充砂管袋软体排在飞云江保滩护底工程中的应用

黄凯文,方建飞

(1.浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020;2.松阳县水利水电勘察设计所,浙江 松阳 323400)

1 工程概况

瑞安市飞云江某护岸工程位于瑞安市飞云江某凹岸顶冲河段,常年受潮水和上游排水冲刷,且河床较深,护岸高差8.50～14.00 m。另外,沿岸地质条件较差,存在深厚的软土层,是影响河岸稳定的主要因素,护底护岸、保滩是该工程的重点与难点。

2 充砂管袋软体排的构造特点与作用

充砂管袋软体排主要由土工织物垫与压重肋套组成,其特征是在排布上缝制加筋带和土工织物长管袋,长管袋中填充砂料或其它压重材料形成软体排压重肋套。具有以下特点与作用:

(1)软体排有良好的柔韧性,适应水下河床表面形状和变化,紧贴其上;

(2)软体排因其连结方式具有良好的连续性和整体性,并有足够的强度,因此能够发挥整体效应;

(3)软体排的物理性质能够满足工程要求,底布具有良好的反滤、防冲作用,有较高的抗拉强度,在水下又不易老化,使用年限耐久。

因此,软体排覆盖于可能冲刷的部位,可有效地护底防冲。

3 充砂管袋软体排设计

3.1 软体排材料设计

由于该工程区位于飞云江感潮河段,水文特征复杂,冲刷严重,所采用的软体排材料要求整体性好、强度高、柔软性好、稳定性高并具有良好的抗冲和保土性以及一定的渗透性。

充砂管袋软体排组成为:排体选用面布230 g/m2丙纶长丝机织布与底布150 g/m2短纤涤纶针刺无纺土工布复合;面布上加缝宽50 mm的900 g/m2加筋带,间距1.00 m。砂肋直径30 cm,选用200 g/m2编织布,充填料为料径大于0.075 mm颗粒含量大于5%、黏粒 (＜0.005 m)含量控制在10%以内的砂料,砂肋在软体排两侧5.00 m范围内间距0.50 m布置,中间段间距1.00 m布置。

3.2 充砂管袋软体排尺寸设计

排长(垂直于护岸轴线方向的长度)一般由水上、水下2部分组成;对于该工程而言,软体排皆位于水下。根据SL/T 225—98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》,软体排排长主要由因冲刷深度确定的长度及一定的余幅来确定:护岸局部冲刷深度为3.50 m,淤泥层土质稳定边坡取1∶6,并考虑一定的安全系数,排长取30.00 m。

单块软体排的排宽(平行于护岸轴线方向的长度)主要与水流条件、施工方法与施工设备、排体质量等有关。排体宽度大,则排间搭接少,可以省料并加快施工速度,但施工较复杂,所需施工设备较大;反之则搭接多,费料,沉排整体性相对较差,施工时间亦长。在动水中施工的单块排宽一般为15.00～40.00 m,该工程取30.00 m。

3.3 软体排压重

排体上要求的压重,与水流流态、流速有关。根据SL/T 225—98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》,当流速v≤3 m/s时,可以采用1 kPa。

另外,浙江省水利河口研究院于2009年6月完成的浙江省科技支撑和引导计划项目成果 《强潮河口深水抛坝基础防冲技术研究报告》表明[1]:为提高软体排铺设后排体的稳定性,当平抛块石混合料达到1.00 m厚以上,软体排就能得到很好的保护,而且在随后的坝体形成过程中,可以避免形成较大的冲刷坑。

根据该工程的实际情况,压重采用50 cm石渣+200 kg/m2块石型式。

4 施工质量控制要点

4.1 放排与搭接控制

软体排的放排位置及相邻排体之间的搭接直接影响软体排整体性、防冲效果;而且,排首5 m范围内砂肋加密区的放排受流速影响较大,其定位至关重要。

该工程选择退潮后流速低于0.5 m/s的1～2 h时间段进行施工,以利于软体排位置控制。放排过程中,根据GPS定位软件调节船体位置,使沉排位置与设计排头、起点、终点位置重合。沉排过程中要不断根据GPS定位软件,实时调节船体位置,使偏差控制在最小的范围内,并确保相邻排体之间的搭接宽度满足设计要求。另外,为确保排尾沉放准确,沉放时用绳将丙纶加筋圈穿好,并在铺排船上将绳的尾端固定好。

4.2 压 载

为确保压载施工船与铺排作业船的施工安全,石渣压载施工作业船应与铺排船至少保持200 m以上的安全距离。石渣抛填船采用1 200 t自行驳运至工作面,液压反铲均匀散置抛入工作面内。

5 施工质量验收与检测

目前,软体排原材料的验收与检测可根据相关规范进行,但对软体排施工后质量的验收与检测尚没有专门的验收规程规范,经多方研讨,该工程主要采用潜水员水底摸查的方式进行抽检。施工单位、业主分别先后请潜水员水下摸查,收集水下软体排的具体位置、搭接宽度、砂肋充盈情况、压载厚度等数据。经分析,软体排施工质量满足设计要求。

6 结 语

该工程软体排已运行1 a多,效果良好,在类似保滩护底工程中,结合水下地形、水流特点、施工、投资等因素,可采用充砂管袋软体排方案,以充分发挥充砂管袋软体排整体性、柔韧性好且能适应水下河床地形变化的优点。

[1]杨火其,黄金芳,王文杰,等.强潮河口深水抛坝基础防冲技术研究报告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2010.