&Waterway Engineering，2000（6）：8-12.

[3] 港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计研究 [R].中交四航工程研究院有限公司，清华大学，2011. Design research on concrete structure durability of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co.，Ltd.，Tsinghua University，2011.

[4]Embedded corrosion instrumentmodel ECI-2 productmanual[M]. Virginia Technologies Inc，2010.

Non-cofferdam reclamation m ethod in Ras A l Khair Port，Saudi Arabia

LVGuo-ping1，CIQing-ling2
（1.China HarbourEngineeringCompany Ltd.，Beijing100027，China；
2.Xiamen Branch of CCCCThird HarborConsultantsCo.，Ltd.，Xiamen，Fujian 361000，China）

This paper describes the details of non-cofferdam reclamation method taken in Ras Al Khair Sea Port Project，SaudiArabia.A siltcurtainwassetup around reclamation area to controlsuspended solid forenvironmental protection.Complementary reclamation was carried out after the cofferdam was built to complete the whole reclamation area.Thisnew method got greatsuccessaftermore than a yearof engineering practice，increased construction period for reclamationworks，and obtained remarkable econom ic benefits.

non-cofferdam； reclamation； silt curtain； environmental protection

U655.4

B

1003-3688（2014）02-0062-04

10.7640/zggw js201402013

2013-06-15

吕国平 （1978 — ），男，山东烟台市人，工程师，硕士，从事港口及航道工程施工、管理工作。E-mail： gplv@chec.bj.cn