地铁高架桥梁跨海段填海造地施工技术

地铁高架桥梁跨海段填海造地施工技术

张琦

中铁广州工程局集团深圳工程有限公司 510250

摘要：某地铁高架区间线路经过海域为大铲湾规划后方堆场用地，先填海后施工高架桥梁，阐述了采用填充袋充砂填筑，打设排水板排水固结形成陆域的施工方法，尽早为桥梁施工提供场地，此方法节约工期，降低成本。节省后期填海、软基处理时，为保证桥梁结构安全而采取工程措施所发生的巨大费用，综合造价最省，所得经验可供类似工程参考。

关键字：吹砂填筑；填充袋充砂；土工布编织袋

一、前言

高架线路经过海域为大铲湾规划后方堆场用地，目前由于此段海域存在7~10m厚的淤泥层，如果先修建高架桥梁后期填海和堆载预压处理地基时，则不均衡荷载将导致淤泥层的横向位移，淤泥挤压桩基，致使桩基产生较大的水平位移和桩身内力，甚至剪断桥梁桩基，严重威协桥梁结构安全。即使采取必要的工程措施，措施费用很高，且效果难以控制。因此根据长期规划和施工情况分析，确定先填后架桥，能够较好的配合大铲湾规划用地功能，同时在后期填海和软基处理时综合造价最省。

二、工程简介

地铁高架桥梁段填海总长410m，顶宽60m，底宽100m，淤泥面标高0.0～-4.0m，填筑顶交工面标高+6.8m，填筑面积4.3公顷，其中场地北侧200m（临近新涌河航道）范围内采用吹填法铺设通长大沙袋替换抛填土方案至设计标高，后续铺设中粗砂层并打设排水板进行预压施工。

图1 海中便道工程吹填砂段典型横断面图

三、施工方法

场地北侧200m范围(距离新涌河航道垂直距离200m)采用填充大砂被填筑方案。砂被吹填从航道一侧向南侧分层开始施工，土工布大砂被制成20m×100m的，长边沿线路纵向方向，短边横向铺设；袖口的布设按照5m×10m（横向×纵向）布置，分层吹砂填筑，控制吹填速度，均匀加载，以控制航道处淤泥推移和隆起。

施工工序：填充大砂袋至标高--砂垫层标高--施工盲沟--施工排水板--分层填土预压标高--修建临时便道--施工主体桩基。

（一）施工流程

1.充填袋加工工艺流程

图2 充填袋加工工艺流程

袋布应选择较宽布幅，布袋的连接采用尼龙线制成，接缝折叠成3层，宽度约5～10cm。也可以采用黏合，黏合部分的宽度为10cm。

充填袋在纵向应为整体；纵向层接错缝不小于3.0m；水上袋子充填厚度控制在0.7～0.9m。

填充袋的充盈度达到80%以上，下层充填袋在固结度达到70%后，可以进行下一道充填袋的施工。

2.充填袋施工工艺流程

3.主要施工方法

1）取砂

采用吸砂船吸砂，每个吸砂船上安装3到6个吸砂泵，吸砂泵的动力由22 KW柴油机提供，输沙管是355毫米高密度PVC管，上部采用软管和袋口。

2）充填袋放样测量

在充填袋施工前，采用GPS定出本层沙袋的外边线，以外边线作为放样标准。填砂袋的厚度由水位计控制，每个断面取3个点，取平均值作为砂袋的高程，并作为砂袋的上层控制高程。

图3充填袋施工工艺流程

3）充填施工

填充结构在铺设底袋之前，必须清理碎屑和其他杂物，以防止袋子破裂。

A、铺设大砂袋

工作人员通过定位船将套环直接放在钢管的四个角上，定位船上的施工人员各自拉动袋体的一侧，直到整个袋体展铺在水面上。

图4 水上展铺充填袋示意图

B、充填袋充砂

首先填充袋子的角落，使袋子到达设计位置，然后填充剩余的袖口，并且每个袖口都浮动。施工人员将船带到袖口处并将砂管插入袖口充满砂子，水从两侧排出。

填砂使用吸沙泵通过管道将砂子吸入袋中，浆液浓度通常在25%至45%之间，泥浆泵出口压力优先选在0.2至0.3MPa之间。

在充填过程中如果没有达到理想的饱满度，待砂袋内排水固结后（固结度＞70%），可进行二次充填；填充时将相邻单个袖口解开，将泵管插入袖口塌陷处继续吹砂，待相邻袖口处冒出黑砂时，同时扎紧该袖口，铺设土工格栅，进行下一层充填袋的施工。

（二）铺设砂被技术要求

1.填充袋由高强度编织土工布制成，经纬的拉伸强度不小于60kN/m，编织布用35根三股尼龙线缝合和缝制。拼接采用包缝方式，缝制后的强度不低于原织物强度的70%。

2.渗透系数不小于0.001cm/s，应采用中细砂，泥的含量不大于3%。

3.砂的厚度为0.7m，每层之间的袋子应紧密紧凑，袋子之间不应出现宽接缝，上下层的砂被应以交错的方式铺设。

4.砂被分层逐级吹填，不能局部区域一次性加高两层或以上，严格控制施工速度，双层袋的填充间隔大于7天或根据监测结果确定是否加载。

5.相邻航道砂袋堤段，采用水下铺设砂袋1-2层后，打设排水板，之后分层控制填筑高度。

6.砂袋之间不应有淤泥。

7.平面位置误差±0.5%；相邻袋体之间接触密实。

图5 人工配合吹砂 图

6 插板机打设排水板

四、结论

大砂被填海工程技术在本工程中得到成功的应用，为后期高架桥梁开展施工做好铺垫，大大的节约工期，同时节省了后期填海、软基处理时为保证桥梁结构安全采取的工程措施费用，为今后类似工程提供参考借鉴。

参考资料：

[1] 《建筑地基处理技术规范》（DBJ 15-38-2005、JGJ 79-2012）

[2] 《堤防工程施工规范》（SL 260-2014）

[3] 《水运工程塑料排水板应用技术规程》（JTS 206-1-2009）

[4] 《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）

[5]《复合地基技术规范》（GB/T 50783-2012）

[6]《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02-2013）