滨州港码头工程基床回淤及清淤技术研究

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　　【摘 要】由于本工程停滞时间过长，加之受其他工程影响，码头基床及港池范围内回淤严重，为保证后续施工，基床范围内利用挖泥船进行过一次清淤，但在回淤严重，因此按照常规的清淤方式不能达到基床施工要求，故采用套箱法，阻止淤泥向基床淤积的方案。
　　【关键词】基床回淤;清淤;套箱法
　　中图分类号： U655.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）16-0220-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.097
　　1 工程简介
　　1.1 工程概况
　　滨州港2×3万吨级散杂货码头主体工程包含2个3万吨级的散杂货泊位，码头全长422米，码头北侧为50米的工作船码头。码头结构形式为重力式方块结构，共需预制安装方块、卸荷板838块，码头主体结构基槽底标高为-20.2m，基床抛石厚度为6.6m，前沿水深-13.6m，码头顶面高程为+6.0。
　　1.2 基槽及边坡情况介绍
　　码头主体基槽挖泥底标高为-20.2m，基槽底宽22.2m，前后边坡各按照1：4自原泥面放坡至-13.6m，然后再按照1：2边坡放坡至基槽底，挖泥工程量约为66万方。原泥面标高为-4.6m，与基槽底高差达15.6m。
　　1.3 工程地质和泥砂特点
　　1.3.1 工程地质
　　在钻探深度范围内，地基土自上而下可分为四大层，即：第一大层：①1粉土、①2淤泥质粉质粘土、①3淤泥质粘土、①7粉土;第二大层：②粉细砂;第三大层：③1粉质粘土、③2粘土、③3粉土;第四大层：④1粉质粘土，④2粉土，④3粘土;第五大层：⑤1粘土，⑤2粉细砂。上述第一大层厚度约11.0m～16.0m，层底高程一般为-15.67m～-20.67m。上述第二大层层底高程一般为-22.51m～-26.30m，平均标贯击数N=43.2击，该层作为码头基础的持力层。
　　1.3.2 本区域泥砂特点
　　滨州港地处渤海湾西南部，是我国典型的淤泥粉砂质海岸，粉砂质海岸的泥砂特点是粘性小、易起动、落淤快，而且落淤后在很短的时间内就会发生板结，在施工过程中极易造成回淤现象。
　　2 基床回淤过程介绍
　　2010年9月17日至9月22日连续6天海上出现大风天气，现场无法施工，9月23日进行基床整平验收时发现已整平基床出现回淤现象，回淤厚度达0.7m-1.0m，随后9月24日在监理人员的全程旁站下施工单位对整个基床进行了扫海测量，并派遣潜水员水下探摸验证，发现基床内确实存在回淤现象，回淤厚度达0.7m-1.6m。基床上部淤积体大致分为三层，底部坚硬，用探钎难以触及基床石，中部稍软，上部为浮泥。在本次回淤发生之前，也曾发生过几次回淤现象，但由于海上大风持续时间较短，并且施工单位立即采取了高压水枪清理，未对基床造成明显影响。截止次年施工，基床累计淤积厚度达3.5m-4.0m。
　　3 基床回淤的原因分析
　　3.1 天气因素
　　9月17日-22日，滨州港海域连续6天出现东北风大风天气，一次黄色大风预警，21-22日两天东北风7-8级，阵风9-10级，5-6级或7-8级东北风持续数天，大风持续作用下海域整体大量挟沙，海水中含砂量较大。
　　3.2 泥砂特点
　　施工区域属于典型的淤泥质粉细砂海岸，泥沙启动后落淤快，易板结。连续的大风天气对原泥面粉细砂造成扰动，使施工海域海水挟砂量大增。
　　3.3 基床特点
　　本工程基床顶面与原泥面高差为9m，当挟砂量较大的海水运动至基床上部区域时，形成类似于“沉淀池”的效果，海水中大量泥砂在此区域停止运动或运动减速，迅速落淤在基床上。
　　3.4 其他影响因素
　　本工程施工区域处于无掩护开敞水域，受海上大风天气影响极其明显，且防波堤形成后的导流作用导致潮流方向和流速的改變，使含砂量较大的海水流经基床上部海域，带来大量的泥砂。
　　4 发生回淤后采取的措施
　　4.1 组织专家论证
　　发生基床回淤后业主组织了天津水运工程科学研究院有关专家和业主、设计、监理、施工等单位的有关人员就基床回淤问题以及拟采取的清淤方案进行了商讨和论证。通过专家和各参建单位的讨论，认为中交一航局二公司提出的套箱法清淤是可行。
　　4.2 套箱法清淤方案介绍
　　为避免清淤过程中持续受到周围区域的回淤影响，在基床周围采取封闭套箱，阻止周围淤泥继续流入基床。清淤设备主要采取抽砂船、空压机，将套箱内的淤泥抽出，随后在套箱内进行基床整平、方块安装等工序，安装完成后将套箱提出放至下一施工段。
　　套箱为高1.2m，长宽各10m的组合钢模板，宽度与整平范围一致，长度方向上一次可安装3块方块。
　　4.3 套箱法施工经过
　　施工单位自10月7日采用20方空压机配吸泥器进行清淤，经过连续4天的清淤，清淤面积15*10米，清淤量约200方，但大风过后检查又全部淤平，10月初至24日，期间又经历数次因大风不能施工的天气，23日扫海测量后发现回淤高程已自原来的-12.6米增加到-11.4米，淤积厚度达1.8-2.0m，基床上部淤积量达2万方，套箱法已无法完成工程量大、且淤泥不断补充的清淤工作。
　　4.4 套箱法未能成功实施的原因
　　4.4.1 天气因素影响
　　套箱吊运、方块安装需要较好的作业条件，但进入十月份海上大风天气明显增多，有效作业时间较少，作业时间不能满足施工的需要。
　　4.4.2 工期因素
　　由于滨州港当地在进入12月份后不具备施工条件，以施工当时的船机投入要在两个月的时间内完成135块底层方块安装几乎是不可能的。因此为了便于下一年度大规模清淤，加快清淤进度，施工单位后期基本放弃了2010年度进行方块安装的计划。 　　4.4.3 施工单位投入不足
　　施工单位过多的考虑施工成本，现场机械投入较少，船机设备不能满足套箱法施工进度的需要。
　　5 本年度施工中监理采取的措施
　　为加快码头工程施工进度和防止基床在施工期间持续遭受回淤影响，业主及监理同意施工单位采取分次开挖的清淤方式，首先将基床石及护坦石顶部淤泥全部清理干净，并按照设计文件要求采取1：4放坡至合理区域，随后基床石及护坦石同时抛填，进行基床补抛、夯实、整平等后续工作，待底层方块安装完成后再进行前后边坡恢复设计断面的清淤施工，使前后边坡淤积物一并清理干净，并恢复设计断面。基床施工是本工程的重点和难点，为保证码头基础工程施工质量安全，严格控制清淤及后续工序施工质量，监理部在日常监理工作中主要采取了以下控制措施和手段：
　　1）基床清淤期间采取监理巡视、旁站等手段，确保开挖至抛石顶面，检测方式为检查挖斗下挖深度，并在此基础上要求施工单位继续下挖抛石面20-30cm，确保将基床淤积物清理干净。
　　2）基床清淤完成后及时进行验收，为防止回淤持续对基床造成影响，划定50m为一检验批，完成验收后要求施工单位及时进行基床石和护坦石的补抛工作。如出现因大风天气隔日施工的情况，要求施工单位在监理人员的旁站下派遣潜水员下水探摸基床回淤情况，若发现超过规范允许的回淤物，要求施工单位调遣挖泥船进行二次清淤，确保在基床石补抛前基床淤积物不大于规范允许的范围。
　　3）基床石补抛达到设计标高后及时进行验收，验收合格后要求施工单位及时进行补夯施工，监理人员进行全程旁站监理，将残留的少量淤积夹层挤出基床，保证新旧抛石的整体性。补夯完成后催促施工单位及时进行夯实验收。
　　4）夯实验收合格后督促施工单位及时进行整平施工，找平层采取抛填二片石，严格控制碎石层厚度。
　　5）整平完成后督促施工单位及时进行方块安装，要求提前做好方块的装船、出运工作，避免出现晾槽现象。
　　6）以上清淤、抛石、补夯、整平、方块安装等工序若出现因天气原因隔日施工的情况，施工前均要求施工单位在监理人员的旁站下派遣潜水员下水探摸基床回淤情况，若发现回淤现象立即采取清淤措施，确保淤积物清理干净。
　　7）方块安装至一定高度后，督促施工单位及时进行棱体抛填，抛填前要求施工单位将基槽前后边坡恢复至设计断面，待监理验收合格后方可进行棱体抛填。
　　6 总结的经验和教训
　　1）在类似区域施工中，面对如此大的回淤风险，是否適合建大挖深的方块码头还需值得商榷。
　　2）滨州港当地的海上黄金施工期为6-9月份，去年施工单位在此期间主要进行了基槽挖泥施工，未能把握住海上施工良季的有利时机，今后在遇到类似的环境时，应抓住有利作业时间并合理组织施工，加快基础施工进度，尽量缩短基床施工时间，降低回淤风险。
　　3）由于本工程回淤速度较快，因此在进行分段施工时作业段不宜过长，建议划分30m-50m的施工段，及时完成每段的各个工序，并保证各工序间衔接紧密，尽可能地减少回淤对基床造成的影响。
　　4）在本工程的回淤处理和赶抢工期上，轻潜发挥了较大的优势作用，由于负重较轻，基床整平效率较高，在抛石、下料等工序顺利的情况下，整平施工效率可达30m/日（基床整平宽度为10m）。
　　5）本工程的回淤及清淤处理方案具有一定的代表性，为今后在类似区域大规模的清淤处理提供了一种比较成熟的施工工艺。
　　【参考文献】
　　[1]曹一鸣.浅谈城市河道清淤施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017，（10）：371-371.
　　[2]王志祥.浅谈路基清淤填石施工工艺[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（18）.
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