袋装砂抛填补坡施工工艺在长江深水航道整治工程中的应用

单国辉 章小旺

摘 要：袋装砂抛填补坡主要应用于航道整治工程中的护底施工，在长江-30 m以上深水条件下抛填袋装砂补坡施工国内尚无成熟的施工工艺，该文通过论述袋装砂抛填补坡施工工艺在长江南京以下12.5 m深水航道护底工程中的应用，重点阐述深水条件下袋装砂抛填补坡施工工艺以及质量控制，为以后深水条件下补坡施工提供参考。

关键词：深水航道 袋装砂抛填 补坡

中图分类号：U617 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-03

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程整治建筑物工程，位于长江太仓至南通间的通州沙和白茆沙水道。

根据工程工前测量结果显示，长江南京以下12.5 m深水航道狼山沙左缘冲刷严重，并形成-30 m以上冲刷深坑，冲深坑带来的主要问题是深坑边坡坡度陡于1∶3，不满足设计图纸要求的铺排坡度缓于1∶3要求，需进行补坡处理，即采用抛填袋装砂进行补坡。抛填砂袋分为4 m×6 m和2.8 m×2.8 m两种规格，其中4 m×6 m规格砂袋用于大面积粗抛，2.8 m×2.8 m规格砂袋用于局部精抛和补抛，两种砂袋冲灌厚度均按50 cm考虑（图1、图2）。

1 工程施工特点

（1）本工程施工区域原泥面主要为粉细砂，且袋装砂直接抛填在原泥面上，所以袋装砂在抛填过程中会引起水流变化，造成原泥面新的冲刷，加剧边坡变化，因此袋装砂在抛填过程中需不断测量断面，观测河势变化，以指导现场施工。

（2）施工区域受长江径流和潮汐共同影响，流速较大，袋装砂抛填过程中漂移距离较大，抛填精度较难控制，因此在袋装砂抛填过程中需不断测量砂袋漂移距离，以指导施工船定位，保证袋装砂落点位置准确。

2 袋装砂抛填施工工艺

2.1 施工流程

如图3所示。

2.2 袋装砂抛填施工要点

⑴水深测量

对施工区域进行工前水深测量，形成断面图（10 m一个断面），分析需要补坡的区域。

⑵施工船定位

袋装砂抛填施工采用常规铺排船，利用铺排船滑板进行袋装砂的抛填。

就位：根据潜水探摸及水深断面图所绘制的冲刷沟平面位置定位，施工船就位采取平行于轴线定位，断面方向上垂直于轴线移船、里程方向上沿轴线方向移船，从深水区向浅水区进行袋装砂抛填施工。

定位：通过水深断面图（断面间距为10 m），计算抛填的层数（每层按50 cm考虑）、每层排列个数和充砂袋排列组合方式，控制抛填工程量。将抛填区域按纵断面6 m、横断面4 m间隔绘制网格，形成DXF文件导入GPS移动台电子手簿，施工时根据袋装砂漂移距离控制施工船定位位置。随时根据坡度断面尺寸搭配不同长度的砂袋与层数，以抛出1∶3设计要求坡比。

⑶充灌砂袋

施工船定位完成后，砂袋在滑板上一字排开，然后同时充灌。充灌时应注意及时排水，使砂袋的充盈率达到80%时停止冲灌。充满后系好检测绳，以便用GPS检测砂袋的漂移距离。

⑷沉放充砂袋

在松放滑板前，再次确认施工船定位情况，无误后准备抛填。当系在砂袋上的检测绳无变化时，用GPS测量检测绳，测量完毕后计算并记录好砂袋漂移距离，根据砂袋漂移距离调整施工船位置，确保砂袋落在抛填区域，减少砂袋流失，抛填过程中分三个阶段：

第一阶段：根据断面图所作的抛填轮廓线，进行深坑区域的抛填，控制砂袋的落点集中在深坑区域，抛填厚度5～6 m。

第二阶段：选择水流较缓时段进行1：3坡度的成型抛填，根据流向，确定抛填走向，抛填中加密测量标高检验成型情况。

第三阶段：根据加密测量的结果，对缺失砂袋的区域或坡度较陡部位进行精抛。

3 袋装砂抛填质量控制

3.1 充填砂质量

充填砂质量必须满足设计和规范要求的技术指标，充填砂采用级配良好的砂料，粒径大于0.075 mm的颗粒含量不小于75%，含泥量不得超过5%，无杂物和有机质混入。

3.2 砂袋加工质量

砂袋充灌施工前，对砂袋的加工质量进行检查。检查土工织物的品种、规格及拼缝连接方法、缝制质量是否符合要求，土工织物不应有破损。

3.3 抛填砂袋尺寸的选用

根据现场袋装砂抛填施工可以看出：砂袋越大，漂移距离越小，砂袋越小，漂移距离越大，但过大的砂袋在滑落过程中受水流力作用，容易发生扭断现象，破损率较高，因此施工时选用4 m×6 m和2.8 m×2.8 m两种规格砂袋。

3.4 抛填时间的选择

根据对现场流速和流向的观察，涨潮一小时后到高平潮后一小时区间内流速较小，是抛砂效率最高的时段，在该时间段内进行精抛、补抛；高平潮后一小时到涨潮后一小时区间内水流较急，砂袋漂移量较大，不适宜精抛，该时间段只能进行大面积粗抛施工。在急落流时段深水抛砂暂停，避免砂袋流失。袋装砂抛填过程中应根据水流、水位以及流向变化，适当调整施工船位置来修正偏移距离，确保袋装砂抛填位置准确。

3.5 抛填过程中质量控制

⑴袋装砂抛填过程中断面测量控制：

由于袋装砂直接抛填于原泥面上，在袋装砂抛填过程中会引起河势新的变化，所以在袋装砂抛填过程中不断加强断面测量尤为重要。袋装砂抛填测量采前、中、后三个阶段同一断面比较法，比较同一断面地形变化，确定砂袋装砂填效果。

抛填施工前，对准备抛填袋装砂的施工区域进行工前水深测量，形成水深断面图（10 m一个断面）。

抛填过程中，测量人员对抛填区域进行断面测量，同时用旁扫声纳配合检测，查看砂袋的破损以及堆叠情况，指导下一步抛填。

根据抛填后测量断面，分析是否符合设计1：3坡度趋势及抛填平整度。虽有些满足坡度要求，但平整度不符合，会增加软体排铺设收缩，仍需补抛找平，直至满足铺排施工要求。

经断面测量发现，袋装砂抛填过程中引起河势新的变化，出现原坡面坡肩冲刷后退现象，抛填后符合设计要求缓于1：3坡度是由袋装砂抛填与原坡面坡肩冲刷后退共同形成的，因此抛填过程中加强断面测量，掌握河势与原泥面变化十分重要。

测量仪器：

断面测量使用 odom hydrotrac测深仪、Hypack软件测量处理断面数据，同时使用Klein 3900型声纳系统配合检测砂袋水下分布以及堆叠情况。

odom hydrotrac测深仪、Hypack软件主要应用于水深断面测量，能够提供高质量的定位和测深数据。

Klein 3900型声纳系统在一个高分辨率的显示器上显示声纳数据，能够提供精确的水下图像。

⑵袋装砂抛填过程中漂移距离控制：

袋装砂抛填前，需对现场流向与流速进行观察，掌握流向与流速变化规律。根据流向与流速变化规律，指导施工船定位，预留出袋装砂漂移距离。同时在抛填过程中，不断测量袋装砂在不同流速下的漂移距离，不断调整施工船位置，保证袋装砂落点位置准确，减少流失。

4 结语

袋装砂抛填补坡施工工艺在长江南京以下12.5 m深水航道整治工程中取得了良好的施工效果，但由于深水抛填袋装砂补坡施工条件复杂、影响因素较多，还有待于进一步分析和研究其施工过程中的关键技术和控制手段，以不断改进施工工艺，更好地适应工程建设的需要。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部.JTJ312—2003航道整治工程技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004：1.