吹填工程

定义

吹填工程指采用吹填法完成的填筑工程。其做法是用疏浚机械在水下开挖取土，把土与水混合的泥浆经泥浆泵和管道输送，冲填坑塘、抬高地面或填筑堤坝^[1]。它与一般陆上土方填筑的区别在于土料以泥浆形态输送和沉积，含水率高，需要围堰约束和专门的排水、固结措施^[1]。

在工程分类上，吹填通常被视为疏浚工程的延伸或配套环节：疏浚挖出的土方若在排泥场沉积、加以利用，即构成吹填作业；若只作弃土处理，则属单纯的疏浚排泥^[1]。中国水利行业标准《疏浚与吹填工程技术规范》(SL 17—2014)将疏浚与吹填的设计、施工、安全和验收要求统一在同一标准中，该标准于2014年5月9日发布、同年8月9日实施，替代了SL 17—90^[2]。

原理

吹填的基本工序分为取土、输送和吹填3道，通常由一艘绞吸式挖泥船或自航耙吸式挖泥船完成全部环节^[1]。绞吸船下放绞刀桥架切削泥层，由船载离心式泥泵把泥水混合物吸入并经排泥管线排往指定区域；船舶以钢桩定位、左右横移摆动开挖，挖完一段后跨步前移^[3]。

当排距超过船舶的最大合理吹距时，需要在管线中途加设接力泵，把泥浆管道串联起来逐级加压输送^[3]。输泥管线一般由水上浮管、水陆接头和陆上岸管组成，出泥口常设缩口喷头，通过改变喷头口径与角度调整出泥方向与落点，以控制吹填平整度^[4]。

泥浆进入填筑区后，土颗粒沉降、多余水分经排水口排出，土体排水固结并逐渐获得强度。按SL 17—2014的相关要求，吹填应分区、分层进行，防止细颗粒土聚集成泥囊和水塘；吹泥区泥面宜高出水面23 m以便排水，超软地基上分层吹填时第一层宜高出水面1 m，其后按1 m逐层加高^[4]。吹填土表面平整度按细颗粒土0.51.2 m、粗颗粒土0.81.6 m控制，平均高程误差宜在+0.15+0.20 m范围内^[4]。

排水口的布设直接决定泥沙流失量。通常把排水口设在填筑区死角或远离排泥管出口的位置，以延长泥浆流程和沉淀时间；在围堰上设置溢流口，并在溢流口前设防污屏、土工布等，降低尾水含泥量^[5]。施工中还需对填筑高度、内外水位、位移和沉降进行观测，据此控制加载速率，避免淤泥隆起或危及围堰稳定^[6]。

发展历程

机械疏浚的历史可追溯到15世纪，1600年前后荷兰鹿特丹港出现了链斗式挖泥船的雏形，1855年美国制成吸扬式挖泥船^[1]。中国于1889年在上海首次使用挖泥船施工，1910年在海河装备吹泥船进行吹填作业^[1]。

20世纪50年代起，黄土高原地区开始采用水力充填方式筑坝，先用水枪开挖土料制成一定浓度的泥浆，再经输泥管道送至坝址填筑；60年代山东在微山湖地区吹填桩台^[1]。此后随着挖泥船和输泥设备能力提高，吹填逐步扩展到沿海围海造陆、港口与机场陆域形成等大规模工程。

技术标准的建立使工艺趋于规范。水利行业标准SL 17—2014在2014年发布并实施，增加了工程设计内容，完善了吹填工程的技术要求，涵盖疏浚、吹填、设计、施工、安全和验收^[2]。针对大面积吹填形成超软地基的加固难题，相关无砂垫层排水技术被编入国家标准《吹填土地基处理技术规范》(GB/T 51064—2015)。

应用

围海造陆和新区成陆是吹填最主要的用途。沿海工程常采用“先围后填”的顺序，先以充填砂袋等材料筑成围堰或护岸形成封闭区域，再用绞吸船把取砂区的砂或港池疏浚土经管线直接吹入区内成陆^[7]。机场、港区等大面积建设也用疏浚底泥吹填后加固的办法获得场地^[8]。

在水利堤防方面，吹填可用于填塘固基、加固堤坝、治理险工以及海岸养护和溃堤堵复，也可用于改善低洼沼泽地、湖泊和滩涂^[1]。把吹填料充入土工管袋、砂袋并堆叠成堤身，是软土地基和强潮条件下修筑围堤的一种做法，温州东围堤等工程曾采用该工艺^[9]。

吹填还承担疏浚土处置功能。疏浚土方在排泥场或纳泥区内吹填沉积，既解决弃土出路，又替代外购土石方；工程上常按纳泥区划分与容积匹配的方式布置排泥场^[10]。疏浚土是否适合吹填，需事先对土源、土质和水流特性勘测论证，并核算吹填土的密实度、抗渗与承载性能是否满足设计要求^[1]。

局限

吹填土天然含水率高、孔隙比大，强度很低。若吹填料为软塑黏土或淤泥，固结所需时间可长达数年，通常只能依靠分层吹填和排水措施加快孔隙水排出^[1]。底泥吹填后相当长时间内呈泥沼状泥塘，人员和机械难以进入，需待表面干化形成硬壳后才能插板并进行真空预压或堆载预压处理^[8]。

地基处理周期与费用因此成为制约因素。某吹填造地工程按1 m间距打设塑料排水板34.6万根、上覆15 m堆载并铺设3.7 m砂垫层，固结周期达9个月^[8]。吹填土即使处理完毕，工后沉降仍可能持续数年乃至数十年，沉降稳定所需时间较长^[11]。

吹填对水域环境存在扰动。取土、吹填溢流都会使悬浮泥沙进入水体并随潮流扩散，泥浆自由沉降慢、退水还会带走部分细颗粒，因此需要控制溢流浓度并采取防污帘、延长沉淀路径等措施^[12]。此外吹填需要占用一定面积的填筑区或纳泥区，在用地紧张地区适用性受限^[8]。

工艺本身也有边界条件。排距超出船舶最大吹距时须增设接力泵，管线配置与接力能力限制了单点输送范围；吹填区面积大、原地基为淤泥或砂料含泥量高时，必须分区、分层施工，否则易出现泥囊推移和淤泥集中，影响填筑质量^[6]。

参见

• 疏浚 —— 吹填的取土与输泥环节通常由疏浚作业完成，二者常在同一工程中衔接。

• 绞吸式挖泥船 —— 吹填工程最常用的施工船舶，可连续完成挖泥、输泥和吹填。

• 围堰 —— 把吹填泥浆约束在预定区域内的临时挡水结构。

• 真空预压 —— 吹填土地基排水固结的常用处理方法之一。

• 围海造陆 —— 吹填工程最主要的应用方向。