土方吹填开挖施工工法

一、前言

为了适应现在经济快速发展的需要，人们越来越多的注重技术的开发与运用，以求在最短的时间内以最小的投入达到预定的目标。正因为任何经济的发展都离不开基础设施的建设，离不开对有限的土地资源的开发，所以土地资源的充分利用显得尤为重要。基于这种需要，现总结出一种适用于多雨季的粉质粘土及粉细砂地区的土方开挖工艺：吹填开挖。

吹填技术作为一种疏浚填筑的施工工艺，被加以改进，使之成为一种崭新的土方开挖工艺，突破了常规机械开挖的局限性。

但在此介绍的吹填施工工艺与之相反。本工艺属于水力机械吹填的一种，利用压力水，冲击土料，经过水的湿化崩解流动作用，形成泥浆。以压力管道输送至渣场，以达到开挖的目的。

为了使该施工工艺能够更好的为人们应用，创造更多的社会效益和经济效益，特此编写了《吹填开挖施工工法》。

二、工法特点

1．“吹填开挖”采用高压水枪打砂、冲砂形成泥浆，再用泥浆泵将泥浆送至压力罐，然后用接力泵输出。整个施工过程除了边坡修整外，均不使用大型施工机械（挖掘机、装载机和自卸汽车等）。这不但减少了施工场地的占用，而且避免了由于基坑积水无法施工及雨天施工道路难以通行而导致土方开挖的工期滞后。该施工工艺只适合用于松散的地基土，如：粉质粘土及粉细砂等，否则其施工强度将大大降低。

2．“吹填开挖”的施工机具：高压水枪、泥浆泵，接力泵等小型机械打破了土方机械开挖必须使用大型机械的常规理念，仅仅采用一些简单的管线及小型机械布置，即可达到开挖效果。

3．“吹填开挖”的施工方法决定了施工过程中需要大量的施工用水打砂、冲砂，当土质越干，液化成浆越困难，所需用水越多。所以吹填开挖一般使用于水源丰富或者地下水位很低的地区。

4．“吹填开挖”在整个施工过程中施工现场不会出现一片机械繁忙的工作状态，相较于机械开挖消耗的燃料少，排放的废气少，污染小，社会效益明显，同时避免了大型机械开挖过程中机械伤人的危害性。．

三、适用范围

吹填的施工原理决定了其适用于土质松散的粉质粘土和粉细砂的土方开挖，并且施工地点或附近需存在充足水源。由于吹填开挖的施工速度相较于正常情况下的机械开挖速度要慢。所以吹填一般只适用于降雨频繁，排水困难、施工机械通行不方便的土方开挖。

四、工艺原理

由于粉质粘土和粉细砂的粒径小、质轻，抗冲刷能力差，遇水后易液化形成泥浆，故利用其特点，采用高压水枪将原本固态的土冲刷成适宜浓度的泥浆，同时采用泥浆泵将其抽排出开挖点。若原本开挖面存在积水，则不但不会影响施工进行反

而有利于加快土质液化，减少施工用水，提高施工强度。

施工过程中形成的泥浆是根据现场实际情况及开挖地点与弃渣场的距离布置排泥管线送至弃渣场或者回填区。由于开挖现场与渣场一般相距较远，泥浆泵无法将泥浆一次运输至渣场，故需联合接力泵辅助运输。

五、工艺流程及操作要点

5.1工艺流程图

解决施工用水问题用电线路铺设吹填设备安装

排泥管线架设

泥浆泵、接力泵安装泥浆泵、接力泵安装

测量放线测量放线高压水枪打砂、冲砂吹填施工

泥浆泵抽浆泥浆泵开挖下一循环接力运输接力泵加压输浆

5.2、操作要点渣场维护场地吹填施工准备5.2.1．

（1）施工用电线路铺设

根据需要的开挖强度预测吹填施工需投入的设备数量，并预估所需用电负荷，配置相应的输电线路及变电设施，当供电不足时还要安装发电机组。

（2）排泥管线的架设

施工前，安排测量人员对管线沿线地形进行测量选定合适的管线走向并对接力设备定位、标识，方便管线架设施工。岸管的铺设要点如下表。

岸管敷设的技术要点

项技术要

1敷设前必须对排泥管道进行检查已破损和严重锈蚀磨损的管修补前不得使用2排泥主管线应按新旧或磨损轻重程度依次连接敷设，对埋入地下管线选跨越公路、堤防以及穿越市区、村镇、景区等处的排泥管，要选较新的管道与管件，并保证接头紧固严密，无漏水、漏泥现象

1在狭窄水域施工当挖槽窄长以及挖槽距岸边较近水上管线活范围往往较小为避免浮管出现死弯入口岸管一般应与挖槽方水陆接4°左右的角度

入口角2当水上管线活动范围较大时入口角可根据开挖区与水陆接头的对位置做适度放大，一般应控制9°以

当开挖段较长需要敷设一条以上的岸管或需设置多个水陆接时，接头间距可按下式进行控制

1/L′×［L=0.8L式中 L—接头间距）水陆接L0—浮管长度）

L1—开挖中心线到岸边的最大垂直距离）间′——折算系数。双向施工，水陆接头入口角度

9°左右时，2.；单向施工，水陆接头口角度4°左右时，1.

支撑排泥管的基础、支垫物、支架等必须牢固可靠，不能出现管道支撑动、歪斜等现象，以避免造成排泥管接头损坏。

应尽量远离泄水口且离开围堰内坡脚不小于10m。管口位置

区内的敷设高程应高于吹填控制高程，以排泥管在弃土（吹填）敷设高程防止

特殊情况下的管线敷设要注意：）排泥管穿越较宽沟渠、水塘时，一般应敷设在管架或浮体上。（1申请中需2（）排泥管道必须穿越公路、铁路时应向有关主管部门提出申请，注明穿越的具体位置、时间与方式，获准后方可实施。并采取下列方式处理：但管道两侧车辆①排泥管跨越普通公路时，可采用全埋、半埋或明敷方式，上下的坡度不得大于1∶6，以免造成汽车底盘与排泥管相碰。

②排泥管过高速公路与铁路时，应选择在附近涵洞或桥下通过。常用排泥管道有：钢管、聚胺酯橡胶管、塑料（高密度聚氯乙烯）管、尼龙（或改性尼龙）管。其中钢管是目前疏浚与吹填工程使用最为普遍的一种，塑料管、尼龙（或改性尼龙）管是近些年来推出的新型排泥管道，其各自特点及使用范围见下表。常用排泥

耐撞击易锈所有排泥管易修补、价格挖泥船吸泥伸耐腐蚀、耐磨损价格高、摩阻大管、水上浮管好、柔韧性较易老化、无法修水下柔性潜

易老化不耐撞击重量轻、摩阻岸耐磨性较差修补困重量轻、摩阻小岸易老耐磨性

（2）接力泵安装

当弃渣场离吹填施工区较远时，往往需要多个接力泵一起工作，才能将泥浆输至弃渣场。所选择的接力泵要与泥浆泵的性能（特别是流量及特性）相同或尽影响施工效率。将导致泥浆泵的功率不能得到充分发挥，如差别太大，可能接近，接力泵的连接需符合下列要求：

①接力泵吸入口余压一般应保持在一个大气压左右，最低不得小于50kPa，布置时要考虑到泵前管线的改动可能会带来的影响。

②接力泵与输泥管线的连接应采取柔性连接。

（3）测量控制

吹填施工前测量队放出开挖边线（预留3m保护层），吹填过程中应对每一个吹

填层放线，打好高程、边线点并做好标记。

5.2.2 吹填施工

（1）场区吹填

场区吹填采用分层分块开挖方式，层高不得超过1m，每个施工块一台泥浆泵、两把高压水枪，由中间至四周不断吹填开挖。每仓吹填完成后，应间隔一段时间，待初步排水固结后，才允许进行下一层吹填施工。为了控制开挖深度、保证开挖平整度，每隔30m左右插一个标记杆。当吹填高度达到标记好的高程时，##接力泵收到消息后安排停机。1接力泵指挥人报告，打砂人员应及时向1

整个吹填场区一般采用多条管线同时

台每条输浆管线连接3~4开工的施工方式，范围30m泥浆泵。每个泥浆泵负责抽取周边内的泥浆。等施工准备工作做好后由一名持枪手在泥浆泵四周用高压水不断打砂形成泥浆，然后由另一名持枪手用高压水抢冲水稀释待泥浆达并将稀释过程中的泥浆引至泵口，到泥浆泵所能抽取的量和浓度时开启泥浆泵进行抽浆。为了减少施工麻烦、保证施工在打砂过程中高压除了检修机械外一般泥浆泵一旦开启就不会随便停止。进度，引浆水枪口不能毫无目的的随便移动，要从泥浆泵周边某处逐渐的向四周扩展，当两部高压水枪冲砂形成的泥浆仍然过浓时高压水枪手要随时注意泥浆的浓度，要适当的增加高压水枪数，以免过高浓度的泥浆阻塞管道。．

泥浆泵抽取泥浆向上送至开挖边缘以外的压力罐将泥浆集中，并通过压力罐上接的一个水泵送来的清水进行进一步的稀释，以致泥浆浓度达到25%~50%，然后

由压力罐另一端的接力泵向

当运距较远时一台接力泵无法将泥前运输。在运输途中会由于压力浆快速的送

至渣场，减小产生的推力不足导致泥浆运输速度减慢，需要在运输途中适当距离处安置接力泵。边坡处的打浆要特别注意打浆的角度，以防坡枪口要以越来越缓的斜坡向下冲砂，,脚过陡，坡面整体下滑。另外为防止滑坡保护层，采用人

工在开挖区边坡还要留3m同时为加快边坡排水及边坡稳配合反铲进行开挖，并