浅谈中粗砂垫层基础充填袋挡埝的施工工艺改进

摘 要：天津港地区围埝结构以充填袋堤心的斜坡堤结构为主，围埝基础处理主要为散抛1 m厚中粗砂垫层、打设塑料排水板。而为减少散抛砂垫层在水下的流失，保证抛砂厚度，会在砂垫层两侧各设计2 m宽、1 m厚小袋装砂埝作为挡砂埝。在施工过程中，小袋装砂通常采用的是人工乘低潮抛理的方法，这种方法最大的弊端是工程质量不易控制，抛理的断面效果以及连续性无法保障，特别是泥面标高在+0.0 m以下时，抛理的小袋装砂低潮不能露出水面，施工质量无法直观检验。小袋装砂由于断面标高不够，沿轴线不连续等施工质量问题，会直接加大中粗砂垫层的流失量。在这种情况下，我们从充砂袋的施工工艺中获得启发，用类似尺寸的充砂袋代替小袋装砂，很好的解决了结构的整体断面尺寸和连续性的问题，从而做到有效控制中粗砂垫层的流失。

关键词：砂垫层 充填袋 挡埝 工艺改进

中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0045-02

1 工艺特点

（1）弃用传统的人工抛理改用更先进的泥浆泵船水力充灌的方法，提升了施工工艺水平的同时提高了施工效率。

（2）充砂袋施工本身具有较完善的质量控制措施，应用于此可以更有效的进行质量控制，特别是对于袋体定位、打设厚度以及连续性等重要的质量控制点上具有良好的施工效果。

（3）使用泥浆泵船充灌充砂袋价格更低廉，施工成本更低。

2 适用范围

本工艺适用于围堤施工，且基础部分设计为散抛中粗砂垫层的施工工艺。

3 工艺原理

本工艺与大型充灌砂袋的工艺原理相同，施工工艺类似，是充灌砂袋施工工艺应用在中粗砂垫层挡埝上的拓展与革新。在施工方法及质量控制等方面可基本参照大型充灌砂袋的相应要求执行。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工准备→泥浆泵船定位→铺设充砂袋袋布→充灌砂袋→移船准备铺设下一块袋布。

4.2 施工操作要点

4.2.1 施工准备

（1）设计要求小砂袋采用80 g/m2编织布，但采用充灌砂袋的施工工艺后，此强度的袋布无法满足充灌过程中的受力要求，因此制作材料选用了与围堤主体相同的150 g/m2编织土工布，由加工厂进行缝制，尺寸根据设计断面确定，本工程设计小袋装砂为2 m宽，1 m厚，袋布加工亦按照此尺寸设计，轴线方向的长度为50 m，这样可以避免由于袋体尺寸小而造成的频繁移船。加工时选择较宽布幅，采用“包缝”连接。缝接处强度应大于袋布强度的90%。每个袋体袖口数量设4～5只，袖口的长度为30～50 cm，袖口直径一般为25 cm。

4.2.2 施工操作要点

（1）充砂袋采用水力充填法施工，施工用砂采用外购砂。

（2）充砂袋由人工乘低潮铺设。采用电吹船中的泰安泵于运砂船中吸砂，经高密管输送至充灌部位，经分流器分流后进行充砂袋充灌。充填施工用高压水枪造浆，泥浆浓度宜为20%～45%。充填时先充砂袋两端，将砂袋基本固定下来后，再沿潮流部位逆流进行充灌，在充填过程中要经常检查出泥管口的泥砂堆积情况，及时调整出泥管口位置，不断调整充泥袖口，使袋内砂充填均匀、饱满，确保充填平整，加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达到屏浆阶段，适当减少充填砂袋机械或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固结脱水时间。

（3）充填时，根据每个砂袋的容量，确定最佳机械配备，满足每个砂袋在一个潮水中充填结束，并达到理想的充填高度。充完后袖口用土工带或绳子（不得用铅丝）绑扎好，充砂袋一旦出现破损处必须马上用缝补好，缝线针距不得大于5 mm。

（4）根据设计要求，充砂袋中要求充填中粗砂，不小于30，含泥量小于3%。

（5）充砂袋需定位准确，固定牢固，进泥袖口保证在水面以上，且不短于50 cm。

（6）充填袋厚度控制在0.5 m左右，充填完成后必须将袋口扎紧。

（7）充填应用泥浆泵进行，管路出口压力宜控制在0.2～0.3 MPa。

（8）土工布袋在铺设及充填过程中若出现袋体损伤，应及时修复，缝接方法可采用外覆式。

5 材料与设备

5.1 材料

5.1.1 燃、润油：船用柴油及润滑油

5.1.2 船舶机械耗材

5.1.3 袋布、交通船等辅助船只

5.2 施工船舶

泥浆泵船1艘、高压水枪4只、150 kW发电机1台、交通船1艘。

6 质量控制

6.1 质量标准

施工质量执行以下标准

6.1.1 《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）

6.1.2 《水运工程土工织物应用技术规程》

6.1.3《水运工测量规范》（JTJ203-2001）

6.1.4 其他有关规范与标准

6.2 质量控制措施

（1）严格按照工程施工质量管理体系要求，开展各项质量管理工作，确保施工全过程得到有效控制。

（2）制定质量工作计划，分析影响质量的因素，找寻对策。

（3）成立QC小组，项目总工程师为QC小组组长，水工工程师、测量工程师、现场技术人员等为QC小组成员；针对质量管理开展工作。

（4）向施工船作详细技术交底，明确质量控制内容，严格执行操作规程。

（5）严格执行三检制度，确保施工质量满足设计及规范要求，发现不足及时采取补救措施。

7 效益分析

我们在天津海滨休闲旅游区临海新城围海造陆项目二区围堤工程上已经实施了该法，小充砂袋对砂垫层的保护作用很好，在涨落潮作用下，通过标高测量，砂垫层的流失大大减小。

在按照设计计算工程量的基础上进行施工，小袋装砂实测标高均低于设计标高，说明袋装砂在抛理过程中分布不均，没能形成整体性和连续性；新工艺由于采用充灌袋工艺，袋体定位、打设厚度以及连续性容易控制，标高符合设计要求和规范规定。（表1，图1）

分析以上数据，5天后原工艺中粗砂垫层平均标高下降36 mm，100 m流失中粗砂共110.16 m3；新工艺中粗砂垫层平均标高下降18 mm，100 m流失中粗砂共51.3 m3。新工艺比原工艺中粗砂流失量减少了一半。

当地袋装砂市场分包综合单价大约为160元/m3，而该方法的实施使得分包综合单价降至98元/m3，施工成本降低了38%。该项工程总量9824.76 m3，直接经济效益达到60.91万元。同时，通过减少移锚缆等生产性停歇时间，减少相应设备的使用和消耗，有效增加有效作业时间，从而起到节能降耗的效果。

8 应用实例

天津海滨休闲旅游区临海新城围海造陆项目二区围堤工程位于永定新河口北部海域，采用充砂袋斜坡堤结构型式，围堤总长度约2420 m，基础部分为散抛中粗砂垫层后打设塑料排水板压载固结排水。我们使用此法，分别用下层3 m宽、上层1 m宽，各50 cm厚的两层充砂袋（每个袋体50 m长）代替原设计的两侧小袋装砂，从实际施工效果看，采用此法在大大加快施工效率的同时，施工质量也得到很大的提高，基本杜绝了人工抛小砂袋造成的断面不规则，标高不够以及不连续等缺点，在抛完内部的中粗砂垫层后能很好的起到减小流失的挡埝作用，施工效果很好。

参考文献

[1]戚海波，李功军.围堰工程中几种施工工艺的探讨[J].中国西部科技，2009（24）.

[2]石少敏.大连龙畔金泉振冲桩复合地基压缩模量计算方法研究[D].吉林大学，2011.