塑料排水板施工新工藝

 塑料排水板施工新工藝

　　摘要：本文主要是針對處理吹填淤泥等超軟地基施工，在取消了傳統(tǒng)砂墊層的情況下，如何在淤泥面采用改良過的輕型插板機進行插板作業(yè)。同時結(jié)合在在建工程——大亞灣石化區(qū)H1地塊軟基處理工程中的成功應用，詳細介紹了施工工藝、施工機械與設備、施工優(yōu)勢，以及本工藝廣闊的發(fā)展前景。

　　關鍵字：排水板;工藝;淤泥面

　　隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人類對土地的需求量越來越大，全國各地的圍海造陸工程也日益增多。圍海造陸多采用吹填方式形成。目前的吹填材料除了砂以外，很大一部分為淤泥，其主要來自沿海地區(qū)航道疏浚和泊位擴建挖掘。用該淤泥直接進行吹填造陸，不僅經(jīng)濟，而且可以很好地解決污染問題，但由此帶來的吹填淤泥加固問題也越來越引起人們的關注。本文以大亞灣石化區(qū)H1地塊軟基處理工程成功的插板經(jīng)驗為例，詳細介紹在吹填淤泥面直接施插塑料排水板的施工工藝。

　　一、概述

　　大亞灣石化區(qū)H1地塊軟基處理工程位于惠州市大亞灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，是大亞灣石化區(qū)圍海造陸規(guī)劃中的重點工程。本工程是對周邊碼頭港池與航道疏浚而帶來的吹填淤泥進行地基加固處理。

　　對于處理吹填淤泥等超軟地基，傳統(tǒng)的塑料排水板施工多使用竹笆、土工布、中粗砂等材料作為施工墊層，采用中大型的機械進行插板作業(yè)，如：軌道式插板機、履帶式插板機等。但由于大亞灣地區(qū)砂源緊張，合適的中粗砂更為緊缺，加之本工程所處海域水深較淺，大型的吹砂船無法停靠，所以砂墊層的施工難度頗大。綜合了以上各種因素，認為傳統(tǒng)的插板施工工藝不具有太大的優(yōu)勢和可行性，故提出了“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”的施工理念，經(jīng)過精心的設計與試驗，在本工程的塑料排水板施工中取得了成功，并總結(jié)形成了一套全新的塑料排水板施工工藝。

　　二、淤泥面插板施工工藝

　　吹填淤泥大多具有抗剪強度低，壓縮性高，易變形的特性，承載力平均在20kPa～40kPa之間。

　　本工程淤泥的物理力學性質(zhì)見下表：                

　　淤泥承載力情況直觀表現(xiàn)為人在泥面無法正常行走，只能緩慢地爬行，直接上插板機械是不可能的。所以，選擇輕便、靈活的插板機械和在淤泥面鋪設施工平臺是解決問題最為有效的途徑。下面結(jié)合本工程的成功經(jīng)驗，詳細闡述“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”的施工工藝。

　�。ㄒ唬┹p型液壓插板機

　　傳統(tǒng)的插板機械中最為靈活機動的要屬由挖掘機改造的液壓式插板機了，在本工程中依然延續(xù)此思路，選擇了市面上重量最輕，而且移動靈活、方便的玉柴YC13—6型挖掘機進行改裝。同時根據(jù)插板深度的要求，專門設計了以不銹鋼為主要材料的樁架和導管，并配備了高效的液壓馬達和傳動鏈條。

　　1、YC13—6型挖掘機

　　YC13—6是玉柴挖掘機系列元老級機型，技術(shù)成熟，其具有體型小，工作效率高，作業(yè)成本低，穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點，而且在市面上應用廣泛，購買或租賃都十分容易。

　　YC13—6型挖掘機外形及主要性能參數(shù)表：                

　　YC13—6型挖掘機1.5t的整機重量和27Kpa的接地比壓使其在眾多的挖掘機中具有極為突出的先天優(yōu)勢，完全符合輕型、靈活的特點，為其在淤泥面行走提供了充足的條件和保障。同時考慮到在淤泥面直接插板導管的阻力較小，對插板機的施插力度要求不高，16MPa的液壓系統(tǒng)已經(jīng)可以完全滿足插板施工的作業(yè)強度要求。

　　2、樁架與導管

　　輕型液壓插板機的樁架和導管均采用強度高、耐腐性好的不銹鋼作為主要材料，保證了導管長時間接觸海水而不易腐蝕。

　　樁架采用三角桁架形式，每節(jié)樁架長3.3m，以2條φ40mm和1條φ50mm不銹鋼管為主框架，中間采用φ20mm不銹鋼管按照60cm間距進行加固。本工程根據(jù)處理深度的要求，樁架總長度10.5m(含底部支腳)，由3節(jié)樁架組合而成，每節(jié)樁架之間用法蘭連接。

　　導管由5mm厚不銹鋼板制成菱形套管，長度10m。在導管的制作過程中要盡量減少內(nèi)部焊點的數(shù)量，以減小排水板在導管中的摩擦阻力。導管口的打磨處理是導管制作工程中的重要工序。由于輕型液壓插板機的施插力度與傳統(tǒng)的插板機械有較大差距，故在施插過程中塑料排水板不易插入較為堅硬的下臥層，如導管口不夠光滑，則極易發(fā)生“夾板”現(xiàn)象，從而導致施工中排水板的回帶現(xiàn)象增多。根據(jù)施工中的實踐經(jīng)驗，導管口在打磨光滑的同時，應在排水板兩側(cè)留有2cm左右的富裕寬度，并在管口外側(cè)增加鋼片進行加固，確保在長時間的插板作業(yè)過程中管口不輕易發(fā)生形變。

　　3、液壓馬達與鏈條

　　液壓馬達是輕型液壓插板機的動力裝置，它直接與挖掘機的液壓系統(tǒng)相連，是整套插板機械最為主要的零部件之一。

　　本工程中的輕型液壓插板機使用BMR—100型軸向配油擺線液壓馬達，其主要特點表現(xiàn)為：①采用了軸向配油結(jié)構(gòu)，體積小、重量輕。②內(nèi)置2個單向閥，不需要外接泄油管。③采用了有滾柱的擺線輪組，摩擦力小，機械效率高。

　　BMR—100型軸向配油擺線液壓馬達技術(shù)參數(shù)：                       

 　　鏈條作為輕型液壓插板機的傳動裝置，需要根據(jù)使用時間的長短和季節(jié)、氣溫的變化經(jīng)常進行保養(yǎng)和調(diào)整，以避免在施工過程中發(fā)生脫鏈等現(xiàn)象。

　　輕型插板機施工作業(yè)示意圖：                     

　�。ǘ�）可移動施工平臺

　　可移動施工平臺由編織土工布、鋼管（雙層）、木板三部分組成。

　　1、鋪設編織土工布

　　本工程中采用了250g/m2（4m×500m）編織土工布作為施工平臺的第一層，其具有強度高、耐腐蝕、施工方便等眾多優(yōu)點。將成卷的編織土工布在加固區(qū)外裁開，用手工縫紉機雙線縫制，每塊土工布面積在4000～6000m2之間，并折疊成卷，以便于鋪設。

　　將已縫制好的土工布抬至加固區(qū)內(nèi)，由人工延折疊的方向順序鋪開，靠近岸邊位置用木樁將其固定，待土工布全部攤開后，將相鄰的土工布用手工縫紉機縫合。編織土工布應將整個加固區(qū)鋪滿，并連接成整體。為減小施工難度，應選擇順風方向鋪設，同時注意縫合位置的牢固性。鋪設好土工布后，施工人員已經(jīng)可以在淤泥上行走。

　　2、鋪設鋼管

　　在已鋪設完成的土工布上搭雙層φ50mm鋼管，每排鋼管間距60cm。兩層鋼管鋪設方向相互垂直，鋼管間用扣件連接，垂直搭界位置用綁繩綁緊。

　　鋼管是整個移動平臺的骨架，可以有效地提高整個施工平臺的承重能力。鋪設面積應根據(jù)插板機械的總體作業(yè)范圍來確定，一般超過作業(yè)面積40%較為合適。在某一區(qū)域插板作業(yè)完成后，將鋼管拆卸，并移至下一施工區(qū)域鋪設，鋼管可以循環(huán)使用，以節(jié)省材料的投入。                 

　　3、移動木板平臺

　　移動木板平臺由6—8塊300cm×25cm×5cm的小木板組合而成，在每塊小木板兩側(cè)設置把手，以便于施工人員搬運。

　　輕型插板機通過小木板的循環(huán)順序搬運，從而達到在淤泥面上移機、定位的目的。木板平臺與插板機機位移動過程詳見上圖。

　　此“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”的塑料排水板施工工藝，已經(jīng)在大亞灣石化區(qū)H1地塊軟基處理工程中得到了實踐的驗證，并通過在實際施工不斷地優(yōu)化與改良，現(xiàn)已成為一種成熟的塑料排水板施工新工藝。

　　三、施工工藝的優(yōu)勢與發(fā)展前景

　　“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”施工工藝在處理吹填淤泥等超軟基的加固施工中具有其突出的優(yōu)勢：施工中采用“泥面可移動施工平臺”取代了傳統(tǒng)的砂墊層，避免了對海（河）砂等自然資源的過度開采，同時還有效的減少了工程的投資費用；輕型液壓插板機具有機動、靈活的特點，而且作業(yè)能力絲毫不遜于各種傳統(tǒng)的插板機械，單機日平均插板可以達到5000m以上；整套插板機械設備改裝、托運、維修等費用相對較低，可以有效的減少工程的施工投入成本；而且輕型液壓插板機耗能低，對環(huán)境的污染與傳統(tǒng)的插板機械相比也體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

　　雖然本施工工藝在超軟地基的塑料排水板施工中具有諸多優(yōu)勢，但在實際的施工中還存在一些有待解決的問題：此輕型液壓插板機是根據(jù)現(xiàn)有工程的處理深度要求10m而專門設計的，如增加樁架與導管的長度，整機在移動定位過程中有可能出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，所以在處理深度方面還具有一定的局限性；同時由于場地的條件與機械自身的特點，在實際的插板施工中，樁架的垂直度控制相對較困難，要求操作人員有較高的熟練程度，同時必須加強現(xiàn)場的施工管理。

　　綜上所述，“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”施工工藝還具有很大改進與優(yōu)化的空間，比如加大挖掘機履帶的寬度和間距，增大其接地面積，提高整機的穩(wěn)定性，從而可以滿足處理更深層淤泥的要求；還可以通過對可移動平臺的改進，使其可以承受更為大型的插板機械，進一步提升工作效率；而且在樁架、套管、液壓馬達等零部件的設計和選擇上也都是大有文章可做的。

　　近幾年，我國沿海地區(qū)的圍海造地工程蓬勃發(fā)展，北至天津、曹妃甸，南到惠州、珠海、深圳等地，都有大規(guī)模的港區(qū)和圍海造地工程，隨之而來的處理吹填淤泥的超軟基加固工程也將具有十分廣闊的市場。“輕型液壓插板機+泥面可移動施工平臺”施工工藝的實踐成功，給塑料排水板施工提供了一種全新的施工工藝和理念，并通過不斷地探索與完善，終將為超軟基加固工程揭開嶄新的一頁�！　�

　　參考文獻：

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