海上排水板施工方法介紹及處理效果評(píng)估.

1、作者：姚金岳時(shí)間： 2007-11-24 19:27:00摘要：塑料排水板是高速公路、廠區(qū)圍堤等地基處理常采用的方法，但在處理 低標(biāo)高海涂圍堤（不能露灘）時(shí)，使用該方法就比較少。因?yàn)楹Ｉ鲜┕ひ艿?風(fēng)、潮、浪的影響及施工周期的限制，使我們對(duì)天氣條件的選擇余地相對(duì)較 小。在風(fēng)力達(dá)到 67級(jí)時(shí)，插板船的晃動(dòng)比較厲害，達(dá) 12 米，很難保證樁位 間距及船位間距，但這并不表明就無法保證地基處理質(zhì)量；如在鎮(zhèn)海發(fā)電廠 3# 貯灰場(chǎng)圍堤施工中就是因?yàn)椴捎昧溯^好的施工工藝，從而獲得了成功；原位觀 測(cè)成果也表明地基處理獲得了很好的效果。本文在這里提出這個(gè)問題，就是要 與大家一起探討水深 1.56.0 米，風(fēng)浪小

2、于 1.5 米時(shí)，海上施工塑料排水板的 方法，并利用原位觀測(cè)成果對(duì)處理效果進(jìn)行評(píng)估。不足之處懇請(qǐng)批評(píng)指教。關(guān)鍵詞：海上排水板 施工 效果評(píng)估、工程概況 ：鎮(zhèn)海發(fā)電廠 3#貯灰場(chǎng)是省電力公司及鎮(zhèn)海發(fā)電有限責(zé)任公司的重點(diǎn)技改項(xiàng) 目。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)貯灰場(chǎng)，即按 20 年一遇潮位加 20年一遇波浪組合設(shè)計(jì)， 按百年一遇潮位加 20 年一遇波浪組合校核。百年一遇高潮位 5.26 米（吳淞高 程，余同），二十年一遇高潮位 4.81 米。貯灰場(chǎng)工程位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)后海塘 甬江口西側(cè)的灘涂上，布置于鎮(zhèn)海發(fā)電廠 1#及 2#貯灰場(chǎng)第一段外側(cè)。圍堤?hào)|起 鎮(zhèn)海港區(qū)圍堤，西至工農(nóng)閘排水渠附近。圍堤布置呈 L 型，主堤

3、長 4464米，折 堤長 811 米，主折堤連接段長 150 米，主堤總長 5425m，施工交通堤長 1807 米?；覉?chǎng)貯灰量 9.98 ×106m3，灰場(chǎng)圍涂面積 2.95 ×106m2，使用年限為 15 年。 圍堤堤頂高程 7.50 ，防浪墻頂高程 9.00 ，堤頂寬 5m；堤底最寬處為 103.81m， 布置在吳淞高程 0.5-1.10 的灘涂上，壩體為堆石壩，外坡采用 1.5 噸 C20 砼 空心方塊護(hù)面，內(nèi)坡為干砌石護(hù)坡，防浪墻為 C20素砼。由于地質(zhì)條件較差 （見地質(zhì)條件介紹），圍堤地基采用鋪設(shè)土工編織布、碎石墊層及加打塑料排 水板的方法進(jìn)行處理。海上施工塑料排

4、水板達(dá)到 221 萬延米。該分項(xiàng)工程質(zhì)量 監(jiān)理評(píng)定優(yōu)良。、工程地貌及地質(zhì)條件 ：工程位于 0.5-1.1 的灘涂上，平均坡度為 14%，因周邊海堤影響，該區(qū)形 成為回水淤積區(qū)，屬淤漲型海涂。根據(jù)工程地質(zhì)資料，地基土主要組成如下： 層浮泥：黃灰色、灰色，飽和，流塑，呈流體狀，以淤泥為主，混少量 砂性土，土質(zhì)均勻性差。屬欠固結(jié)土，具高靈敏度，高壓縮性。層厚 0.83.2m, 層底標(biāo)高 -3.51.3m 。 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色、飽和，流塑，高壓縮性，層厚 38m，局部大 于 8m，層間夾粉土薄膜或微薄層，局部夾有 0.20.5m 厚的粘土層，層厚 0.98.6m ，層底標(biāo)高 -11.26-0.1

5、m 。 層粉土：灰色，灰綠色，稍密 中密，中壓縮性，略具層理，局部為粉質(zhì) 粘土，層厚 1.310.6m ，層底標(biāo)高 -10.96-4.89m 。 層淤泥質(zhì)粘土：灰色，飽和，流塑，高壓縮性，微薄層理狀，層厚 13m，局部大于 4m，層間夾粉土薄膜，層厚 5.820.7m，層底標(biāo)高 -27.36- 12.18m。 層粉細(xì)砂：青灰色 灰色，飽和，稍密 中密，局部粉質(zhì)粘土含量較多， 層厚為 15.817.4m，層底標(biāo)高 -37.09-31.11m 。 層淤泥質(zhì)粘土：灰色，飽和，流塑，高壓縮性，薄層狀，層厚13m，少量大于 4m，層間夾粉土薄膜，層厚 23.5m,層底標(biāo)高 -49.02m。地震烈度為 V

6、I 度。三、水文、潮汐特征表 ：項(xiàng)目單位數(shù)值出現(xiàn)日期歷年最高潮 位m5.221997.08.18歷年最低潮 位m-0.201952.01.26多年平均高 潮位m2.95多年平均低 潮位m1.18歷年最大潮 差m3.671981.10.16多年平均潮 差m1.76多年平均中 潮位m2.06平均漲潮歷 時(shí)h6:18平均滯潮歷 時(shí)h6:07百年一遇高 潮位m5.26五十年一遇 高潮位m5.05二十年一遇 高潮位m4.81十年一遇高 潮位m4.62五年一遇高 潮位m4.44四、塑料排水板質(zhì)量控制 ：1、性能及質(zhì)量要求：本工程塑料排水板采用槽型土工聚合物排水帶，塑料 排水板的型號(hào)為 C 型。十字筋形芯板

7、的原料為以高壓聚乙烯為主體的塑料，外 裹的無紡布濾膜的包裹方式采用粘合型。由于本工程地基土的含水量大、抗剪 強(qiáng)度低、工程地質(zhì)條件差，并且工程的施工條件較差，因此，為保證地基排水 固結(jié)而增加地基土的抗剪強(qiáng)度，確保工程的安全，采用了杜邦濾膜。排水板的 主要性能指標(biāo)要求如下(括號(hào)內(nèi)為普通濾膜排水板指標(biāo)要求)：寬度： 100±2.0mm厚度： 4.5mm縱向通水量： 60cm3/s ( 50 cm3/s ) 復(fù)合體抗拉強(qiáng)度： 1.5KN/10cm 復(fù)合體延 伸 率： <10%復(fù)合體每米質(zhì)量： 120g/m 濾膜質(zhì)量： 120g/m2（75 g/m2） 濾膜滲透系數(shù)： 5×10

8、-4cm/s 濾膜抗拉強(qiáng)度：干態(tài) 60N/cm（ 30N/cm） 濕態(tài) 63N/cm （25N/cm） 濾膜 等效 孔徑 O98： <0.075mm塑料排水板芯槽齒應(yīng)無倒伏現(xiàn)象，板芯材料必須透明、無孔洞、無氣泡且 表面必須平滑。塑料排水板芯板外包濾膜應(yīng)緊貼平整，無皺折和松套現(xiàn)象，粘 合縫必須連續(xù)，縫寬為 5±1mm。濾膜纖維分布必須均勻，無毛絮。2、排水板到貨驗(yàn)收：必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收，每批排水板必須附有廠方合 格證及性能自檢報(bào)告，每卷排水板應(yīng)有良好的包裝，卸裝運(yùn)輸中沒有破損，每 批貨到現(xiàn)場(chǎng)后，必須抽取 5 卷排水板進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，另抽取一組進(jìn)行性能檢 驗(yàn)，檢驗(yàn)合格者方能用于施工

9、。塑料排水板的其它質(zhì)量及檢驗(yàn)要求應(yīng)嚴(yán)格按照 交通部 JTJ/T257-96 塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。五、海上排水板施工設(shè)計(jì)要求插板須穿透第層，板端進(jìn)入下臥第層或第層，插板的深度 根據(jù)插板沉管的阻力由現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格掌握。實(shí)際施工中插板的深度，要求結(jié)合地質(zhì) 勘測(cè)資料來詳細(xì)劃分以確定每一船位的插打深度。一）海上作業(yè)特點(diǎn)：1、要求工作平臺(tái)有足夠的浮性和穩(wěn)定性，使導(dǎo)管插入拔出對(duì)工作無影響， 導(dǎo)桿移邊工作時(shí)不造成平臺(tái)傾斜或顛覆，并要求水下剪板。2、水深看不到灘涂面，看不準(zhǔn)樁位，不能直接放樣決定樁位，只能依靠其 他標(biāo)志船定船位，由工作臺(tái)導(dǎo)桿移動(dòng)來控制樁位，要求工作平臺(tái)盡量大，平臺(tái) 一次定位打設(shè)的排水板根數(shù)盡量

10、多，以減少間距誤差。3、風(fēng)多浪大要求整機(jī)重心低、穩(wěn)定性好，有足夠的抗風(fēng)抗浪性。風(fēng)浪大會(huì) 造成導(dǎo)桿傾斜，影響排水板垂直度。露在外面的排水板隨風(fēng)漂動(dòng)，使濾膜破 損，甚至折斷，亦需保護(hù)。4、潮漲潮落水位呈周期性變化。導(dǎo)桿按同一深度貫入（水深 +入土深度） 亦呈周期性變化，深淺不一，要求隨時(shí)觀測(cè)水位，調(diào)整導(dǎo)管的貫入深度，使排 水板入土深度不變。退潮時(shí)還可能使船只擱淺，在擱淺時(shí)雖可繼續(xù)打設(shè)排水 板，但移動(dòng)船位需待潮水上漲，這樣造成了工作的間隙性。5、海底面不平整，海拋的碎石墊層通常也不平整。在退潮后有時(shí)會(huì)擱淺， 造成平臺(tái)傾斜，要求事先對(duì)碎石墊層進(jìn)行粗平，并配備導(dǎo)桿垂直度調(diào)較裝置。6、離岸距離遠(yuǎn)，要求配備

11、發(fā)電機(jī)及一些生活設(shè)施。7、海水具有腐蝕性，對(duì)平臺(tái)設(shè)備要有防腐蝕措施。（二）機(jī)械設(shè)備選擇：本工程采用的機(jī)械型號(hào)為 HZ25/250 型，該機(jī)械主要性能：1、插設(shè)深度可達(dá)到 25m以上。2、導(dǎo)架可調(diào)整樁架垂直度，保證排水板入土垂直度。3、配有塑料排水板施工質(zhì)量檢驗(yàn)自動(dòng)記錄及監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動(dòng)記錄 塑料排水板施工過程中的以下數(shù)據(jù)：施工日期、時(shí)間、樁號(hào)，每根樁的插入深 度，涂面水深，回帶長度和實(shí)際插入深度，每 天施工完成可累計(jì)樁數(shù)，總工程量所有數(shù)據(jù)存入儲(chǔ)存器；本系統(tǒng)數(shù)據(jù) 的自動(dòng)記錄及數(shù)據(jù)記錄采用先進(jìn)的 FVASHPZRO非M易損性記憶體，保證記錄數(shù)據(jù) 的安全、可靠性，該系統(tǒng)克服了以前由人工在機(jī)架上

12、目測(cè)，記號(hào)的記錄方法， 這就可以避免在施工過程中，由于施工管理人員質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)造成長度不足或 嚴(yán)重回帶，甚至有意識(shí)的偷工減料行為。塑料排水板的插入深度和回帶長度是 無法進(jìn)行事后檢測(cè)的，所以在施工過程中，采用可靠的質(zhì)量保證是非常重要 的，也是十分關(guān)鍵的，該系統(tǒng)當(dāng)排水板插入深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或回帶長度大 于設(shè)計(jì)值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警，以便操作人員迅速、及時(shí)處理、保證施工 質(zhì)量。主要技術(shù)系數(shù)型號(hào)適用范圍HZ25/250型插板船、可浮水定位浮 水插設(shè)，也可露灘插設(shè)，適用于高潮 位時(shí)，水深大于船只吃水深度打設(shè)方法振動(dòng)錘法套管型式及直徑O型 133m每次打設(shè)根數(shù)1根最大打設(shè)深度25米打設(shè)速度180s/根

13、施工能力600m/h臺(tái)班產(chǎn)量240 根三）施工方案：1、插打部署：插板機(jī)械：插板要有專門的水上插板船進(jìn)行施工，插板船必須具有導(dǎo)桿縱 橫移位及垂直度調(diào)整裝置、定位瞄準(zhǔn)裝置、打設(shè)深度指示裝置、回帶指示裝 置，導(dǎo)管的斷面應(yīng)盡可能與排水板形狀相適應(yīng)。采用圓形導(dǎo)管插板，100mm排水板的導(dǎo)管外徑不大于 133mm，以減少插板時(shí)對(duì)周圍上體的擾動(dòng)及涂抹作用， 保證排水效果。導(dǎo)管的驅(qū)動(dòng)應(yīng)采用靜壓振動(dòng)，切忌采用沖擊及水沖法。船頭方 向垂直主壩軸線定位作業(yè)，每一船位寬（ 11.2m）的斷面需要施工 23 個(gè)船 位。2、船只定位放樣： 、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，定出插板船定位控制樁，控制樁距壩內(nèi)側(cè)的第一 排排水板 5m，每樁

14、間距 18.2m。 、根據(jù)定位控制樁在灘涂上插定每船位的縱、橫移動(dòng)樁位，并打設(shè)引 樁，隨時(shí)校對(duì)艙位邊線樁。 、在插板船上標(biāo)定二個(gè)定位點(diǎn)，利用測(cè)繩及定位控制樁確定插板船的位（四）施工工藝： 本次使用回收樁靴法施工，沉管底部由樁靴密封，樁靴由鐵鏈固定， 此工藝已試驗(yàn)成功，如臺(tái)亞公司已施工了近 300 萬延米塑料插板，因此可 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行吸收、總結(jié)，取長補(bǔ)短，并進(jìn)一步制訂出施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)， 在推廣的同時(shí)進(jìn)一步促進(jìn)施工工藝的成熟。施工方法及各道工序的質(zhì)量控制： 、施工工藝流程：復(fù)核定位標(biāo)志樁船體定位樁機(jī)就 位裝帶及樁靴沉管下沉至設(shè)計(jì)底標(biāo)高沉管上提到碎 石面層上約 1m自動(dòng)割帶系統(tǒng)操作提沉管至水面，

15、重新裝 帶檢查并記錄打設(shè)情況樁機(jī)移位，重復(fù)定樁位。 、復(fù)核定位樁：在定位樁與船體之間系上測(cè)繩，并計(jì)算每船與定位樁之 間的距離，使船體定位準(zhǔn)確。船體平行堤軸線布置。船頭、船尾各拋二頭八字 錨，錨纜繩長度為 100m，采用絞錨機(jī)進(jìn)行調(diào)整船體位置。設(shè)計(jì)塑料排水板為正 方形布置，間距為 1.4m，插板船凈空間為長 29.9m 寬 12.2m，每船定位后可插 打排水板 189根。并且，每 10 分鐘根據(jù)潮的漲落調(diào)整錨纜，確保施工時(shí)塑料插 板的平面位置準(zhǔn)確。移船定位偏差不宜超過± 50mm，并在船上標(biāo)出樁位，即在 插板船的船體橫梁上按樁位尺寸標(biāo)好刻度，而插板樁機(jī)可在船體平臺(tái)上前后左 右移動(dòng)。 、

16、為確保打設(shè)長度用垂球隨時(shí)檢測(cè)水深，以便控制打設(shè)深度，每插完一 排塑料排水板，測(cè)量一次水深，調(diào)整一次沉管的入水深度。回帶長度的控制主 要有二方面：一方面要做好樁靴與沉管出口的密封，防止淤泥等進(jìn)入沉管引起 回帶；另一方面觀測(cè)沉管上口與排水板有沒有相對(duì)位移。施工時(shí)必須嚴(yán)格控制 回帶長度，回帶長度不得大于 300mm，且回帶的根數(shù)不得大于總根數(shù)的 5%，如 果超過標(biāo)準(zhǔn)，一般在鄰近 45cm處補(bǔ)打一根。 、排水板上拔后，水下剪帶系統(tǒng)操作，水下剪帶采用軟軸鋸片法。排水 板一卷用完后，采用釘書釘搭接，要求搭接長度 20cm并做到表面平整，且接 頭的質(zhì)量應(yīng)符合塑料排水板施工規(guī)程（ JTJ T25696）的規(guī)定

17、。 、定位后必須調(diào)整導(dǎo)管的垂直度后進(jìn)行插板施工。施工過程中，隨時(shí)調(diào) 整樁機(jī)垂直度，要求垂直度誤差 1.5%。導(dǎo)桿沿平臺(tái)邊作業(yè)時(shí)，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整垂 直度，達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)減少邊沿打設(shè)根數(shù)。擱灘作業(yè)時(shí)，亦應(yīng)及時(shí)調(diào)整垂直 度，達(dá)不到要求時(shí)不能施工。導(dǎo)管的傾斜度與打設(shè)的深度有關(guān)，一般1020m時(shí)不大于 1.0%。 、為防止排水板打設(shè)過程中出現(xiàn)扭結(jié)現(xiàn)象，在沉管下沉?xí)r，用人工拉緊 排水板。為減少海水中的泥土堵塞排水板頭的排水，在剪帶時(shí)外露長度應(yīng)長于 40cm，使排水板的外露部分能自然下垂。 打設(shè)過程中逐根做好施工原始記錄。（可與自動(dòng)記錄互較） 、局部地段塑料排水板設(shè)計(jì)長度為 28m，施工時(shí)由于接長加高了機(jī)架高

18、度，在海上施工降低了安全程度，因此當(dāng)風(fēng)力大于 6 級(jí)應(yīng)停止施工，且樁機(jī)與 插板平臺(tái)周邊保持一定距離，以免平臺(tái)傾斜過大。五）施工質(zhì)量控制問題：1、排水板打設(shè)：穿板時(shí)不能碰傷，劃破濾膜，不合要求的不能使用。打設(shè) 速度與間距按設(shè)計(jì)要求調(diào)整好。塑料板需要接長時(shí)，應(yīng)剝開濾膜使芯板順槽搭 接，搭接長度不小于 300mm。然后包好濾膜再用釘板機(jī)釘牢。保持搭接處不進(jìn) 淤泥，芯子搭接不堵塞通道。插完后排水板露出碎石墊層面不能小于400mm。因此應(yīng)時(shí)深測(cè)水深，根據(jù)水深調(diào)整割刀長度。2、間距誤差及控制：間距誤差不大于 +50-200mm，隨潮位的漲落隨時(shí)調(diào) 整錨鏈，使船只停留原位，由導(dǎo)桿的移位保證插板間距、船位樁位

19、定設(shè)準(zhǔn)確， 確保樁位平面尺寸誤差 +50 -200mm。3、回帶誤差及控制：回帶誤差不大于 300mm，回帶率小于 5%，如若超過， 除檢查樁靴是否磨損需更換外，應(yīng)在旁邊補(bǔ)打一根。4、排水板回帶控制辦法：施工憑振動(dòng)頭插到底后向上提拔沉管時(shí)，如果回 帶，則排水板帶在沉管口不移動(dòng)，等到排水板帶移動(dòng)，量一下沉管上提高度， 此高度也就是回帶長度；如果回帶超過 300mm，則應(yīng)在旁補(bǔ)打一根。5、隨時(shí)調(diào)整樁機(jī)沉管垂直度，控制垂直度偏差 1.5%。6、深度控制：海上作業(yè)一般要求 10min 觀察潮位標(biāo)，調(diào)整一次導(dǎo)管入水深 度，漲潮時(shí)逐一加長導(dǎo)管入水深度，退潮時(shí)逐一減少導(dǎo)管入水深度，始終保持 導(dǎo)管入土濃度不變

20、。7、隨時(shí)檢測(cè)水深，調(diào)整沉管入水深度，在樁機(jī)主桿上準(zhǔn)確畫上刻度線，使 樁長控制一目了然。8、塑料排水板海上施工的基本要求： 可歸納為六個(gè)字，即插板（垂直排水通道）要“準(zhǔn)”、“勻”、“深”、 “直”、達(dá)到級(jí)，浪高達(dá)到 m時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)，進(jìn)行就地拋錨固定；當(dāng)預(yù) 報(bào)風(fēng)力達(dá)到級(jí)，浪高達(dá)到 1.7 2.5m 時(shí)，應(yīng)做好隨時(shí)撤退準(zhǔn)備工作；當(dāng)氣象 預(yù)報(bào)為風(fēng)力達(dá)到九級(jí)或九級(jí)以上，風(fēng)浪高達(dá)到 2.5m 以上時(shí)，船員應(yīng)預(yù)先將船只 駛進(jìn)避風(fēng)港灣內(nèi)，并拋好錨，安全固定船只后，所有人員撤退到基地待命或岸 上其他安全地方。6、樁機(jī)行走及插板深度等應(yīng)有限位裝置。7、絲繩磨損情況應(yīng)做到心中有數(shù)，該更換的就更換，軋頭固定情況應(yīng)

21、符合 規(guī)范要求。8、保證柴油機(jī)正常動(dòng)作，隨時(shí)檢查柴油機(jī)機(jī)油、電纜線的完好程度。六、原位觀測(cè)成果分析 ：根據(jù)鎮(zhèn)海發(fā)電廠 3#貯灰場(chǎng)圍堤工程原位測(cè)試實(shí)施細(xì)則，對(duì)圍堤工程在 施工期分階段進(jìn)行了十字板強(qiáng)度試驗(yàn)，以了解地基在使用排水板進(jìn)行處理后強(qiáng) 度固結(jié)增長的情況。水科院在整個(gè)圍堤施工過程中共進(jìn)行了三次十字板強(qiáng)度試 驗(yàn)，分別為：第一次， 2000年 4 月原位觀測(cè)設(shè)備埋設(shè)期間，圍堤工程塊石荷載 尚未堆筑時(shí)，分別在二個(gè)測(cè)試斷面內(nèi)海側(cè)進(jìn)行了天然地基狀態(tài)的十字板強(qiáng)度試 驗(yàn)；第二次， 2001年 2 月在圍堤工程二個(gè)測(cè)試段塊石荷載分別堆筑至 4.5m 和 5.7m時(shí)再次進(jìn)行十字板強(qiáng)度試驗(yàn)；第三次（本次）， 2002年 5月在圍堤工程 二個(gè)測(cè)試斷面已施工完工時(shí)（除 3+900 測(cè)試段還有最后 15cm砼路面未澆筑）， 再次進(jìn)行了十字板強(qiáng)度試驗(yàn)； 3+900 測(cè)試段與 2+100測(cè)試段各完成三孔十字板 試驗(yàn)，共試驗(yàn)孔編號(hào)及位置見圖 1、2?，F(xiàn)主要將第三次試驗(yàn)結(jié)果簡單整理分析如下：1、6孔十字板試驗(yàn)資料分別點(diǎn)繪于綜合圖 3圖8。在第二次（ 2001年2 月）十字板試驗(yàn)時(shí)，即在堆載 68 個(gè)月時(shí)， -9.0 以