吹填土地基处理技术在围垦区成陆工程设计中的应用

浙江省水利水电勘测设计院浙江省水利水电勘测设计院

浙江省人均耕地面积仅为全国平均基数的三分之一，人多地少的矛盾在一定程度上制约了浙江省社会经济的发展，成为影响经济增长的重大瓶颈问题。

滩涂围垦作为解决我省土地资源紧缺的重要工程措施，近年来在省委、省政府的高度重视下，已从“十五”期间实现圈围38.83万亩，增长到“十一五”期间完成圈围 63.05万亩，开创了滩涂围垦蓬勃发展的新局面。

在大量滩涂围垦工程实现圈围的同时，围垦区的开发建设也如火如荼地开展起来。由于新建围垦区滩面一般较低，从土地使用安全和使用功能角度来说，往往要求对地坪进行抬高，而目前浙江沿海开山石料已面临资源短缺和政策处理难度加大等难题，利用吹填土造陆技术已越来越多应用于我省围垦区成陆工程中。

结合我院承担的一些吹填造陆工程设计和研究工作，与参会的专家和代表作个交流讨论。

我院承接的洞头县围垦区回填专题就是区域成陆规划建设方案设计与研究的典型案例。

该项目主要针对环“海中湖”区域经济圈的发展，测算洞头县“海中湖”区域各围垦工程回填填筑材料的需求量，调查区域内可用于回填的各类材料储量及其分布情况，研究适宜进行垦区回填的淤泥或海砂分布区域和原则性的吹填实施方案。

“海中湖”区域主要围垦实施计划，按近、中、远三期进行围垦区回填平衡分析，并按就近及效益优先为原则，提出料源规划意见。

“海中湖”区域主要围垦实施计划，按近、中、远三期进行围垦区回填平衡分析，并按就近及效益优先为原则，提出料源规划意见。

图 1 洞头县“海中湖”区域围垦区地理位置图

图 2 a 围垦区示意图（W1）

图 2 b 围垦区示意图（W2）

图 2 c 围垦区示意图（W3）

图 2 d 疏浚区（ A 、 B 、 C）示意图

方案一

方案二

方案三

围垦区采用吹填土成陆的地基均为由水力冲填砂土、粉土或黏性土而形成的填土，传统的做法是在吹填土经过自然沉积固结，待表面形成硬壳后再进行加固处理。为缩短沉积固结时间，短期内提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质就必须采取一定的人工处理地基的方法。

围垦区采用吹填土成陆的地基均为由水力冲填砂土、粉土或黏性土而形成的填土，传统的做法是在吹填土经过自然沉积固结，待表面形成硬壳后再进行加固处理。为缩短沉积固结时间，短期内提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质就必须采取一定的人工处理地基的方法。

浙江省沿海一般为第四系沉积物所覆盖，从总体上可分为二大类：第一类为松散～稍密的粉砂、粉质粘土和砂质粉土类，主要分布于钱塘江等主要河口和慈溪北部。第二类为淤泥质土，为浙东南沿海地区主要土类，分布于宁波南部，舟山地区沿海以及浙中、浙南滨海。因此，围垦区吹填土地基处理技术也不尽相同。

浙江省沿海一般为第四系沉积物所覆盖，从总体上可分为二大类：第一类为松散～稍密的粉砂、粉质粘土和砂质粉土类，主要分布于钱塘江等主要河口和慈溪北部。第二类为淤泥质土，为浙东南沿海地区主要土类，分布于宁波南部，舟山地区沿海以及浙中、浙南滨海。因此，围垦区吹填土地基处理技术也不尽相同。

按现有的吹填土地基处理技术可分为物理加固法和化学加固法两大类。物理加固法以翻晒与压实法、堆载预压法、真空预压法、强夯法、振冲法等为典型。化学加固法是向吹填土地基中注入或拌入固化剂，随着固化剂的凝结提高地基承载力的地基处理方法，其中固化剂的类型主要有无机型、离子型、有机聚合物类、生物酶类，按其外观可分为液体状和固体粉状两种。常用的固化剂有水泥、石灰、粉煤灰、无机盐等。按固化法处理吹填土地基的深度又可分为浅层固化处理和深层固化处理两类。

位于舟山市钓浪围垦区内，垦区面积 7700亩，分区块采用吹填海砂工艺结合开山土石回填工艺进行围区填高。

位于舟山市钓浪围垦区内，垦区面积 7700亩，分区块采用吹填海砂工艺结合开山土石回填工艺进行围区填高。 吹填砂量 1510 万 m3，砂源地远在 30 ～ 40km

之外的大小鱼山，为粉砂。吹填采用“挖、运、吹”工艺，达到设计标高后，经晾晒、挖沟排出明水，再根据用地功能要求采取强夯等处理手段提高地基承载力。

吹填砂量 1510 万 m3，砂源地远在 30 ～ 40km

之外的大小鱼山，为粉砂。吹填采用“挖、运、吹”工艺，达到设计标高后，经晾晒、挖沟排出明水，再根据用地功能要求采取强夯等处理手段提高地基承载力。

施工期照

片

完工后照

片

位于舟山市六横小郭巨一期及续建围垦工程围区内，工程造地面积为 6238亩，采用吹填泥及无砂垫层真空预压地基处理技术进行围垦区成陆。

位于舟山市六横小郭巨一期及续建围垦工程围区内，工程造地面积为 6238亩，采用吹填泥及无砂垫层真空预压地基处理技术进行围垦区成陆。 吹填淤泥土量1375 万 m3，取自围垦区海堤外侧 1km 以外的航道疏浚土，经真空预压处理后的场地承载力特征值大于50kPa。

吹填淤泥土量1375 万 m3，取自围垦区海堤外侧 1km 以外的航道疏浚土，经真空预压处理后的场地承载力特征值大于50kPa。

完工后照

片

无砂垫层真空预压 断面图

固化吹填土按施工方法可分为管内混合处理法和场地混合处理法。“渗透压密工 法”属于前者 其主要固化剂为 NTC 药剂， 原理是： H/C 消水中和剂是一种以二价和三 价铁盐为主要成 份的无机药剂，当 H/C 药 剂与海泥充分混合 时，由于 H/C 药剂的电离 作用 海泥颗粒中的毛吸管被切断，毛吸管水与间隙水得以释放，从而实现分子级固液分离；再注入高分子凝聚剂，把固液分离后的泥质粒子进行凝聚。

固化吹填土按施工方法可分为管内混合处理法和场地混合处理法。“渗透压密工 法”属于前者 其主要固化剂为 NTC 药剂， 原理是： H/C 消水中和剂是一种以二价和三 价铁盐为主要成 份的无机药剂，当 H/C 药 剂与海泥充分混合 时，由于 H/C 药剂的电离 作用 海泥颗粒中的毛吸管被切断，毛吸管水与间隙水得以释放，从而实现分子级固液分离；再注入高分子凝聚剂，把固液分离后的泥质粒子进行凝聚。

“渗透压密工法”有效地改善了淤泥的渗透系数、加快了泥质粒子的沉降速度、大大缩短了海泥的固化时间，从而缩短了吹填造地的工期，提前实现工程效益。该固化技术已在国内的天津滨海新区、大连的地吹填造陆工程中使用。 为验证“渗透压密工法”对浙东南沿海淤泥吹填土的适用性，对温岭东海塘、玉环漩门二期、温州民营科技园区、宁波东钱湖四处淤泥土进行量筒对比试验。

“渗透压密工法”有效地改善了淤泥的渗透系数、加快了泥质粒子的沉降速度、大大缩短了海泥的固化时间，从而缩短了吹填造地的工期，提前实现工程效益。该固化技术已在国内的天津滨海新区、大连的地吹填造陆工程中使用。 为验证“渗透压密工法”对浙东南沿海淤泥吹填土的适用性，对温岭东海塘、玉环漩门二期、温州民营科技园区、宁波东钱湖四处淤泥土进行量筒对比试验。

温岭东海塘、玉环漩门二期和宁波东钱湖试验模拟用的吹填淤泥土为现场滩涂取土样，模拟吹填施工时泥浆容重按 12kN/m

3 ～ 13kN/m3 控制，采用比重计率定。温州民营科技园区试验用吹填淤泥土泥浆在现场施工吹填口附近直接取样。制样后的吹填淤泥土泥浆同时进行添加外掺剂和不加外掺剂两组对比试验，以比较其效果。试验结果表明： 说明“渗透压密工法”技术，对我省沿海淤泥吹填土加快沉积固结效果明显，外掺剂能明显改善淤泥吹填土土体构架，土团分子凝聚，改善后的土体渗透性增强。

温岭东海塘、玉环漩门二期和宁波东钱湖试验模拟用的吹填淤泥土为现场滩涂取土样，模拟吹填施工时泥浆容重按 12kN/m

3 ～ 13kN/m3 控制，采用比重计率定。温州民营科技园区试验用吹填淤泥土泥浆在现场施工吹填口附近直接取样。制样后的吹填淤泥土泥浆同时进行添加外掺剂和不加外掺剂两组对比试验，以比较其效果。试验结果表明： 说明“渗透压密工法”技术，对我省沿海淤泥吹填土加快沉积固结效果明显，外掺剂能明显改善淤泥吹填土土体构架，土团分子凝聚，改善后的土体渗透性增强。

B 池

A 池

为进一步验证“渗透压密工法”加快淤泥吹填土沉积固结的性能，在量筒试验的基础上，开展了该技术的小型设备实验。

小型设备实验表明，采用“渗透压密工法”可以提高吹填效率，施工时间缩短约 1/3 ～ 1/2 ；吹填尾水排放时，流失量减少约 1/2，同时吹填土的沉淀速度增快，但相对而言，吹填土的流动性变差，吹填土流动性弱就会导致大量吹填土沉积在吹填管口附近，而不能靠其自流沉淀流动至其他较远的区域。为避免这种情况的发生 , 故在实际吹填施工时，要及时排放吹填尾水，提高土体的自固结效率；采用“渗透压密工法”，吹填土在初始沉淀后，在实际施工时常产生扰动，实验表明二次扰动后的吹填土对沉淀沉降效果影响有限。

小型设备实验表明，采用“渗透压密工法”可以提高吹填效率，施工时间缩短约 1/3 ～ 1/2 ；吹填尾水排放时，流失量减少约 1/2，同时吹填土的沉淀速度增快，但相对而言，吹填土的流动性变差，吹填土流动性弱就会导致大量吹填土沉积在吹填管口附近，而不能靠其自流沉淀流动至其他较远的区域。为避免这种情况的发生 , 故在实际吹填施工时，要及时排放吹填尾水，提高土体的自固结效率；采用“渗透压密工法”，吹填土在初始沉淀后，在实际施工时常产生扰动，实验表明二次扰动后的吹填土对沉淀沉降效果影响有限。

除上述典型工程外，我院还在椒江区十一塘围涂区内造田造地项目、瑞安市阁巷新区回填及软基处理工程、玉环坎门中心渔港东港区清淤回填工程、温岭市东海塘围区淤泥冲填法造陆等工程中进行了吹填土地基处理技术的设计应用，并对淤泥与砂分层吹填技术、低位真空预压技术、电渗技术、淤泥固化技术等开展研究。

除上述典型工程外，我院还在椒江区十一塘围涂区内造田造地项目、瑞安市阁巷新区回填及软基处理工程、玉环坎门中心渔港东港区清淤回填工程、温岭市东海塘围区淤泥冲填法造陆等工程中进行了吹填土地基处理技术的设计应用，并对淤泥与砂分层吹填技术、低位真空预压技术、电渗技术、淤泥固化技术等开展研究。

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