CN109083100B - 一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，包括先后进行的地基处理阶段和河道开挖阶段。所述地基处理阶段包括地基浅层处理和地基深层处理。所述地基浅层处理采用真空预压方法并包括依次进行的铺设工作垫层步骤、打设排水板步骤、排布真空管网步骤、铺设无纺布和密封膜步骤、安装抽真空装置步骤、真空预压步骤以及卸载和整平步骤。所述地基深层处理采用堆载预压方法并包括依次进行的铺设排水砂垫层步骤、打设排水板步骤、堆载和稳压步骤以及卸载和检测步骤。本发明的河道开挖施工工艺，采用真空预压和堆载预压相结合的方法处理地基，具有工期短、费用低、无噪音、排水效果显著，地基固结效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺。
背景技术
近年来,随着城市建设的持续快速发展,土地资源短缺问题日益严重,滩涂开发利用成为开辟新土地资源的重要途径，对于合理利用滩涂和岸线资源、大力发展滨海商务、会议展览，培育现代服务业、促进滨海旅游产业和海洋文化产业发展具有十分重要的意义。这其中又以潮汐河口地区以及沿海地区围填海工程较多，它是通过人工修筑堤坝、填埋土石方等工程措施将天然海域空间改变成陆地，它是当前我国海岸开发利用的主要形式。围海成陆工程一个重要环节就是先在滩涂或岸线上用堤坝圈围成一个区域，再在围区内进行吹填成陆。但在陆域形成后，为排洪、排涝、输水、航运等单项或综合用途，还要在陆域区内开挖一些河道。由于用于吹填成陆的泥砂含水量较高，孔隙比大，抗剪强度很低，压缩性高，属于软土地基，这种土一旦受到扰动，土的强度显著降低，甚至呈流动状态，因此需要对地基进行处理后才能开挖成河。目前地基处理的方法主要有：
1)轻夯多遍处理方法：该方法质量不可控，并且容易破坏土体结构；
2)电渗法：该方法所用设备复杂，使用范围小；
3)爆破挤淤法：该方法成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，它采用真空预压和堆载预压相结合的方法处理地基，具有工期短、费用低、无噪音、排水效果显著，地基固结效果好等优点。
本发明的目的是这样实现的：一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，包括先后进行的地基处理阶段和河道开挖阶段；
所述地基处理阶段包括地基浅层处理和地基深层处理；
所述地基浅层处理采用真空预压方法并包括依次进行的铺设工作垫层步骤、打设排水板步骤、排布真空管网步骤、铺设无纺布和密封膜步骤、安装抽真空装置步骤、真空预压步骤以及卸载和整平步骤；
进行所述铺设工作垫层步骤时，采用150g/㎡的编织土工布作为工作垫层，编织土工布先在加工场采用包缝或丁缝方式拼接，搭接宽度不小于200mm，再利用围堤和浮桥抬入工作垫层至施工区，然后人工站在泡沫板上直接在泥面上进行展卷铺设；铺设时应有一定褶皱，以预留真空预压过程中的沉降；
进行所述打设排水板步骤时，先根据地基处理深度、卷板长度、板头预留长度确定排水板的下料长度，集中裁板，接着将每根排水板的下端口闭合，再通过吹填区围堰和浮桥运送至施工区内，然后人工定点插置排水板，插置间距为0.8m，正方形布置，插置深度为5m，露头50cm；
进行所述排布真空管网步骤时，真空管网由若干根平行布置的主滤管和多根沿排水板的排列方向平行布置并与主滤管垂直连接的支滤管构成；所述主滤管采用φ50mm的波纹管，主滤管的布设间距为12m；所述支滤管采用φ40mm的波纹管，支滤管的布设间距与排水板的排距相同，同一排排水板的上端与对应的一根支滤管绑扎连接；
进行所述铺设无纺布和密封膜步骤时，采用200g/㎡的无纺布，无纺布与支滤管形成水平排水通道，同时保证密封膜不会因排水板和支滤管的接头破损；无纺布铺设时保持一定褶皱，以预留真空预压沉降；密封膜采用厚度为0.12～0.16mm的聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，铺设2层，根据各个真空预压分区的形状在加工厂热合成型；人工铺设密封膜时，密封膜的四周分单层应压入压膜沟的淤泥面以下不少于0.8m，确保真空预压分区膜下密封；
进行所述安装抽真空装置步骤时，真空泵采用功率为7.5kW的射流泵并与主滤管连接，真空泵应能形成不小于96kPa的真空压力，维持膜下真空度不小于80kPa；
进行所述真空预压步骤时，要按照以下流程抽真空以逐级增加膜下真空度：试抽→30kPa真空→50kPa真空→80kPa真空；维持满载80kPa真空的时间不小于60天；
所述地基深层处理采用堆载预压方法并包括依次进行的铺设排水砂垫层步骤、打设排水板步骤、堆载和稳压步骤以及卸载和检测步骤；
进行所述铺设排水砂垫层步骤时，先清除密封膜、无纺布和管网，再铺设1m厚的排水砂垫层；
进行所述打设排水板步骤时，在陆上采用插板机打设排水板，排水板的插置深度为30m，并与地基浅层处理时打设的排水板错开插置；
进行所述堆载和稳压步骤时，由自卸汽车将堆载料运输至施工区域内堆放，同时采用挖掘机及铲车进行堆载料的摊铺施工，摊铺作业分层进行，每层厚度不大于1m，直到堆载至设计标高；堆载稳压时间必须满足设计要求；
进行所述卸载和检测步骤时，当堆载稳压时间及沉降数值满足工程要求后，开始进行卸载施工，并整平至设计标高形成最终陆域；卸载施工采用挖掘机和自卸汽车，卸载料通过自卸汽车运输至指定区域再次堆载预压或者回填密实；
进行所述河道开挖阶段时，先采用挖掘机进行开挖施工，河道的底标高为+0.0m；并利用河道内挖出的淤泥土填筑河道断面理坡，多余土方采用自卸卡车运至指定弃土区，然后对河道两侧边坡进行生态护坡施工，生态护坡结构自下至上依次为20cm厚的碎石垫层、一层无纺土工布、25cm厚的种植土和15cm边长的预制混凝土六边形框格，框格内填铺10cm厚的种植土。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行所述铺设工作垫层步骤之前，先在吹填泥面上沿着处理区的周边搭设浮桥；浮桥采用泡沫板和竹胶板搭设，并绑扎牢固形成整体通道，浮桥的两侧均绑扎竹竿，保证施工人员在浮桥上行走安全。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行所述排布管网步骤时，还要埋设监测仪器。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行所述真空预压步骤时，还要预备备用真空泵。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行所述地基深层处理的打设的排水板和地基深层处理时打设的排水板均为C型排水板。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行所述堆载和稳压步骤时，堆载料采用开山石。
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，进行地基浅层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力、膜下真空度和地下水位；
进行地基深层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力和土体深层分层沉降；
进行地基浅层处理期的表层沉降观测时，每个真空预压分区布置3个面层沉降板；
进行地基深层处理期的表层沉降观测时，以每间隔100m布置一块沉降板并采用水准仪和水准测尺测量；
进行地基浅层处理期的孔隙水压力观测时，每个真空预压分区布置2个孔隙水压力计；
进行地基深层处理期的孔隙水压力观测时，以每间隔300m设置一个孔隙水压力观测孔，每个孔隙水压力观测孔内沿深度方向间隔3m布置一个孔隙水压力计；
进行膜下真空度观测时，每个真空预压分区内布置5个膜下真空度观测点；
进行地下水位观测时，每两个真空预压分区布置一个地下水位观测点；
进行土体深层分层沉降观测时，以每间隔300m布置一个分层沉降观测孔，每个分层沉降观测孔沿深度方向每间隔为2～3m布置一个分层沉降仪；
上述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其中，所述沉降板包括底板和与底板的中心连接的沉降杆；底板采用厚度为8mm，尺寸为50cm×50cm的钢板，底板的中心部位安装一个用于连接沉降杆的螺丝接头，沉降杆用φ40mm的镀锌钢管制作，沉降杆的长度根据吹填标高和设计沉降量加1m来确定。
本发明的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺具有如下特点:
1.采用真空预压法进行地基的浅层处理，不需要施加实体荷载，具有工期短、费用低、无噪音、排水效果显著、处理效果容易控制等优点；
2.采用堆载预压法进行地基的深层处理，固结效果好，有效提高了软地基的固结度和稳定性，使地基表面的沉降量达到80cm以上，地基平均固结度超过90％，满足了开挖河道对地基的物理要求，为河道开挖提供了可靠保证。
附图说明
图1是本发明的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，包括先后进行的地基处理阶段和河道开挖阶段。
地基处理阶段包括先后进行的地基浅层处理和地基深层处理；
地基浅层处理的处理深度为5m，采用真空预压方法并包括依次进行的铺设工作垫层步骤、打设排水板步骤、排布真空管网步骤、铺设无纺布和密封膜步骤、安装抽真空装置步骤、真空预压步骤以及卸载和整平步骤；
先在吹填泥面上沿着处理区的周边搭设浮桥；浮桥采用泡沫板和竹胶板搭设，并绑扎牢固形成整体通道；浮桥的两侧均绑扎竹竿，保证施工人员在浮桥上行走安全。
进行铺设工作垫层步骤时，采用150g/㎡的编织土工布作为工作垫层，编织土工布先在加工场采用包缝或丁缝方式拼接，搭接宽度不小于200mm，再利用围堤和浮桥抬入工作垫层至施工区，然后人工站在泡沫板上直接在泥面上进行展卷铺设；铺设时应有一定褶皱，以预留真空预压过程中的沉降；
进行打设排水板步骤时，采用C型排水板；先根据地基处理深度、卷板长度、板头预留长度确定排水板的下料长度，集中裁板，接着将每根排水板的下端口闭合，即将排水板的下端预留一小段滤膜，将预留的滤膜翻折后用订书钉固定；再通过吹填区围堰和浮桥运送至施工区内，然后人工定点插置排水板，插置间距为0.8m，正方形布置，插置深度为5m，露头50cm；
进行排布真空管网步骤时，还要埋设监测仪器；真空管网由若干根平行布置的主滤管和多根沿排水板的排列方向平行布置并与主滤管垂直连接的支滤管构成；主滤管采用φ50mm的波纹管，主滤管的布设间距为12m；支滤管采用φ40mm的波纹管，支滤管的布设间距与排水板的排距相同，同一排排水板的上端与对应的一根支滤管绑扎连接；
进行铺设无纺布和密封膜步骤时，采用200g/㎡的无纺布，无纺布铺设时保持一定褶皱，以预留真空预压沉降；密封膜采用厚度为0.12～0.16mm的聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，铺设2层，根据各个真空预压分区的形状在加工厂热合成型；人工铺设密封膜时，密封膜的四周分单层应压入压膜沟的淤泥面以下不少于0.8m，确保真空预压分区膜下密封，使地基与大气层隔离；
进行安装抽真空装置步骤时，真空泵采用功率为7.5kW的射流泵并与主滤管连接，射流泵应能形成不小于96kPa的真空压力，以维持膜下真空度不小于80kPa；还要预备备用真空泵，以防止施工过程中真空泵损坏；
进行真空预压步骤时，要按照以下流程抽真空以逐级增加膜下真空度：试抽→30kPa真空→50kPa真空→80kPa真空；维持满载80kPa真空的时间不小于60天；抽真空期间重复踩密封膜，加强对密封膜面的护理，发现漏气及时修补，抽真空期间应保证压膜沟的密封效果，出现缺泥时应及时补填淤泥；
进行卸载和整平步骤时，安排铲车、挖掘机进行整平。
进行地基浅层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力、膜下真空度和地下水位；
进行表层沉降观测时，每个真空预压分区布置3个面层沉降板并采用水准仪和水准测尺测量；沉降板包括底板和与底板的中心连接的沉降杆；底板采用厚度为8mm，尺寸为50cm×50cm的钢板，底板的中心部位安装一个用于连接沉降杆的螺丝接头，沉降杆用φ40mm的镀锌钢管制作，沉降杆的长度根据吹填标高和设计沉降量加1m来确定；
进行孔隙水压力观测时，每个真空预压分区布置2个孔隙水压力计；
进行膜下真空度观测时，每个真空预压分区内布置5个膜下真空度观测点；
进行地下水位观测时，每两个真空预压分区布置一个地下水位观测点。
地基深层处理的处理深度为30m，采用堆载预压方法并包括依次进行的铺设排水砂垫层步骤、打设排水板步骤、堆载和稳压步骤以及卸载和检测步骤；
进行铺设排水砂垫层步骤时，先清除密封膜、无纺布和管网，再铺设1m厚的排水砂垫层，排水砂垫层的作用是在软土顶面增加一个排水面，在堆载的过程中，荷载逐渐增加，促使软土地基排水固结渗出的水能从砂垫层中排走；
进行打设排水板步骤时，在陆上采用插板机打设排水板，采用C型排水板；排水板的插置深度为30m，并与地基浅层处理时打设的排水板错开插置；
进行堆载和稳压步骤时，由自卸汽车将堆载料运输至施工区域内堆放，同时采用挖掘机及铲车进行堆载料的摊铺施工，堆载料采用甲供开山石；堆载料的摊铺作业分层进行，每层厚度不大于1m；摊铺至+8.0m～+10.0m的标高；堆载稳压时间必须满足设计要求，即堆载预压加载及恒载期间地基沉降速率不大于15mm/天，加载期位移每昼夜小于5mm；
进行卸载和检测步骤时，当堆载稳压时间及沉降数值满足工程要求后，即根据沉降曲线推算软土平均固结度大于90％并且沉降速率小于1mm/天后，方可开始进行卸载施工，并整平至+4.0m的标高形成最终陆域；卸载施工采用挖掘机和自卸汽车，卸载料通过自卸汽车运输至指定区域再次堆载预压或者回填密实；卸载完成后安排挖掘机和推土机等进行场地平整。
进行地基深层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力和土体深层分层沉降；
进行表层沉降观测时，以每间隔100m布置一块沉降板并采用水准仪和水准测尺测量；
进行孔隙水压力观测时，以每间隔300m设置一个孔隙水压力观测孔，每个孔隙水压力观测孔内沿深度方向间隔3m布置一个孔隙水压力计；
进行土体深层分层沉降观测时，以每间隔300m布置一个分层沉降观测孔，每个分层沉降观测孔沿深度方向每间隔为2～3m布置一个分层沉降仪。
进行河道开挖阶段时，采用挖掘机进行开挖施工，河道的底标高为+0.0m；并利用河道内挖出的淤泥土填筑河道断面理坡，多余土方采用自卸卡车运至指定弃土区，然后对河道两侧边坡进行生态护坡施工，生态护坡结构自下至上依次为20cm厚的碎石垫层、一层无纺土工布、25cm厚的种植土和15cm边长的预制混凝土六边形框格，六边形框格内填铺10cm厚的种植土。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.一种吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，包括先后进行的地基处理阶段和河道开挖阶段；其特征在于，所述地基处理阶段包括地基浅层处理和地基深层处理；
所述地基浅层处理采用真空预压方法并包括依次进行的铺设工作垫层步骤、打设排水板步骤、排布真空管网步骤、铺设无纺布和密封膜步骤、安装抽真空装置步骤、真空预压步骤以及卸载和整平步骤；
进行所述铺设工作垫层步骤时，采用150g/㎡的编织土工布作为工作垫层，编织土工布先在加工场采用包缝或丁缝方式拼接，搭接宽度不小于200mm，再利用围堤和浮桥抬入工作垫层至施工区，然后人工站在泡沫板上直接在泥面上进行展卷铺设；铺设时应有一定褶皱，以预留真空预压过程中的沉降；
进行所述打设排水板步骤时，先根据地基处理深度、卷板长度、板头预留长度确定排水板的下料长度，集中裁板，接着将每根排水板的下端口闭合，再通过吹填区围堰和浮桥运送至施工区内，然后人工定点插置排水板，插置间距为0.8m，正方形布置，插置深度为5m，露头50cm；
进行所述排布真空管网步骤时，真空管网由若干根平行布置的主滤管和多根沿排水板的排列方向平行布置并与主滤管垂直连接的支滤管构成；所述主滤管采用φ50mm的波纹管，主滤管的布设间距为12m；所述支滤管采用φ40mm的波纹管，支滤管的布设间距与排水板的排距相同，同一排排水板的上端与对应的一根支滤管绑扎连接；
进行所述铺设无纺布和密封膜步骤时，采用200g/㎡的无纺布，无纺布与支滤管形成水平排水通道，同时保证密封膜不会因排水板和支滤管的接头破损；无纺布铺设时保持一定褶皱，以预留真空预压沉降；密封膜采用厚度为0.12～0.16mm的聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，铺设2层，根据各个真空预压分区的形状在加工厂热合成型；人工铺设密封膜时，密封膜的四周分单层应压入压膜沟的淤泥面以下不少于0.8m，确保真空预压分区膜下密封；
进行所述安装抽真空装置步骤时，真空泵采用功率为7.5kW的射流泵并与主滤管连接，真空泵应能形成不小于96kPa的真空压力，维持膜下真空度不小于80kPa；
进行所述真空预压步骤时，要按照以下流程抽真空以逐级增加膜下真空度：试抽→30kPa真空→50kPa真空→80kPa真空；维持满载80kPa真空的时间不小于60天；
所述地基深层处理采用堆载预压方法并包括依次进行的铺设排水砂垫层步骤、打设排水板步骤、堆载和稳压步骤以及卸载和检测步骤；
进行所述铺设排水砂垫层步骤时，先清除在浅层地基处理时铺设的密封膜和无纺布以及在浅层地基处理时排布的管网，再铺设1m厚的排水砂垫层；
进行所述打设排水板步骤时，在陆上采用插板机打设排水板，排水板的插置深度为30m，并与地基浅层处理时打设的排水板错开插置；
进行所述堆载和稳压步骤时，由自卸汽车将堆载料运输至施工区域内堆放，同时采用挖掘机及铲车进行堆载料的摊铺施工，摊铺作业分层进行，每层厚度不大于1m，直到堆载至设计标高；堆载稳压时间必须满足设计要求；
进行所述卸载和检测步骤时，当堆载稳压时间及沉降数值满足工程要求后，开始进行卸载施工，并整平至设计标高形成最终陆域；卸载施工采用挖掘机和自卸汽车，卸载料通过自卸汽车运输至指定区域再次堆载预压或者回填密实；
进行所述河道开挖阶段时，先采用挖掘机进行开挖施工，河道的底标高为+0.0m；并利用河道内挖出的淤泥土填筑河道断面理坡，多余土方采用自卸卡车运至指定弃土区，然后对河道两侧边坡进行生态护坡施工，生态护坡结构自下至上依次为20cm厚的碎石垫层、一层无纺土工布、25cm厚的种植土和15cm边长的预制混凝土六边形框格，框格内填铺10cm厚的种植土。
2.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行所述铺设工作垫层步骤之前，先在吹填泥面上沿着处理区的周边搭设浮桥；浮桥采用泡沫板和竹胶板搭设，并绑扎牢固形成整体通道，浮桥的两侧均绑扎竹竿，保证施工人员在浮桥上行走安全。
3.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行所述排布管网步骤时，还要埋设监测仪器。
4.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行所述真空预压步骤时，还要预备备用真空泵。
5.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行所述地基深层处理的打设的排水板和地基深层处理时打设的排水板均为C型排水板。
6.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行所述堆载和稳压步骤时，堆载料采用开山石。
7.根据权利要求1所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，进行地基浅层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力、膜下真空度和地下水位；
进行地基深层处理时，还要现场观测表层沉降、孔隙水压力和土体深层分层沉降；
进行地基浅层处理期的表层沉降观测时，每个真空预压分区布置3个面层沉降板；
进行地基深层处理期的表层沉降观测时，以每间隔100m布置一块沉降板并采用水准仪和水准测尺测量；
进行地基浅层处理期的孔隙水压力观测时，每个真空预压分区布置2个孔隙水压力计；
进行地基深层处理期的孔隙水压力观测时，以每间隔300m设置一个孔隙水压力观测孔，每个孔隙水压力观测孔内沿深度方向间隔3m布置一个孔隙水压力计；
进行膜下真空度观测时，每个真空预压分区内布置5个膜下真空度观测点；
进行地下水位观测时，每两个真空预压分区布置一个地下水位观测点；
进行土体深层分层沉降观测时，以每间隔300m布置一个分层沉降观测孔，每个分层沉降观测孔沿深度方向每间隔为2～3m布置一个分层沉降仪。
8.根据权利要求7所述的吹泥成陆后的河道开挖施工工艺，其特征在于，所述沉降板包括底板和与底板的中心连接的沉降杆；底板采用厚度为8mm，尺寸为50cm×50cm的钢板，底板的中心部位安装一个用于连接沉降杆的螺丝接头，沉降杆用φ40mm的镀锌钢管制作，沉降杆的长度根据吹填标高和设计沉降量加1m来确定。
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