铺排船深水铺设充泥管袋技术在围垦工程中的应用

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(安徽水利开发股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

铺排船深水铺设充泥管袋技术在围垦工程中的应用

陈媛媛,苏颖

(安徽水利开发股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

充泥管袋以其快速形成度汛断面和材质廉价等优点，在滩涂促淤、围垦项目中的海(江)堤施工中日益广泛应用。本文介绍了铺排船辅助铺设充泥管袋技术的特点、原理和施工过程，旨在说明该项技术既经济、高效又具有极大的适用范围，代表了围垦行业充泥管袋筑堤技术的发展方向。

铺排船； 充泥管袋； 大体积； 深水区； 充填

1 前 言

随着我国沿海经济快速发展，沿海城市的规模得到了高速扩张，土地的供需矛盾日益激烈，为积极缓解这一矛盾，国土部门越发重视开发利用海洋、拓展发展空间，滩涂围垦工程开始向外海拓展进入高滩深水区域。一般情况下，深水区域的原始滩面高程以-5～-7m 为主，窜沟深槽等高程则可达到-10～-16m(吴淞高程)。深水区域浪高潮大，对充泥管袋的施工和成品保护都有着严格的要求。

因此，寻找一种能快速形成度汛断面、抵抗风浪冲刷效果好的施工方法非常必要。伴随中国造船水平的大幅提高，大型铺排船投入到充泥管袋铺设过程中，使得大体积和高强度加筋充泥管袋得到充分利用，施工期间受潮水影响较小，连续施工作业能力强，提高了生产效率，保证了施工质量，缩短了工期，经济效益、社会效益显著。

2 充泥管袋和铺排船特征

2.1 充泥管袋

充泥管袋定义：在管袋内充入流体状粉质土经排水固结后的袋装土体(《滩涂治理工程技术规范》(SL 389—2008)。

材质：充泥管袋袋布采用专用编织布或丙纶长丝机织布进行制作，开阔水域水流流速大于4m/s时可采用230g/m2丙纶长丝机织布。加筋带材质为聚丙烯，主要指标为：拉伸强度不小于18000N，伸长率不大于25%。土工织物技术指标如下表所示：

土工织物技术指标表

2.2 铺排船

铺排船又名沉排船，一种非自航工程作业船，是为适应航道治理工程的需求满足对软质基础河床构造建筑物的要求而设计的专用工程船舶，主要用途是铺设护底软体排布。该船可通过自带计算机控制系统监控整个施工过程，自动化程度高；采用多通道测深仪，双频差分式DGPS系统和四角吃水测量系统定位及全液压驱动铺排，定位准确、施工精度高；铺排深度变化范围为：0.8～20m，最浅可达1m、最深可达30m，可适应各种水深的铺排作业需求，作业灵活性强。采用大型铺排船作为主要施工设备，现场辅助作业人员大幅减少，有利于现场管理，效益高、风险低。

3 技术原理

按照围堤设计尺寸，在场内集中加工大体积和高强度的充泥管袋并运至现场，利用铺排船的滚筒将加工成型的充泥管袋翻卷和缠绕，船载GPS定位系统定位测量，铺排船下锚就位。开启泥浆泵持续由靠驳的运砂船向充泥管袋首部袖口内充填砂料，开动滚筒下放铺排船滑板让袋体利用自重缓慢下沉到设计位置，继续施放一定长度的袋体，通过铺排船单独配置的计算机监控系统控制锚索收放移动船体。袋体沉入水中后，继续进行充填施工，至整个袋体充填到尾部袖口，尾部袖口与输泥管连接后继续施放滚筒，通过连接绳将袋体尾部准确沉放于设计边线，当充泥管袋达到理论计算量时停止充灌作业，即完成单个袋体施工。回收连接绳，施放下个袋体重复以上工序，逐袋逐层进行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的海(江)堤堤身到达设计要求。袋体沉入水中后，继续进行充填施工，至整个袋体充填到尾部袖口，尾部袖口与输泥管连接后继续施放滚筒，通过连接绳将袋体尾部准确沉放于设计边线，当充泥管袋达到理论计算量时停止充灌作业，即完成单个袋体施工。回收连接绳，施放下个袋体重复以上工序，逐袋逐层进行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的堤身到达设计要求。

4 施工过程

4.1 测量放样

利用GPS配合测深仪进行水下地形测量和铺排船定位，利用测得的数据绘制断面图，根据铺排船型号和设计要求，确定每层袋体加工尺寸。根据测量结果在施工区域用浮标标示堤轴线和施工边线。

4.2 充泥管袋袋体加工

充泥管袋采用土工织布在场内集中加工，其长度由海(江)堤设计底宽决定，最长可以达到200m，宽度根据现有铺排船的滚筒尺寸可达40～60m，单个充泥管袋最大工作量达到18000m3。

在充泥管袋表面均匀缝制加筋带，加筋带间距一般为1.5m，以提高袋体的抗拉强度，满足机械化施工的需要。

袋体缝制采用丁缝型式，袋体尾部设套环，套环直径一般为30cm。充填口采用袖口式，袖口采用横条幅丙纶长丝机织布缝制，袋体表面长度方向上一般每隔10～15m设置一排袖口，宽度方向上袖口间距一般为5～8m；进浆口直径为进浆输砂管线直径的1.2倍，进浆口长度一般为1.0～1.5m(见图1)。

图1 袋体平面示意图

4.3 砂源选择

充填料应采用排水性较好的砂性土、粉细砂类料，其渗透系数不低于i×10-3cm/s(1≤i<10)；要求粒径大于0.05mm以上的颗粒含量大于85%，含泥量不得超过5%，确保没有杂物和有机质混入。砂料可在海、江域就近取材。

4.4 充泥管袋筑堤施工

4.4.1 袋体展铺

将加工成型的充泥管袋在铺排船上展开，充泥管袋尾部的套环上系连接绳，从尾部开始按进浆口朝内的方式均匀卷在铺排船滚筒上，充泥管袋首部留在铺排船的展铺板上，首部两端系上浮球。

4.4.2 船舶定位、设备准备

将卷好充泥管袋的铺排船精确定位在施工边线处，铺排船铺设方向垂直或平行于堤轴线，运砂船靠近铺排船停泊，并用绳索连接，吹砂泵安装在运砂船上，将输砂管线与充泥管袋的进浆口连接。

4.4.3 袋体充填、沉放

首先充填留在展铺板上的充泥管袋，充填饱满度达到预计值后，开放滚筒并下放铺排船的滑板，让充填好的充泥管袋缓慢下沉到设计位置。

4.4.4 移船，续放袋体、充填

充泥管袋首部下放到施工边线后继续释放0.5～1.0m充泥管袋，纵向缓慢移船，移船速度与滚筒释放速度协调一致，待充填好的充泥管袋沉入水中，继续充填，充填量达到预计充填量后，割断或收回输砂管线，并循环连接留在展铺板上的进浆口，继续进行充泥管袋充填，待整个充泥管袋充填至尾部时，继续释放滚筒，使充泥管袋尾部沉放于施工边线处，同时继续充填充泥管袋，达到预计充填量后收回连接绳，使充泥管袋完全沉放至原始滩面或下层袋体上。

4.4.5 横向移船，铺设下一充泥管袋

横向移动铺排船到下一个施工区域，重复上述工序继续下一充泥管袋的铺设、充填。充泥管袋充填如图2所示。

图2 充泥管袋充填示意图

5 施工经验探讨

5.1 袋体加工注意事项

袋体一般采用150g/m2编织布或230g/m2长丝机织布。袋体缝制采用丁缝缝制，缝制线采用35支棉纶线；拼接处叠两层、缝三道(先缝一道，折叠后再缝两道)；缝合针脚应顺直，采用链式结构，针脚密度宜为12针/10cm。接缝强度不小于原织物拉伸强度的80%；根据设计堤身棱体断面确定每层袋体的尺寸，并预留一定的富余度；袋体受拉方向不可设置接缝，防止施工中接缝处破裂，应与铺设方向平行设置。

5.2 管袋充填施工质量控制

5.2.1 隐患排查

成立日常巡查小组，对充填全过程进行检查，如：施工中袋体出现小部分撕裂、破损，应及时组织缝补修复，出现贯穿袋体的撕裂时，应更换充泥管袋重新进行袋体铺设施工；监督船舶规范施工，严禁船舶在施工区域抛锚等对水下袋体有破坏的动作；严格控制移船速度和滚筒施放速度，先施放袋体后移船，防止袋体张拉过紧产生撕裂现象等，消除各类质量隐患，切实保护充泥管袋的完整性和抗冲刷能力。

5.2.2 技术措施

水下充泥管袋施工中，应及时进行护脚抛石施工，对已经施工的袋体进行防冲保护；水下袋体两端施工边坡应不大于1∶3，以利于袋体稳定；充泥管袋施工中，应在袋体首部、中部、尾部系上浮球，以便为下一层袋体施工时提供参考位置，同时可直观观察袋体铺设位置。

5.2.3 节奏控制

每层袋体充填完毕后，应留有足够的固结时间，严格控制施工节奏，做到堤身“均衡施工、同步抬升”，每100m范围内堤身袋体高差不宜超过50cm。

5.2.4 质量监测

施工过程中，及时进行动态监测，出现异常情况时，可安排潜水员进行水下探摸，查找原因并辅助整改；充泥管袋施工完成后，应进行水下地形测量，分析充泥管袋位置是否符合设计要求。

6 结 语

研发并成熟地运用铺排船深水铺设充泥管袋技术，深水区域充泥管袋施工定位精确，吹填堤身整体性好，机械化施工速度快、风险低，实现了各种海面工况下(异常恶劣自然天气除外)的连续施工，作业时间可达到最大化，同时还缩短了水下充泥管袋的施工工期，提前完成度汛节点任务。依托本技术开发的《铺排船辅助大体积加筋充泥管袋深水施工工法》被评为2012年度安徽省省级工法(工法编号AHGF85-12)，申请的国家发明专利《利用铺排船深水铺设大体积加筋充泥管袋的方法》也已公告进入实质性审查阶段，有望于年内取得授权，充分保护了公司对此项技术的知识产权。

Application of Arrangement Ship Deep-water Mud Pipe Bag Pavement Technology in Reclamation Project

CHEN Yuan-yuan, SU Ying

(Anhui Water Resources Development Co., Ltd., Bengbu 233300, China)

Mud pipe bag is widely applied gradually in sea (river) dam construction of beach siltation and reclamation projects due to its advantages of forming flood control cross section rapidly and low material cost, etc. Features, principles and construction process of arrangement ship auxiliary pavement mud pipe bag technology are introduced in the paper aiming at describing that the technology is economical and efficiency with extremely large application scope. It represents the development direction of mud pipe bag dam construction technology in reclamation industry.

arrangement ship; mud pipe bag; large volume; deep-water area; filling

TV52

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1005-4774(2014)08-0044-03