论文部分内容阅读
摘要：在沿海地区围海造地与应急水库等土建项目开发中，按照经济、适用、就地取材等原则，采用充泥管袋吹填作围堤和围海造地的项目很多，发展前景较好。本文笔者结合实例就某围堤工程充泥管袋吹填施工，可供参考。
1 工程概况
某围堤工程位于长江流域上游入海口边滩，水库主要由新建北堤、东堤、南堤和西堤加固后组成。围堤工程含新建围堤386m，原大堤加宽加固并绿化462 m，底层有清淤绿化隔离带。围堤堤身采用充泥管袋和吹填砂筑成，堤身采用底层通长管袋和内外充泥管袋双棱体断面形式，底层通长砂袋厚度为1.0 m，其余袋层砂袋厚度为0.5 m，其断面形式如图1。
图1断面图示
围堤工程主要施工项目包含：底层充泥管袋、内外棱体充泥管袋、堤芯采砂吹填、充泥管袋子堰、砂肋软体排铺设、护坡灌砌块石结构、钢筋混凝土栅栏板护坡、钢筋混凝土防浪墙、堤顶沥青混凝土道路等。
二、材料挑选
底层通长充泥管袋厚1.0 m，袋材为190 g/m2 土工编织袋，其余通长充泥管厚0.5 m 厚，袋材为160g/ m2 土工编织袋， 通长充泥管袋充填料为江砂。管袋制作均采用聚丙烯编织土工布，其物理力学指标见表1。
表1土工布物理力学性能
三、管袋袋体制作工艺及方法
（1）加工工艺流程
原材料检验→裁剪、划线→缝制加筋带、套环→袋体缝制成型→验收包装→存放、出运。
（2）通长充泥管袋制作
①尺寸确定
北堤、东堤底层通长管袋尺寸（长×宽）分别为：96 m×24 m、96 m×35 m，在堤身横断面方向（袋长）整块制作，纵向（袋宽）依据铺排船的滚筒长度确定，为保证袋体之间有效搭接，其长度和宽度在设计的基础上适当加长。
②充灌口布设
充灌口16～20 m2布设一个，充灌口纵向间距在5 m（主要根据铺排船滑板的宽度确定），横向布置4个（35 m 宽通长充泥管袋），且充灌口均匀布设。充灌口原材料和袋体材料相同，充灌口直径25 cm，伸入袋体30 cm，袋体外0.5～1.5 m，充灌口和袋体采用包缝缝接。
③土工布单元片总拼
将加工好的土工布单元片用包缝法拼织在一起，使用双线缝制， 针脚密度每10 cm 长缝10～14针，缝制强度要大于原织物强度的80%。
④袋体存放
袋体加工好后，如不立即出运应尽量在室内存放，室外存放应做好覆盖，防止紫外线照射。
四、测量放样
（1）认真复核检查现场控制点， 轴线定位放线采用GPS 定位系统， 陆上采用全站仪进行测量定位，沿轴线方向间隔100 m 设轴线桩，测量堤坝轴线时，设置纵横向副线作为坝体施工放样的控制线。
（2）测量坝轴线时，同时测量横断面边脚线，沿内外坡脚间隔100 m 设边桩，作为抛填碎石垫层、土工布、抛石范围的标志，坝体填筑每加高一层测量一次，区分坝体各类填筑料的边线必须标出，并及时控制施工断面。
（3）对建筑物周围设置的各类控制桩应分别进行编号并绘制施工测量平面图，施工期间对控制桩要进行妥善保护，定期校核。
五、施工技术及工艺
1 浅滩区通长管袋施工
新建北堤与老江堤相接，地处浅滩，滩面高程为-1.5～-3.5 m， 北堤通长管袋铺设采用定位船定位，吹砂船通过输砂管吹填灌袋。北堤设两个工作面，每个工作面分别由定位船、吹砂船、交通船完成。
（1） 施工工艺
定位船就位→船载GPS 定位测量放样→软管接入袋体充灌口→袋体铺设、固定→系结检测浮标→吹砂充灌袋体→移充灌口、人工绑扎→测量验收→下一循环。
（2） 施工方法
①定位：将2 艘定位船分别定位在围堤左右两侧，呈一条直线，且垂直于坝轴线，然后采用GPS 专用定位软件进行船体定位，抛锚固定，采用船体前后2 根长绳将2 艘定位船连接成一个整体。在主定位船上将袋体沿宽度方向铺开，保持袋体充灌口向上，利用辅定位船上的铰锚机将主定位船上的袋体徐徐拉向水面，在拉出第一排充灌口时，将2 根吹砂软管固定在最两端充灌口内，再将袋体徐徐拉向水面，直至最后一排充灌口出现， 将剩下的2 根吹砂软管也固定在最两端的充灌口内， 最后将袋体全部固定在水面之上。
②充灌：运砂船停靠妥后，用吹砂船上吊机将泥浆泵吊入运砂船，启动高压水泵，用高压水枪破碎液化砂土， 泥浆泵将砂浆通过输砂管向管袋内输送。输砂管由吹砂船连至主定位船， 在主定位船上设分接头， 在分接头处分4 路通过软管连接充灌口实现袋体充灌。充灌顺序为先两头后中间，即充灌袋体的四个角，待充填厚达到设计要求时，再向中间逐个换充灌口充灌， 换充灌口时通过支线管上的闸阀可随时停止其中一个支线管吹砂， 采用交通艇配合人工将软管换至下一个充灌口。
③厚度保证：充灌开始后，可根据充砂时间计算充砂方量， 也可利用竹竿对水下袋体厚度进行实时探测，从而控制充灌厚度。
2深水区通长充泥管袋施工
东堤位于深水区，通长充泥管袋以上为双棱体+堤芯砂结构。先进行190 g/m2 通长充泥管袋的施工，再进行160 g/m2 通长充泥管袋的施工，此2 项施工可形成流水作业。东堤通长充泥管袋采用铺排船铺袋充灌， 设2个作业面， 每个作业面配备1 艘铺排船、1 艘吹砂船、1 条交通船。铺排船卷筒直径准120 cm、长40 m。单个通长充泥管袋顺轴线宽35 m，垂直于坝轴线方向铺设。
（1） 工艺流程
卷筒上卷袋→运砂船停靠→铺排船就位→船载GPS 定位放样→充灌头部袋体→系结检测浮标→放滑板、松卷筒→移船后退→充灌袋体→人工绑扎充灌袋→测量验收→下一循环。
（2） 施工方法
铺排船到施工现场后根据安排的抛锚定位，采用GPS 专用定位软件进行袋体定位。
①卷筒上卷袋：将加工好的袋体头部约10 m 平展甲板上，启动卷筒开始卷袋，当袋子的第一排充灌口处于滑板边缘时停止卷袋。
②定位船就位：定位船的就位采取平行于轴线定位，垂直轴线移船，从深水区向浅水区铺设。在两台GPS 引导下进入施工现场，下锚定位，根据定位船与袋体铺设位置的相对距离绞锚移船，使定位船准确定位。
③袋体充灌铺设：当运砂船停靠在吹砂船旁以后，用船上吊机将泥浆泵吊入船仓，启动高压水泵，用高压水枪破碎液化砂土，泥浆泵将泥浆通过输砂管和吹砂船上的分接头及软管向管袋内输送。首先充灌袋体的头部平展在甲板上，锁定卷筒，从充灌袋的中间预留充灌口（间隔10 m，直径25 cm，长度50cm）开始充灌。待头部充灌一定数量的砂土后，缓慢下防滑板，使滑板前端处于袋体设计的起始位置，此时船体位置与定位有偏差时，则应予以调整。然后启动卷筒使袋体徐徐下降，当袋体已经着地后，边启动卷筒使袋体下滑，边平行移船，每次移船2～3 m，啟动泥浆泵将砂通过各个充灌口向通长充泥管袋内充灌，通过充砂时间计算充砂方量，从而控制充灌厚度。如此反复，直至袋体全部铺设完毕。
3 棱体管袋、子堰及堤芯砂施工
通长充泥管袋铺设达到一定高程，即低潮位露滩后，可采用吹砂船直接灌袋。吹泥船的输砂管线抵达围堤附近后，利用浮漂将管头上浮，在管头上安装钢质分接头，在分接头上设置支线管直接充灌。
（1） 工艺流程
外棱体管袋充填→内棱体管袋充填→堤芯砂充填→子堰和堤芯砂交替上升→封顶。
（2） 施工方法
底部通长管袋袋体低潮位出水后， 可取用人工进行铺袋。首先，放设堤身轴线，对棱体的位置进行放样并设标，然后，逐层放样，用小竹竿插设棱体袋边线，保证袋体边线顺直，在小竹竿上设标高，保证吹填厚度和坡比满足设计要求。
棱体袋装砂铺设时采用阶梯形向前推进， 同一层相临袋体之间搭接大于1.0 m 且相互挤靠紧密，杜绝水平通缝。上下层袋体应错缝铺设， 错位距离大于5.0 m，杜绝垂直通缝，袋体铺设采用拉伸方式进行。袋体定位时应根据水流、水深情况，保留一定的预留量。
堤芯吹填砂与堤身棱体袋装砂交叉进行， 吹填时，先灌棱体袋，再吹填堤芯砂，堤芯砂应比袋装砂低1～2 层，避免吹填散砂洒落在棱体袋上。
六、施工质量保证措施
1通长管袋施工质量保证措施
（1）原材料进场，存放，检测，装砂棱体的拼接缝制方法、缝线线材及缝制后的缝接强度严格按设计和规范要求进行施工。
（2）通长袋体上卷筒前，仔细检查有无破损，在袋体两侧的甲板上标划刻度线， 精确计算袋体铺设的长度，使其和船舶移动保持同步，避免船舶惯性拖动袋体。
（3）吹填过程中不断改变充砂管口的输送方向，以免袋体受力不均而导致变形移位。
（6）通长管袋铺设宜在流速较小时施工， 铺设后及时对其平面位置和厚度进行检测。
2堤芯吹填施工质量保证措施
（1） 开采砂料时，主要从含泥量，粒径上控制。
（2） 堤芯吹填区域， 按照5 m×5 m 的网格插设小竹竿， 竹竿上用红油漆标注每层吹填厚度进行平整度控制。
结语
综上所述，充泥管袋吹填技术在入海口感潮区围堤施工中的应用表明，充泥管袋吹填围堤技术先进，经济效益和社会效益良好，具有推广价值，值得同类工程借鉴。
参考文献
[1] 张国泉,陈小刚.充泥管袋在青草沙水库工程中的应用[J]. 人民长江. 2009(12) .
[2] 林刚,束一鸣,林勇.充填管袋填筑的原理与实践[J]. 人民长江. 2005(02)
[3] 束一鸣,吴海民.围垦堤防施工技术研究[J]. 水利经济. 2012(03).
1 工程概况
某围堤工程位于长江流域上游入海口边滩，水库主要由新建北堤、东堤、南堤和西堤加固后组成。围堤工程含新建围堤386m，原大堤加宽加固并绿化462 m，底层有清淤绿化隔离带。围堤堤身采用充泥管袋和吹填砂筑成，堤身采用底层通长管袋和内外充泥管袋双棱体断面形式，底层通长砂袋厚度为1.0 m，其余袋层砂袋厚度为0.5 m，其断面形式如图1。
图1断面图示
围堤工程主要施工项目包含：底层充泥管袋、内外棱体充泥管袋、堤芯采砂吹填、充泥管袋子堰、砂肋软体排铺设、护坡灌砌块石结构、钢筋混凝土栅栏板护坡、钢筋混凝土防浪墙、堤顶沥青混凝土道路等。
二、材料挑选
底层通长充泥管袋厚1.0 m，袋材为190 g/m2 土工编织袋，其余通长充泥管厚0.5 m 厚，袋材为160g/ m2 土工编织袋， 通长充泥管袋充填料为江砂。管袋制作均采用聚丙烯编织土工布，其物理力学指标见表1。
表1土工布物理力学性能
三、管袋袋体制作工艺及方法
（1）加工工艺流程
原材料检验→裁剪、划线→缝制加筋带、套环→袋体缝制成型→验收包装→存放、出运。
（2）通长充泥管袋制作
①尺寸确定
北堤、东堤底层通长管袋尺寸（长×宽）分别为：96 m×24 m、96 m×35 m，在堤身横断面方向（袋长）整块制作，纵向（袋宽）依据铺排船的滚筒长度确定，为保证袋体之间有效搭接，其长度和宽度在设计的基础上适当加长。
②充灌口布设
充灌口16～20 m2布设一个，充灌口纵向间距在5 m（主要根据铺排船滑板的宽度确定），横向布置4个（35 m 宽通长充泥管袋），且充灌口均匀布设。充灌口原材料和袋体材料相同，充灌口直径25 cm，伸入袋体30 cm，袋体外0.5～1.5 m，充灌口和袋体采用包缝缝接。
③土工布单元片总拼
将加工好的土工布单元片用包缝法拼织在一起，使用双线缝制， 针脚密度每10 cm 长缝10～14针，缝制强度要大于原织物强度的80%。
④袋体存放
袋体加工好后，如不立即出运应尽量在室内存放，室外存放应做好覆盖，防止紫外线照射。
四、测量放样
（1）认真复核检查现场控制点， 轴线定位放线采用GPS 定位系统， 陆上采用全站仪进行测量定位，沿轴线方向间隔100 m 设轴线桩，测量堤坝轴线时，设置纵横向副线作为坝体施工放样的控制线。
（2）测量坝轴线时，同时测量横断面边脚线，沿内外坡脚间隔100 m 设边桩，作为抛填碎石垫层、土工布、抛石范围的标志，坝体填筑每加高一层测量一次，区分坝体各类填筑料的边线必须标出，并及时控制施工断面。
（3）对建筑物周围设置的各类控制桩应分别进行编号并绘制施工测量平面图，施工期间对控制桩要进行妥善保护，定期校核。
五、施工技术及工艺
1 浅滩区通长管袋施工
新建北堤与老江堤相接，地处浅滩，滩面高程为-1.5～-3.5 m， 北堤通长管袋铺设采用定位船定位，吹砂船通过输砂管吹填灌袋。北堤设两个工作面，每个工作面分别由定位船、吹砂船、交通船完成。
（1） 施工工艺
定位船就位→船载GPS 定位测量放样→软管接入袋体充灌口→袋体铺设、固定→系结检测浮标→吹砂充灌袋体→移充灌口、人工绑扎→测量验收→下一循环。
（2） 施工方法
①定位：将2 艘定位船分别定位在围堤左右两侧，呈一条直线，且垂直于坝轴线，然后采用GPS 专用定位软件进行船体定位，抛锚固定，采用船体前后2 根长绳将2 艘定位船连接成一个整体。在主定位船上将袋体沿宽度方向铺开，保持袋体充灌口向上，利用辅定位船上的铰锚机将主定位船上的袋体徐徐拉向水面，在拉出第一排充灌口时，将2 根吹砂软管固定在最两端充灌口内，再将袋体徐徐拉向水面，直至最后一排充灌口出现， 将剩下的2 根吹砂软管也固定在最两端的充灌口内， 最后将袋体全部固定在水面之上。
②充灌：运砂船停靠妥后，用吹砂船上吊机将泥浆泵吊入运砂船，启动高压水泵，用高压水枪破碎液化砂土， 泥浆泵将砂浆通过输砂管向管袋内输送。输砂管由吹砂船连至主定位船， 在主定位船上设分接头， 在分接头处分4 路通过软管连接充灌口实现袋体充灌。充灌顺序为先两头后中间，即充灌袋体的四个角，待充填厚达到设计要求时，再向中间逐个换充灌口充灌， 换充灌口时通过支线管上的闸阀可随时停止其中一个支线管吹砂， 采用交通艇配合人工将软管换至下一个充灌口。
③厚度保证：充灌开始后，可根据充砂时间计算充砂方量， 也可利用竹竿对水下袋体厚度进行实时探测，从而控制充灌厚度。
2深水区通长充泥管袋施工
东堤位于深水区，通长充泥管袋以上为双棱体+堤芯砂结构。先进行190 g/m2 通长充泥管袋的施工，再进行160 g/m2 通长充泥管袋的施工，此2 项施工可形成流水作业。东堤通长充泥管袋采用铺排船铺袋充灌， 设2个作业面， 每个作业面配备1 艘铺排船、1 艘吹砂船、1 条交通船。铺排船卷筒直径准120 cm、长40 m。单个通长充泥管袋顺轴线宽35 m，垂直于坝轴线方向铺设。
（1） 工艺流程
卷筒上卷袋→运砂船停靠→铺排船就位→船载GPS 定位放样→充灌头部袋体→系结检测浮标→放滑板、松卷筒→移船后退→充灌袋体→人工绑扎充灌袋→测量验收→下一循环。
（2） 施工方法
铺排船到施工现场后根据安排的抛锚定位，采用GPS 专用定位软件进行袋体定位。
①卷筒上卷袋：将加工好的袋体头部约10 m 平展甲板上，启动卷筒开始卷袋，当袋子的第一排充灌口处于滑板边缘时停止卷袋。
②定位船就位：定位船的就位采取平行于轴线定位，垂直轴线移船，从深水区向浅水区铺设。在两台GPS 引导下进入施工现场，下锚定位，根据定位船与袋体铺设位置的相对距离绞锚移船，使定位船准确定位。
③袋体充灌铺设：当运砂船停靠在吹砂船旁以后，用船上吊机将泥浆泵吊入船仓，启动高压水泵，用高压水枪破碎液化砂土，泥浆泵将泥浆通过输砂管和吹砂船上的分接头及软管向管袋内输送。首先充灌袋体的头部平展在甲板上，锁定卷筒，从充灌袋的中间预留充灌口（间隔10 m，直径25 cm，长度50cm）开始充灌。待头部充灌一定数量的砂土后，缓慢下防滑板，使滑板前端处于袋体设计的起始位置，此时船体位置与定位有偏差时，则应予以调整。然后启动卷筒使袋体徐徐下降，当袋体已经着地后，边启动卷筒使袋体下滑，边平行移船，每次移船2～3 m，啟动泥浆泵将砂通过各个充灌口向通长充泥管袋内充灌，通过充砂时间计算充砂方量，从而控制充灌厚度。如此反复，直至袋体全部铺设完毕。
3 棱体管袋、子堰及堤芯砂施工
通长充泥管袋铺设达到一定高程，即低潮位露滩后，可采用吹砂船直接灌袋。吹泥船的输砂管线抵达围堤附近后，利用浮漂将管头上浮，在管头上安装钢质分接头，在分接头上设置支线管直接充灌。
（1） 工艺流程
外棱体管袋充填→内棱体管袋充填→堤芯砂充填→子堰和堤芯砂交替上升→封顶。
（2） 施工方法
底部通长管袋袋体低潮位出水后， 可取用人工进行铺袋。首先，放设堤身轴线，对棱体的位置进行放样并设标，然后，逐层放样，用小竹竿插设棱体袋边线，保证袋体边线顺直，在小竹竿上设标高，保证吹填厚度和坡比满足设计要求。
棱体袋装砂铺设时采用阶梯形向前推进， 同一层相临袋体之间搭接大于1.0 m 且相互挤靠紧密，杜绝水平通缝。上下层袋体应错缝铺设， 错位距离大于5.0 m，杜绝垂直通缝，袋体铺设采用拉伸方式进行。袋体定位时应根据水流、水深情况，保留一定的预留量。
堤芯吹填砂与堤身棱体袋装砂交叉进行， 吹填时，先灌棱体袋，再吹填堤芯砂，堤芯砂应比袋装砂低1～2 层，避免吹填散砂洒落在棱体袋上。
六、施工质量保证措施
1通长管袋施工质量保证措施
（1）原材料进场，存放，检测，装砂棱体的拼接缝制方法、缝线线材及缝制后的缝接强度严格按设计和规范要求进行施工。
（2）通长袋体上卷筒前，仔细检查有无破损，在袋体两侧的甲板上标划刻度线， 精确计算袋体铺设的长度，使其和船舶移动保持同步，避免船舶惯性拖动袋体。
（3）吹填过程中不断改变充砂管口的输送方向，以免袋体受力不均而导致变形移位。
（6）通长管袋铺设宜在流速较小时施工， 铺设后及时对其平面位置和厚度进行检测。
2堤芯吹填施工质量保证措施
（1） 开采砂料时，主要从含泥量，粒径上控制。
（2） 堤芯吹填区域， 按照5 m×5 m 的网格插设小竹竿， 竹竿上用红油漆标注每层吹填厚度进行平整度控制。
结语
综上所述，充泥管袋吹填技术在入海口感潮区围堤施工中的应用表明，充泥管袋吹填围堤技术先进，经济效益和社会效益良好，具有推广价值，值得同类工程借鉴。
参考文献
[1] 张国泉,陈小刚.充泥管袋在青草沙水库工程中的应用[J]. 人民长江. 2009(12) .
[2] 林刚,束一鸣,林勇.充填管袋填筑的原理与实践[J]. 人民长江. 2005(02)
[3] 束一鸣,吴海民.围垦堤防施工技术研究[J]. 水利经济. 2012(03).