[01853947]沿海深厚软基上快速筑堤围海的关键技术与装备

沿海深厚软弱地基上堤坝快速建造关键技术是由软基快速处理方法、坝体快速构筑方法和闭气土方的快速填筑方法组成。自主创新部分包括：软弱地基海堤高效立体施工方法和技术;轻质硬壳堤坝的技术;塑料排水板和土工织物加固水下软基的技术与设备;爆破法处理海堤软基和抛石基床的方法及设备;宾哈姆体——软粘土管道输送新方法及设备;计算机技术在快速建筑软弱地基堤坝方面的应用等。

（1）高效立体施工法,是在软弱地基上的围垦工程和堵口工程中,针对易沉陷滑移,欲速则不达,建造工期长,堵口合拢困难,无法机械化快速施工等问题提出来的快速高效立体施工法。其基本要点归纳为：周密计划,分块落实,多面铺开,抢施基础,阶梯推进,沉移监测,控制速率,机械施工。

（2）鲎式轻质堤坝的结构和方法是利用仿生学,仿鲎的结构特性设计构筑堤坝,其基本特征是：以高强度材料制成堤坝的外壳或某部分的外壳。以骨筋材料支撑堤坝易变形的部位,然后填入其它填充材料, 使之产生减重、加筋、防渗、隔离、堆高的作用,提高堤坝强度。在软弱地基中,采用轻质垫层设于易沉陷滑移的部位,从而减轻堤坝易沉陷部位的重量,调整堤坝平衡,以均衡堤坝荷重,增强整体稳定性。

（3）宾哈姆体管道输送技术——软粘土管道输送新方法新设备：采用仿生鱼体表面膜和动物肠道膜的表面膜减阻方法,采用减摩润滑理论和表面活性剂技术,使得管壁与物料之间垫有一层悬浮膜,使物料的内摩擦力大于管壁摩擦力,以减少粘滞阻力,达到塑粘性物料在低能耗的前提下,实现远距离输送。

（4）淤泥快速固结技术：淤泥软基快速固结施工设备及施工方法,采用淤泥及软粘土软基行走系统、固结剂高压输送系统、固结剂旋转旋喷搅拌系统相结合,在软基上行走的同时,固结剂通过高压原料输送系统输送至搅拌系统,旋转加高压旋喷搅拌系统将固结剂与软基进行充分混合搅拌,实现淤泥固化机在软基上一边行走,一边直接进行固化搅拌施工。

21世纪是海洋世纪,开发海洋已成为一个国家、一个地区经济发展的战略问题,是我国经济新的增长点。我国幅员辽阔,有着漫长的海岸线,由于海洋滩涂沉积着深厚的软土层,这类土层含水量高,孔隙比大,承载力与抗剪强度低,灵敏度高,传统的技术和设备难以发挥作用,更无法实现快速度、大强度筑堤施工。以往的软基堤坝在竣工时仍有较大的沉降未完成,所以抗灾能力低。一下暴雨便潮水泛滥,堤岸连连告急,强台风袭来时,堤防被毁,造成海水倒灌。据统计,我国由于毁堤造成的经济损失每年就高达几百个亿。直接影响着人民的生命财产和国民经济健康发展。因此,针对沿海软弱地基堤坝存在的稳定性差,工期长,无法机械化快速度大规模施工,堤身土方堆不上去,堤坝合拢困难,投资风险大等问题。如何沿海深厚软基上快速地在软弱地基上建筑稳定安全的堤坝,是目前迫切需要解决的课题。对软弱地基上的堤坝强度特性、稳定和变形、安全快速建筑的研究,也是国际土力学与岩土工程界研究的重点和热点。

水下软弱地基及超软弱地基上的堤坝快速建筑关键技术,包括水下快速地基处理、坝体快速构筑和闭气土方的快速填筑技术。针对软弱地基的堤坝稳定性差、易沉陷滑移、易受风浪侵蚀、深水软基加固难、效率低、施工进度慢的问题,提出快速高效的施工方法：轻质硬壳堤坝技术、宾哈姆体管道输送方法;并发明了水下软基处理船和爆破法处理软基和坝体的设备。采用有限元方法实时分析地基和堤坝的应力、应变变化情况,用计算机对工程进行全程监控和施工管理。打破传统软基堤坝中被动控制的设计施工方法和历来被认为软粘物料无法管道输送的禁区。统筹兼顾软基承载力与快速筑堤过程中的时间、空间的关系,较好的处理了安全、经济、高效的关系,使基坝相互作用、土石方刚柔相济,在施工期内基本完成压缩固结,避免不均匀沉移。从而实现软基堤坝快速建筑,具有工期短、速度快、造价低、效益高、安全可靠等特点。