袋装淤泥质土临时围堰在码头工程施工中的应用

■张 健

（福建省海航建设管理有限公司，福州 350000）

随着时代的发展，人们对环境保护的意识不断增强，导致原有成熟的施工工艺在工程建设中的应用受到制约。 如吹填沙袋围堰施工技术因省时、高效、安全、经济效益显著等优点，在各种港口、水利、渔港等工程中都获得了广泛地推广[1]，但受关键材料沙的供给制约，该工艺应用受限。 袋装淤泥质土围堰施工工艺能够就地取料，不仅可节省造价，还能起到环保节能的作用，因此袋装淤泥质土围堰施工工艺能够很好地解决填筑材料沙的供给困难问题，可为同类项目施工提供借鉴经验。 基于此，本文就袋装淤泥质土临时围堰在码头工程施工中的设计要点与施工工艺进行研究。

1 工程概况

拟建项目位于福建南部海域、诏安湾内。 该项目为兼避风、 生产功能于一体的综合型二级渔港，本工程水工建筑物主要为防波堤，平面布置仅建设有一道防波堤兼码头396 m，设7 个80 HP 泊位。码头面高程3.0 m，防波堤兼码头段宽1.02 m。防波堤与简易避风坞的西防波堤形成宽约44.0 m 的口门，形成港内水域面积约4.0 万m2。 码头前沿停泊水域宽10.0 m，设计底高程－2.0 m；回转水域的回转圆直径32.0 m，设计底高程－0.5 m；进港航道宽26.0 m，设计底高程－0.5 m。回旋水域和航道区利用港区现有水深不进行疏浚；停泊水域需进行清淤疏浚，疏浚挖泥量约1.11 万m3。

2 施工条件

2.1 水文条件

本工程设计低水位－1.39 m， 码头设计灌注桩桩顶标高及横梁底标高为＋1.4 m、－1.2 m 两种高程，桩顶标高较低的灌注桩桩理论在最低潮位时可露出水面仅0.19 m， 但时间极短且受波浪的影响，施工过程中很难开展有效施工作业。 另外，港池设计底标高为－0.5 m，码头主体施工范围现状泥面标高为－0.1～－0.4 m，水深无法满足施工船舶作业。

2.2 地质条件

本工程建设位置地貌单元属滨海潮间带，海底地势平缓，地面高程在－0.07～－0.90 m。 根据钻孔揭示，土体自上而下的分层为淤泥（厚度约1.5 m）—粉质粘土（厚度约2.0 m）—凝灰岩残积粘性土（厚度约3.2 m）—全风化凝灰岩（厚度约3.5 m）—强风化凝灰岩（厚度4.2 m 以上），场地表层淤泥，属高压缩性、低强度、易变形的特点；凝灰岩残积粘性土、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩属特殊性岩土，具泡水易软化、强度降低的特点。

3 施工方案选择

传统施工方案： 利用水上挖机进行港池开挖，疏浚物经过多次盘转上岸；搭建施工钢平台用于灌注桩施工；低标高桩基、横梁部位施工采用沙袋围堰措施辅助施工。 干地施工方案：在码头防波堤外围填筑临时围堰，利用东侧现有防波堤和北面围垦引堤护岸（道路），合围成干地施工区域，为桩基、横梁创造干施工条件，以确保施工的可操作性及达到施工质量、施工工期及施工安全的要求（图1）。经综合比较2 种方案，干地施工法在节省造价、缩短工期的同时，更能合理利用废弃物（淤泥）资源，在减轻港内清淤环境的影响上也有很好的作用。 因此，确定干地施工法为本项目施工方案。

干地施工方案的确定推动了本项目建设的突破性进展，为灌注桩施工采用旋挖机成孔创造条件，成孔效率较传统的水上冲孔作业提高许多，施工成本将得到极大的降低。 同时码头上部结构的施工在质量、安全、效率方面也将大大的提升。

4 围堰设计与施工

4.1 拟建围堰结构设计

在围堰结构设计上主要考虑围堰的反渗透能力、抗冲击能力、结构的稳定性能。 为了方便就地取材、节约工程造价，达到合理利用资源、施工便利的效果，围堰采用袋装淤泥质土进行填筑，填筑材料利用内港池的疏浚物。 考虑淤泥质土结构性能差，不利于围堰整体结构的稳定性，将在土工编制袋中部增设网格竹笆改变土体性能，增加围堰的整体性与稳定性。 另外，修筑围堰处于软弱基础之上，为避免不均匀沉降或整体滑动，造成结构破坏失稳产生，将在结构底部铺设竹笆，两侧间隔50 cm 施打木桩。

依据施工区域条件及施工需求，围堰建设总长度约480 m，填筑高程为＋3.0 m（高于设计高水位＋1.05 m），顶面宽度3 m，围堰底角距离码头平台边缘3.5 m，坡比1∶1（图2）。

图2 临时围堰断面图

4.2 施工工艺流程

施工工艺流程如下：现场勘察→测量放样→清表→施打木桩→安装四周模板 （第二层开始）→铺设土工织布→填筑淤泥质土→缝合土工织物→逐层叠加形成围堰。

4.3 施工方法

4.3.1 清表、布设木桩

围堰填筑时，在建设位置用水上挖掘机挖除部分堰底浮泥、杂物。 为保证结构稳定，沿围堰两侧底边线间隔50 cm 施打木桩（向围堰中线微倾斜），木桩入土约3 m，木桩高出水底地面线约1 m；垂直距木桩顶端50 cm 位置横向绑扎1 根木桩形成整体“木墙”，增强抵抗力。

4.3.2 填筑材料选择

就地取材利用内港池疏浚物作为填筑材料。

4.3.3 土工袋选择

根据水上挖机开挖疏浚物直接入模填筑围堰施工工艺， 选用300 g 规格土工织物预先模内铺置底层，水上挖机开挖疏浚物直接入模，每层填筑高度至50 cm 后现场密封缝合，形成土工袋。 根据围堰断面大小，土工袋宽度往上逐渐减小，为便于施工，长度一般情况可选10～20 m。

4.3.4 填筑土体围堰

填筑第一层土工袋前，需在底层铺设竹笆增强整体稳定性，第一层填筑直接利用两侧施打的木桩进行四周固定无需安装定位模板。 第二层开始，根据设计尺寸，四周使用槽钢、木模加工而成的模板进行固定成型，然后现场铺设底层土工织物，水上挖机开挖疏浚物直接入模， 每层填筑高度至50 cm后现场缝合（最低层需乘低潮）。 填筑疏浚物高度至一半时，中间加入网格竹笆再继续填筑，至设计高度后静置2 h 以上，待淤泥土内大部分水分自然排出后再进行缝合。 完成第二层后，重复上述步骤，直至达到设计高程。

根据地形，填筑从低到高，逐步抬高。 上下层袋体之间交错镶嵌叠加如砌砖，可增强围堰整体稳定性。 结构体下层填充物水分在上层压力下不断挤排出土工袋，不断密实稳固。

4.3.5 基坑抽水

围堰闭合后即形成一个大型基坑，在基坑开始抽水前，需对围堰进行监测，确保围堰达到稳定状态。 为确保基坑抽水过程中围堰的稳定性和抗渗性能，还需对外观进行巡查，对变形、渗流、压力等情况进行监测[2]。 基坑水抽干后，还将在距离围堰底部2 m 位置，开挖1 条深度为1 m 以上的集水沟，汇集围堰渗流、雨水及施工废水，并经水泵排出基坑外。根据施工需求对软基进行置换等措施处理后即可满足机械设备进场干地施工。

4.3.6 围堰拆除

围堰在工程主体施工完成后，采用小型1 m3反铲挖掘机配合水上挖掘机进行开挖。 为了确保安全， 挖掘机在堰体上施工时应在履带下侧铺设钢板，采用后退法拆除。 拆除由码头往防波堤、自上而下分层拆除。为了尽量避免开挖料受水流冲蚀，造成港池淤积及对环境造成影响，开挖须乘潮进行。开挖以1 个潮水内完成完整单个或多个土工袋内土体开挖为控制节点进行，否则应重新覆盖土工布。开挖淤泥通过已建码头通道， 由汽车陆运至指定位置或由当地制砖厂接收用于制砖，进行废物再利用。

4.4 施工效果评价

袋装淤泥质土围堰已在邻近项目得到验证，效果良好，该方案在此基础上进行了优化，方案已通过专家审查，进入建设实施期（图3），将进一步跟踪实际效果。

图3 袋装淤泥质土临时围堰实例

5 结论

5.1 袋装淤泥质土围堰应用价值大

传统吹填沙袋围堰应用较为广泛，在当前沙源紧缺且价格不断高涨的背景下，使用袋装淤泥质土围堰工艺，就地取材，工程废弃物能得到合理利用，该新技术具有巨大的替代价值。

5.2 袋装淤泥质土围堰工程性能好

填筑时由于土质流动性强， 受压力作用后，各层之间、相邻之间紧贴更密实；在土体内部水分受压力作用不断排出后，整个围堰结构稳定性和抗渗性会不断增强；另外，因淤泥质土位于土工织物袋内，具有不易被波浪、水流冲刷，围堰结构不易被破坏，且对海洋环境影响小等优点。

5.3 袋装淤泥质土围堰推广价值明显

袋装淤泥质土围堰法干地施工在近岸、水深浅及受波浪影响小的工程区域，采用该技术在降低造价、缩短工期、减小环境影响等方面效果显著，在很好解决建造材料来源的前提下，该工艺技术施工便利、可靠、有效，具有极大的推广价值。