一种基于小范围吹填区多口吹填结构及其吹填方法

摘要

本发明涉及一种基于小范围吹填区多口吹填结构，包括吹填管线，吹填管线上间隔设有主吹管口，在上述相邻的主吹管口之间设有辅吹管口，在吹填管线主吹管口和辅吹管口上分别安装辅闸板、主闸板。多口吹填方法，1)设置含围埝及泄水口的吹填区；2)确定初始吹填区域；3)在吹填过程中实时测量滩面坡比；4)相邻管口中间设置一辅助的吹填管口；5)根据现场实际情况逐一使用每个主吹管口，待相邻两主吹管口底部的滩面形成后，测量标高；6)根据管口附近需求的吹填方量反推各个主吹、辅吹管口的流量；7)根据流量设置吹填管口的吹填方量。有效的降低了吹填流失量，减小了吹填区泄水口外侧吹填土的堆积，起到了提高了吹填区外围环保的效果。

权利要求

1.基于小范围吹填区多口吹填方法，其特征在于：基于小范围吹填区多口吹填结构，包括铺设在吹填区的吹填管线，所述吹填管线上间隔设有主吹管口，在吹填管线和主吹管口上分别安装有主闸板，在上述相邻的主吹管口之间设有辅吹管口，在吹填管线和辅吹管口上分别安装辅闸板；所述主闸板和辅闸板的结构相同，均包括闸板，在闸板的中间位置设有通孔；具体吹填方法采用如下步骤：首先，是根据工况要求设置含围埝及泄水口的吹填区；

其次，是根据吹填区的总体布局，提前编制管线的布局计划，并确定初始吹填区域，原则为距泄水口最远的区域；

第三，是在吹填过程中实时测量，计算出管口附近达到设计要求标高后的滩面坡比，辐射范围；

第四，是根据修正的管线布局计划分区域布设吹填管口，并在相邻管口中间设置一辅助的吹填管口；

第五，是根据现场实际情况逐一使用每个主吹管口，待相邻两主吹管口底部的滩面形成后，测量两管口底部滩面的标高，并分别粗略计算得到达到要求标高后的吹填方量；

第六，是根据管口附近需求的吹填方量反推各个主吹、辅吹管口的流量；此时，可根据现场的实际情况来确定具体采用几个管口进行吹填；

最后，是理论认为相邻管口的流速、浓度均相等，根据流量设置吹填管口的吹填方量，并采用主闸板和辅闸板予以实现。

说明书

一种基于小范围吹填区多口吹填结构及其吹填方法

技术领域

[0001] 本发明属于吹填工程领域，特别是涉及一种针对小范围吹填区采用多口吹填提高船舶工作效率、降低流失量、控制吹填平整度的施工方法。

背景技术

[0002] 目前，吹填工程已广泛应用于围海造地的施工项目中，具体是采用挖泥船将指定取泥区域的泥土挖掘并输送至另一处指定的吹填区域，当吹填区面积在10万平米～100万平米、吹填泥层的平均厚度在2m～5m时，采用常规单个管口进行逐步吹填的施工方法往往会出现以下问题：

[0003] 1、吹填后期，吹填区泥面的平均标高接近于设计标高，此时吹填至吹填区的泥水混合物未沉淀充分而直接通过泄水口流出，导致吹填流失量的增大。

[0004] 2、受吹填区平面形态、土质情况的影响，每个管口的辐射面积有限，一般是按照某一滩面坡比进行辐射，当管口底部达到设计标高后，此时两相邻管口之间的标高往往低于设计标高。此种情况导致整个吹填区呈现高低不平的现象，如图1，在后续的施工中，需进行场地整平，此种情况直接导致总体工期的延长，增加整体工程的造价。

[0005] 上述问题的传统解决思路为：

[0006] 1、在吹填后期时，为减小吹填流失量，需间歇的停滞施工船舶，以延长吹填土在吹填区的沉淀时间；

[0007] 2、针对吹填区内的泥面标高存在不同差异的问题，目前只能是通过加密吹填管口，并逐一进行吹填施工的方法予以解决，但此种办法在吹填后期中易出现来回倒换管口的情况，一定程度上降低了船舶的生产效率，间接导致了施工总工期的延长。

[0008] 显然，采用上述的传统解决思路会导致船舶工作效率较低，后期吹填流失量较高，施工周期长，总体工程成本高。为此，通过在土方吹填二期工程中对吹填施工工艺进行研究，最终形成并采用“多口吹填”的施工方法，一定程度上解决了传统吹填施工的技术难点。

发明内容

[0009] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种针对小范围、泥层深度较浅的吹填区，通过提前规划管线路由，采用多个管口并联施工的基于小范围吹填区多口吹填结构及其吹填方法，一方面有效的降低了吹填流失量，减小了吹填区泄水口外侧吹填土的堆积，起到了提高了吹填区外围环保的效果；另一方面有效的提高了吹填区的平整度，解决了在吹填后期来回倒换管口的技术难点，提高了船舶的工作效率，减少了船舶停滞时间，间接的降低了船舶停滞期间的燃油消耗。

[0010] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

[0011] 一种基于小范围吹填区多口吹填结构，包括铺设在吹填区的吹填管线，其特征在于：所述吹填管线上间隔设有主吹管口，在吹填管线和主吹管口上分别安装有主闸板，在上述相邻的主吹管口之间设有辅吹管口，在吹填管线和辅吹管口上分别安装辅闸板；所述主闸板和辅闸板的结构相同，均包括闸板，在闸板的中间位置设有通孔。

[0012] 本发明还可以提供一种基于小范围吹填区多口吹填方法，包括如下步骤：

[0013] 首先，是根据工况要求设置含围埝及泄水口的吹填区；

[0014] 其次，是根据吹填区的总体布局，提前编制管线的布局计划，并确定初始吹填区域，原则为距泄水口最远的区域；

[0015] 第三，是在吹填过程中实时测量，计算出管口附近达到设计要求标高后的滩面坡比，辐射范围；

[0016] 第四，是根据修正的管线布局计划分区域布设吹填管口，并在相邻管口中间设置一辅助的吹填管口；

[0017] 第五，是根据现场实际情况逐一使用每个主吹管口，待相邻两主吹管口底部的滩面形成后，测量两管口底部滩面的标高，并分别粗略计算得到达到要求标高后的吹填方量；

[0018] 第六，是根据管口附近需求的吹填方量反推各个主吹、辅吹管口的流量；此时，可根据现场的实际情况来确定具体采用几个管口进行吹填；

[0019] 最后，是理论认为相邻管口的流速、浓度均相等，根据流量设置吹填管口的吹填方量，并采用特制的闸板予以实现。

[0020] 本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，同比传统的吹填施工方法，一方面能有效的降低了吹填管口的泥浆流速，减小了回转水流对四周围埝的冲击力，增加吹填土在泥塘的沉淀时间，有效的降低了吹填中后期泄水口的流失量，避免了因兼顾流失量而造成船舶的停滞的难点，保证了施工的连续性，间接的提高了船舶生产效率；另一方面能有效的保证吹填施工的平整度，彻底解决了因来回倒换管口而造成船舶停滞的问题，提高了船舶的工作效率。本发明还具有结构简单，施工方便，降低成本等优点。

附图说明

[0021] 图1是吹填结束后吹填区断面图；

[0022] 图2是吹填区平面布置图；

[0023] 图3是多口吹填施工示意图；

[0024] 图4是多口吹填施工断面图；

[0025] 图5是多口吹填管线施工平面图；

[0026] 图6为闸板平面图；

[0027] 图7为工程管口布设平面图。

[0028] 图中，10、吹填管线；1、主吹管口；2、主闸板；3、辅吹管口；4、辅闸板；5、通孔；

具体实施方式

[0029] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹以东营经济技术开发区临港产业区起步区土方吹填二期施工第二标段工程中采用两口吹填施工为实例，并配合附图详细说明如下：

[0030] 一种基于小范围吹填区多口吹填结构，包括铺设在吹填区的吹填管线10，所述吹填管线上间隔设有主吹管口1，在吹填管线和主吹管口上分别安装有主闸板2，在上述相邻的主吹管口之间设有辅吹管口3，在吹填管线和辅吹管口上分别安装辅闸板4；所述主闸板和辅闸板的结构相同，均包括闸板，在闸板的中间位置设有通孔5。

[0031] 请参阅图1至图6，一种针对小范围吹填区采用多口吹填提高船舶工作效率、降低流失量、控制吹填平整度的施工方法，具体步骤如下：

[0032] 首先是根据工况要求设置含围埝及泄水口的吹填区；

[0033] 其次是根据吹填区的总体布局，提前编制管线的布局计划，并确定初始吹填区域，原则为距泄水口最远的区域，如图2，工程中泄水口位于东北角，初始吹填位置确定在西南角处；

[0034] 第三是在吹填过程中实时测量，计算出管口附近达到设计要求标高后的滩面坡比，辐射范围，如图2，吹填管口辐射区域为图示的区域1，滩面坡比为1:400。并根据计算结果对管线布局计划进行修正；

[0035] 第四是根据修正的管线布局计划分区域布设吹填管口，并在相邻管口中间设置一辅助的吹填管口，如图4；根据滩面为1:400的坡比，为使相邻管口底部的泥面能顺利搭接，采取间隔200米布设主吹管口(图3中的1#管口和3#管口)，两主吹管口中间(100米位置)布设一辅吹管口，如图3中的2#管口；

[0036] 第五是根据现场实际情况逐一使用每个主吹管口，待相邻两主吹管口底部的滩面形成后，测量两管口底部滩面的标高，并分别粗略计算得到达到要求标高后的吹填方量；如图4，在吹填施工中，依次以1#管口、3#管口进行吹填，待两管口底部的滩面(区域1和区域2)形成后，测量并粗略计算区域1、区域2达到设计标高的吹填方量；

[0037] 第六是根据管口附近需求的吹填方量反推各个主吹、辅吹管口的流量；此时，可根据现场的实际情况来确定具体采用几个管口进行吹填，在土方吹填二期工程中，比较普遍的吹填方式为两口吹填；

[0038] 最后是理论认为相邻管口的流速、浓度均相等，根据流量设置吹填管口的吹填方量，并采用特制的闸板予以实现；以两口吹填为例，如图5、6，需要主吹1#管口和辅吹2#管口的流量比为1:4时，将采用闸板的管口同未采用闸板的管口的通过面积比例设置为1:4，开启闸板1、闸板1'，关闭闸板2'，将闸板2制作成含有预留孔洞的特殊闸板放置在三通内，完成主吹1#管口和辅吹2#管口的并联施工，此时需对两处管口的流速进行测定，避免因管口流速低于土颗粒的临界流速而导致赌管的情况出现。

[0039] 若需采用三个或三个以上管口并联施工，具体实施及操作方法同上。

[0040] 例如：东营经济技术开发区临港产业区起步区土方吹填二期施工第二标段，工程主要包含围埝施工、吹填施工和地基处理施工三个部分。其中：吹填区总面积1787016.4㎡，由西向东分别由地块一、地块二、地块三、地块四四块单独区域组成，区域面积为17万平米～56万平米，吹填泥层厚度在2.2m～4.1m，区域之间通过原市政预埋的管道相连，吹填泄水口布设在地块四东堤，通过防洪水闸排向外海，吹填土净方量约510.5万立方米，施工采用绞吸式挖泥船将广利河河道中的泥沙通过管道吹填至填土区域，并对吹填区域进行地基固结处理。

[0041]区域 面积(m2) 原始平均高程(m) 设计标高(m) 实方量(m3)
地块一 565155.8 -0.724 3.4 2330703
地块二 438393.3 1.148 3.4 987262
地块三 479231 1.081 3.4 1111337
地块四 304236.3 1.18 3.4 675405
合计 1787016.4     5104707

[0042] 请参阅图7，工程管口布设平面图，在工程的吹填施工中，由西向东逐一对每个区域进行吹填施工，其中：单个区域的吹填施工时，为了提高船舶工作效率、降低流失量、控制吹填平整度，采取了将吹填管线主要布设在南堤；主吹管口的间距为200米左右，并在相邻主吹管口之间设置辅吹管口；

[0043] 主吹吹填口根据起滩情况向吹填区内部延伸，每次延伸长度一般为100米左右，最长延伸长度为700米，辅吹管口根据滩面情况向吹填区内部延伸，延伸长度一般为50米左右，最长延伸长度为300米，单次延伸完成后与辅吹管口并联施工，且主吹管口与辅吹管口延伸方向的长度差控制在100m～400m左右。吹填施工过程中，吹填口起滩高程达到预期要求后及时倒换管口，并对原吹填的主、辅管口进行延伸，直至逐步完成各个吹填区的吹填施工。通过上述处理，一方面有效的降低了吹填管口的泥浆流速，减小了回转水流对四周围埝的冲击力，增加吹填土在泥塘的沉淀时间，有效的降低了吹填中后期泄水口的流失量，避免了因兼顾流失量而造成船舶的停滞的难点，保证了施工的连续性，间接的提高了船舶生产效率；另一方面有效的保证吹填施工的平整度，彻底解决了因来回倒换管口而造成船舶停滞的问题，提高了船舶的工作效率；

[0044] 由于本发明采用上述技术方案，大大缩短了项目周期，彻底解决了传统吹填工艺中管口之间泥面平整度欠佳、吹填后期船舶效率低、泄水口流失量大的难点，同时本发明还具有结构简单，施工方便，降低成本等优点。

[0045] 上述工程案例为本发明成功应用的工程实例，对于吹填区域小，吹填深度较浅的地带均可经过计算、布局、使用，凡是依据本发明的技术实质所做的任何简单修改，等同演变与修饰，均属于本发明技术工艺的范围内。