水下土工布铺设施工技术研究

李虎 王敏 李鹏举

（1、邯郸市水利水电勘测设计研究院水利水电工程专业，河北 邯郸 056000

2、邯郸市水利水电勘测设计研究院工程管理专业，河北 邯郸 056004）

水下土工布铺设施工技术研究

李虎1王敏1李鹏举2

（1、邯郸市水利水电勘测设计研究院水利水电工程专业，河北 邯郸 056000

2、邯郸市水利水电勘测设计研究院工程管理专业，河北 邯郸 056004）

围垦技术的发展与进步在滩涂围垦工程建设中作出了巨大的贡献。对软弱基础围垦工程中的关键施工技术从以下几个方面进行分析研究：水下铺设土工布、水下碎石垫层铺设、堤身抛石、堤身沉降观测等，本项课题的研究，对进一步掌握软弱地基围垦施工技术，为同类工程从主要施工设备选择、主要技术风险控制等方面提供可借鉴的施工经验。

软弱地基；围垦工程；土工布铺设

1 水下土工布铺设施工技术

1.1 铺设方案

滩面铺设前对基础加以平整，滩面上的杂物如杂草、鱼网等应清除干净。土工布开始铺设时，作业船舶按定位方法进入铺设位置，然后抛锚定位，船四角的四支锚按八字形抛设固定。之后将卷好的土工布滚筒固定在土工布铺设船上，再将土工布滚筒缓慢放入水中，土工布起始端用小锚固定好，通过作业船上四台铰锚机将船只缓缓移动，拖动滚筒铺设土工布，随铺随抛船载碎石。同样的程序进行下一块土工布的铺设。

1.2 施工流程和技术要点

施工流程：土工布加工→土工布运输检测→土工布卷设→铺布船装料→铺布船抛锚定位→滚筒下放，土工布铺设→刁抛碎石镇压→本块土工布铺设完成。

技术要点：（1）测量控制网设置及测量放样。建立基站，绘制土工布放样图并导入船载导航图，形成施工导航图。确定土工布卷设边缘在滚筒上位置，调整船上使船只航海导航图上显示两红色坐标点为土工布边缘坐标，并用移动站校核船载坐标准确性，无误后方可卷布。（2）涂面清理。采用两艘船拖长钢丝绳对施工范围内的涂面进行扫海工作，拖钢丝绳时要保证钢丝绳贴紧涂面，来回各一遍，两艘船上均配备定位系统，以保证清理范围不小于设计铺设区域。（3）土工布加工、运输、检测和卷布。土工布加工、存放首先将土工布在陆地上进行缝制拼接，将单幅宽度6米的土工布拼接成宽度23米的土工布，并按设计加工长度进行剪断。土工布经检测合格后，进行卷布工作。（4）石料装料及运输。土工布卷设完成后，铺布船靠在装料码头装载石料，船只装完料，自行行驶到施工区域，在计划实施的铺布位置抛锚。（5）船只定位。使用定位装置国际较为先进的GPS实时差分定位系统。（6）土工布铺设。土工布在水下正常打开后，通过控制绞锚机按着设定的铺设区域位置进行水底摊铺，移动时必须4个锚机同时进行，两个拉紧，两个放松，如不同时或走偏必须及时进行调整。在摊铺过程中每次移动左右的距离，反铲挖掘机抛投碎石将摊铺的土工布压住，使其不能上浮。铺至末端时，适当增加碎石抛投量，放松滚筒吊索，将摊铺船移出铺设区，提升铺设滚筒，整个铺设过程完成，再移动铺设船进行下一幅布的铺设。（7）碎石抛填。碎石抛填施工，主要工作有装料→运输→定位→抛填，施工内容及要求与铺布相同，施工重点在于控制碎石垫层厚度。土工布搭接处，不得重复抛洒碎石，在相邻块土工布未铺设时，预留距离暂不抛填，避免因为碎石抛洒完成，两块土工布搭接质量不好。土工布铺设完成后，吊起滚筒，收起定位锚，单张土工布铺设完成。（8）铺布质量及碎石垫层质量检查。土工布铺设质量检查，主要有水上钢管探查和水下摸查两种。水上探查在施工过程中进行，采用探测工具为直径4cm厚度3mm的钢管，钢管长度大于2.5~3m米，当水深过深时，采用直径3cm钢管，防止钢管过沉造成人员落水。探查方法为，在土工布铺设过程中，乘坐交通艇在土工布边缘处用钢管向下插设至涂面，通过钢管触底的感觉来判断土工布是否铺设到位，有土工布的触底有弹性且无法再向下插探，没有弹性，且可以继续插探的则没有土工布。碎石垫层检查采用水下潜水员摸查。

1.3 水下铺设土工布施工船只和定位方法

定位系统由3台高精度的GPS、电脑、打印机及相关软件等组成，其中岸上1台，舟合上2台形成实时差分定位，能准确确定船舶的行走轨迹，定位精度为5厘米，且可以实现全天候作业；土工布铺设装置由铺设滚筒、吊索、臂架、提升卷扬机等组成。土工布铺设中，吊索为起吊滚筒的绳索，由于在铺设时的拉力较大，因此吊索必须具有足够的抗拉强度才能保证不被破坏。臂架为滚筒的悬臂支承架。提升卷扬机主要为提升滚筒提供动力，在铺设时用以调节滚筒的深度，以防止滚筒过分的压紧泥涂面，使土工布滚筒因受阻力太大而滚动困难，造成土工布不能连续张开。

1.4 随铺布同时同步抛洒石料镇压土工布

石料抛填方法为，每移动一次船只移动距离为1米左右，自滚筒一侧至另一侧抛填块石，做到不漏抛不重抛，抛设完成后方可下一次移动船只。碎石镇压方面，每完成3-5块土工布铺设，紧接着进行碎石垫层及抛石镇压。

2 堤身抛石施工技术

2.1 堤身抛石施工技术流程

施工船装料→施工船运输→施工船定位→石料抛投→检查抛投断面→验收→补抛位置标识→施工船装料。

2.2 施工技术要点

具体放样过程本工程堤身抛石施工中采用信标机配合罗盘定位，每条施工船舶配置一套信标定位系统，定位系统包括一台信标机、一台电脑和施工定位软件。首先测量人员根据堤身设计图纸画出施工放样图，并导入到施工软件当中，现场施工人员根据电脑桌面上实时显示的施工船位置和使用罗盘调整方向，指挥抛石船进行定位、施工。

2.3 堤身抛石施工控制

堤身抛石分别按加载计划分层梯级推进，每层抛填顺序横向先抛中间后抛两边的方向进行，即先抛堤心，再抛内外海侧镇压层。

2.4 分区施工控制

根据施工进度要求和水上施工作业面，并考虑施工时潮位影响和堤身抛石和面层石施工相结合等因素，对施工区域进行了划分。施工船考虑一个浅水工作面和一个深水工作面，保证在小潮水时也可以连续施工。水下分层抛填施工时要在抛填的位置做好标识，填写抛投记录，避免漏抛、多抛，并详细记录加荷时间及加荷厚度，己便控制堤坝的沉降速度。网格全部抛投完成后，在退潮时，检查水上抛填部位的填筑断面，对于退潮后仍不能露滩部位，由测深仪或测深杆检查，对于欠填部位，做好标记，在下个高潮位补抛，直至合格。

3 堤身沉降观测

3.1 沉降观测实施方案

测试目的：测得地基在各级荷载下的沉降量，了解地基的沉降规律，判断地基的固结、稳定情况，起到控制施工加荷速率的目的；测试项目的布置：海堤地表沉降测试设计有12个地表沉降观测断面。在促淤堤轴线、内海侧和外海侧布置地表沉降观测设施，监测断面沿堤轴向间距为300m；监测仪器的埋设与观测。由于全部测点均位于海上，且只有少数断面测点在低潮时可以出露，因此采用全站仪和水准仪进行测量。

3.2 沉降观测分析

通过对施工过程的原位观测及其成果的分析，我们得出：在海堤建设中，要采取有效措施保证加筋土工布的铺设质量，铺设前做好堤面整平工作，铺设后及时用小粒径石料压牢，尽量避免大块石直接抛填到加筋土工布上；滨海相淤泥质软土的流塑高，强度低，水平挤淤沉降往往占预压期间总沉降的25%～35%；软土地基上筑堤时，可采用分级填筑法进行施工，使软土地基强度逐渐适应上部荷载的增加，保证地基的稳定性；海堤的轴线一般都较长，为了避免局部低洼段一次性加载过大，在加荷前需对其补抛找平。此外，为了减少工后的沉降和不均匀沉降，必须尽早完成荷载填筑，尽量使理砌时补填的荷载量小。

[1]徐承祥，俞勇强.浙江省滩涂围垦发展综述.浙江水利科技[J].2003.

[2]陈秀良，吴文华.围垦工程中围堤技术研究思路探讨.浙江水利科技[J].2006.

[3]宫宝军.浅谈海堤施工的施工要点.中国高新技术企业[J].2007.