唐山濱海大道吹砂圍堰深海路基施工技術

唐山濱海大道吹砂圍堰深海路基施工技術

1海中公路下段設計方案唐山濱海大道是連接秦皇島和天津的高低山脈。根據(jù)城市主要道路的標準i級標準，城市部分為8個車道（4個通道進入城市），其他部分為6個車道和6個通道。全長43.25公里。全區(qū)有9座橋梁、4座中央橋、2座小橋和42個車道，其中9.25公里長。1座海中橋，長728米。全線完成海中吹砂圍堰122.97萬m3,吹砂填筑路基185.54萬m3;工程總投資45.16億元。2海底施工難點工程1/4路段處于海中,為海上高等級公路。深海路基成型、淺海路基成型、邊坡防護、軟基處理、淺海大橋施工是重點和難點。管袋圍堰作為海上高等級公路永久路基的主體,在國內(nèi)尚屬首例,無成熟經(jīng)驗可借鑒,也無現(xiàn)行的施工技術規(guī)范和技術標準。3科技創(chuàng)新技術的應用3.1管袋圍堰技術K36+820~K37+240段形成了深15m左右的海溝,位于溯河口,每天漲退潮造成回淤。深海路堤受海水浸泡、潮汐升降、甚至地震力的作用,非常容易損傷甚至跨塌。施工先采用吸泥船進行清淤,然后利用鋪排船進行軟體排以及底層圍堰管袋路基全寬范圍的鋪設,再通鋪并吹填管袋圍堰,進行深海路基填筑。該技術主要具有以下幾個優(yōu)勢。1)施工材料新。因地制宜,就地取材,充分利用曹妃甸一帶豐富的海砂資源進行管袋圍堰吹填砂施工,而非采用借土進行填海作業(yè)。同時節(jié)約了成本。2)施工進度快。施工材料直接來源于海上,避免了遠距離運輸及工程進度受到材料供應的制約問題。3)保護環(huán)境。吹砂運砂過程都在海中實現(xiàn),交通方便,更有利于路線上其他原料的運輸暢通,而且減免了施工路面運輸產(chǎn)生的振動、噪音、粉塵等公害。3.2模袋混凝土護坡施工路基邊坡大部分在海水中,海浪對路基邊坡的沖刷非常嚴重,利用模袋混凝土防風浪、抗沖刷的性能,路基兩側外邊坡初期防護采用防滲土工膜與模袋混凝土相結合的復合結構型式。主要施工工序。清理邊坡,先袋裝砂圍堰管袋填角,再用15cm厚袋裝砂墊層進行找平;鋪設土工膜,砂墊層完成后鋪設防滲土工膜;澆筑模袋混凝土,鋪設模袋,灌筑15cm厚模袋混凝土。本施工技術具有以下優(yōu)勢。1)節(jié)約成本。所需原材價格合宜,砂子就近取材,防滲土工布及模袋輕便、占面積小,節(jié)省交通運輸費;選用的護坡厚度為15cm,是目前國內(nèi)同類海堤模袋混凝土護坡厚度最薄的,從而降低了工程造價。由于模袋混凝土護坡的穩(wěn)固性,可以減少后期護坡維修工程量且有利于工程日常管理。2)縮短工期。邊坡防護模袋混凝土施工效率高且可直接在水上或水下進行水上工程施工。砂墊層,防滲土工布,模袋混凝土三道工序基本可以同步施工,邊坡成型速度快,減少施工期干擾,縮短工期。3)確保質量。3層防護緊密貼合,既保證牢固度,又保證平整度。而且模袋混凝土表面凹凸不平,具有流線形的結構,抗沖能力強,防護效果好,可起到減壓抗浪作用,增加工程護坡的安全度。3.3分層填筑技術深海路基合龍口位于K36+500-K36+700處,根據(jù)日常漁民通航要求,設計了3孔12m可提升式鋼棧橋。該處最低潮水位時深度6m,高潮時水位10m,浪高0.5~1m且漲潮落潮時航道口水流急,沖力大,破壞力極強。合龍口主要措施如下:落潮位時突擊從路基兩端同時向中間拋填大塊石,直至露出水面,然后用山皮石填出一條通道,通道頂寬≮10m,一次填筑接龍,高程按路床頂高控制,保證車輛正常通行;進行臨時鋼棧橋拆除;按照路基寬度及邊坡坡率全寬填筑,最后強夯、沖擊碾壓,保證路基填筑密實穩(wěn)定;分層填筑路床山皮石。本技術的特點在于施工快速簡便、路基穩(wěn)定性好。1)施工快速簡便。相比其他施工方案,直接填筑山皮石是最為快速和簡便的一種方案。因為河口漲潮落潮流水沖擊力大,給施工帶來很大難度,必須搶在落潮后的幾小時迅速填堵才能有效防止流水沖擊力給路基填筑造成的不便;而且填筑方法可根據(jù)現(xiàn)場實際需要靈活調整,需要的設備簡單,效率高。2)路基穩(wěn)定性好。采用山皮石填筑河口,因其水穩(wěn)定性好、強度高,在水深5m時亦可直接填筑;然后通過強夯處理,路基在強夯沖擊力和自重力作用下沉降加快,密實穩(wěn)定,可對基地軟土進行置換,大大提高路基整體穩(wěn)定性。3.4gps-rt施工技術特點作為一條海上高等級公路,唐山濱海大道不同于一般公路,測量放線成為本項目的另一個難題;在陸地上,通常采用定樁方法進行測量放樣;而在茫茫的海面上,既沒有參照物,也沒有固定點,還有無休止的風浪干擾,顯然靠傳統(tǒng)的測量方法很難實現(xiàn)。采用GPS-RTK測量系統(tǒng),GPS-RTK系統(tǒng)在公路工程設計、施工測量中的開發(fā)應用,使淺海水域公路建設中路線定位、測量中的難題迎刃而解,同時,使水下拋石、柵欄板、預制塊安裝、模袋混凝土澆筑等工程施工控制,進入自動化、程序化和科學化實施階段。具體施工流程見圖1。采用本技術具有如下優(yōu)勢。1)GPS-RT系統(tǒng)在海上定位測量方面較紅外線儀、全站儀等的優(yōu)勢非常明顯,它擺脫了測點與基點間距離的限制、中間通視效果限制,而且受天氣、溫度及風力的影響小,可24h作業(yè)。2)由于海上難以布設控制點,全站儀等測量手段的測量精度難以保證,而GPS系統(tǒng)可不受基站位置的影響,放樣精度遠高于全站儀。3)GPS定位放樣的速度遠快于其他方法,而且非常靈活輕便并可單人操作。3.5沉降觀測控制在淺海水域修筑公路路堤,最突出的問題是穩(wěn)定和沉降。為掌握路堤在施工期間的變形動態(tài),必須進行沉降觀測。施工前在路堤中埋設沉降設施標志作為觀測點。施工期、預壓期及運營期間均要按照要求進行觀測,對觀測數(shù)據(jù)按規(guī)定程序要求進行處理、分析、判斷并及時采取處理措施,以確保路堤穩(wěn)定。沉降觀測采用的測量儀器為精密沉降觀測專用的DSZ2+FS1水準儀,測量精度可達到0.1mm。根據(jù)設計要求,吹砂路基施工中沉降不超過55cm,經(jīng)監(jiān)測,實際沉降穩(wěn)定在47cm左右。路床山皮石、水泥穩(wěn)定碎石、瀝青面層施工期間共沉降20mm。而自路基主體完工至現(xiàn)在,據(jù)觀測顯示,工后沉降控制在10mm之內(nèi),穩(wěn)定情況良好。4管袋混凝土護坡施工技術唐山濱海大道的吹砂路基、深海路基填筑及邊坡防護等施工工藝技術成熟,創(chuàng)新應用了深海高等級公路永久性整體管袋吹填砂路基施工技術、海上高等級公路路基大型永久性模袋混凝土護坡施工技術、海上路基合龍施工技術等新技術。唐山濱海大道通過新技術的開發(fā)與應用,保證了工程質量、安全和工期,實現(xiàn)了建設部“四節(jié)一環(huán)?！币蠛途G色施工要求,