□文/趙繼紅 高 杰 劉 倩

□高 杰、劉 倩/中國(guó)建筑第六工程局有限公司。

管袋圍堰吹填砂技術(shù)在工程中的應(yīng)用

□文/趙繼紅 高 杰 劉 倩

海上高等級(jí)公路建設(shè)施工路基填筑取材難、成本高，路基成型難。文章以實(shí)際工程為例，介紹管袋圍堰吹填砂施工技術(shù)。

管袋圍堰；吹填砂；路基；海上公路

充填管袋圍堰施工工藝在中國(guó)使用約有20a的時(shí)間，但吹砂圍堰作為永久工程成為海上高等級(jí)公路路基的主體在唐山濱海大道海上一級(jí)公路中使用，在國(guó)內(nèi)尚屬首例，該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的空白。

1 工程概況

唐山濱海大道全長(zhǎng)43.215km，第八合同段為雙向4車(chē)道，長(zhǎng)9.22km，全部位于海中。路基橫斷面由中央分隔帶、路緣帶、行車(chē)道、側(cè)分隔帶、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道組成，總寬49m。道路等級(jí)為城市主干道一級(jí)，設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h。采用充填管袋圍堰施工工藝，路基結(jié)構(gòu)為兩側(cè)充填管袋圍堰，中間填芯砂。路基設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為管袋圍堰、堤芯砂、軟基加固碎石樁、土工格柵、山皮石路床、墊層找平層、邊坡防滲土工布、模袋混凝土、混凝土預(yù)制塊，見(jiàn)圖1。

2 工程難點(diǎn)

1）海中高等級(jí)路基施工難度大，路基成型難，無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

2）海中施工環(huán)境復(fù)雜，環(huán)保要求高。海上路橋施工不僅面臨著無(wú)水、無(wú)電、無(wú)場(chǎng)地的困境；同時(shí)臨海修路，環(huán)保是頭等大事。工程必須嚴(yán)格按照《環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》和環(huán)保部門(mén)的要求規(guī)范施工，最大限度地降低對(duì)沿線鹽場(chǎng)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和周邊環(huán)境的影響。

3）受潮汐影響，路基安全穩(wěn)定性要求高。近海路堤受海水浸泡、潮汐升降的作用，極易損傷甚至垮塌，因此對(duì)路基安全穩(wěn)定性要求高。

4）工期緊?？偣て诓蛔?8個(gè)月。

3 施工材料

1）防滲土工膜。采用HR經(jīng)編復(fù)合防滲土工膜，質(zhì)量500g/m，斷裂伸長(zhǎng)率26%，斷裂強(qiáng)力32.0kN/m，撕破強(qiáng)力0.47kN/m，CBR頂破強(qiáng)力2.4kN，垂直滲透系數(shù)10～11cm/s。

2）管袋編織材料。

（1）380g/m2復(fù)合土工布。230g/m2的編織布與150g/m2短纖滌綸針刺無(wú)紡?fù)凉げ紡?fù)合?？估瓘?qiáng)度800 N/cm，頂破強(qiáng)度 1500N。

（2）230g/m2土工布，厚度 0.4mm，寬幅 3200mm?？估瓘?qiáng)度經(jīng)向≥1700N/50mm，抗拉強(qiáng)度緯向≥1500 N/50mm，延伸率經(jīng)向≤20%，延伸率≤25%，頂破強(qiáng)度3500N，剝離強(qiáng)度20N/50mm，梯形撕裂強(qiáng)度經(jīng)向≥400N，梯形撕裂強(qiáng)度緯向≥300N，抗紫外線強(qiáng)度保持率（96h）90%。

（3）軟體排。采用380g/m2復(fù)合土工布。

4 施工方法

4.1 施工工藝流程

海上路基管袋圍堰吹填砂施工流程見(jiàn)圖2。

4.2 操作要點(diǎn)

1）吸砂、運(yùn)砂、吹砂。用吸砂船在取砂點(diǎn)吸砂，吹至運(yùn)砂船。由運(yùn)砂船運(yùn)到吹砂船旁，吹砂船上工人用高壓水槍將砂稀釋，泥漿泵抽至吹砂船主輸送管，由船上泥漿泵將稀釋后的砂漿吹至主線庫(kù)區(qū)。吹砂船距主線路基1～2km，超過(guò)2km時(shí)用接力泵接力吹送，主吹砂管直徑400mm。

吹砂過(guò)程中，通過(guò)吸砂船泥漿泵吹至運(yùn)砂船，砂沉淀、泥漿流出，然后吹砂時(shí)再次呈現(xiàn)砂沉淀、泥漿流走的現(xiàn)象，兩次沖刷，減小含泥量。

整個(gè)吸砂、運(yùn)砂、吹砂過(guò)程中要嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)睾Ｓ虻某毕磉M(jìn)行施工計(jì)劃和控制，準(zhǔn)確保證砂船能夠在高潮時(shí)出行和返航。當(dāng)運(yùn)砂航道上水位較淺，不能滿足大型運(yùn)砂船通航條件時(shí)，可以采用＜500m3的運(yùn)砂船進(jìn)行運(yùn)送。在離路基外海2.5km范圍都是淺灘，在施工中必須采用二級(jí)接力泵，二級(jí)接力泵站直接放置在方駁船上，方駁船吃水在1.2m左右，滿足淺灘的停泊要求，駁船?？吭陔x路基約1km的位置。

2）清基、鋪設(shè)軟體排。在軟體排施工前對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行清理，主要清理基礎(chǔ)內(nèi)的木樁、漁網(wǎng)、大塊石等，采用海水退潮后機(jī)械清理的方法。測(cè)量鋪排區(qū)域水下地形，發(fā)現(xiàn)有尖狀物應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理，保證排體不被損壞。

由于施工區(qū)地處淺灘，低潮時(shí)部分區(qū)域露灘，采用人工直接鋪設(shè)的方式鋪設(shè)軟體排。運(yùn)輸船利用高水位時(shí)間將排布及充填砂運(yùn)輸?shù)戒伵抛鳂I(yè)面附近，落潮時(shí)人工進(jìn)行鋪排并利用運(yùn)砂船上配備的充填泵組進(jìn)行充填砂肋工作。

軟體排鋪設(shè)按照放樣點(diǎn)縱橫向都要拉正，力求平整，不得發(fā)生折疊和破損現(xiàn)象，每塊之間的搭接量≮2.0m，在圍堤橫斷面方向應(yīng)有所松動(dòng)，張力不可過(guò)緊并在圍堤縱向兩邊打樁固定，抓緊鋪設(shè)底層充泥管袋及時(shí)充灌砂振壓，以防被水流和波浪沖開(kāi)。

軟體排在兩側(cè)橫向設(shè)計(jì)外邊線向外各鋪2.0m。排布定位后，要及時(shí)壓鋪砂肋，防止排布位移。采取系物、加筋條、牽引等措施控制鋪排平整度，保證所沉排體緊貼床面。

3）內(nèi)外袋裝砂圍堰充填。軟體排鋪設(shè)完畢立即跟進(jìn)施工第1層袋裝砂棱體，兩側(cè)棱體及堤芯砂要平行施工。圍堰吹填先進(jìn)行第1層管袋施工，有一定施工長(zhǎng)度后，作業(yè)面擴(kuò)大，對(duì)第2層管袋進(jìn)行施工，幾層管袋吹填完成后，形成管袋圍堰。充填工序按照充填、逬漿、二次充填、袋內(nèi)砂體厚度滿足設(shè)計(jì)要求的次序進(jìn)行，袋體充填飽滿度控制在80%，充填厚度控制在0.6～0.7m，保證充砂平整、密實(shí)，袋體按垂直于圍堤軸線分層鋪設(shè)，堆疊整齊，上下袋體錯(cuò)縫鋪設(shè)，同層袋相互擠壓。

充填袋應(yīng)采用水力充填法施工，為確保圍堤堤身安全，排出棱體中水分，必須分級(jí)進(jìn)行，第一和第二級(jí)袋裝砂棱體施工間隔以第一級(jí)袋裝砂固結(jié)度達(dá)到70%為準(zhǔn)，間隔為1～2d，嚴(yán)禁上下層連續(xù)施工，必須采取平行順序法作業(yè)。

袋子加工時(shí)應(yīng)留出充填袖口，袖口尺度根據(jù)充填機(jī)具確定，充填完成后必須將袖口扎緊。

袋布應(yīng)選擇較寬布幅，拼接采用綿綸線包縫法縫制，拼接處折疊3層，寬度約5～10cm。

在縱向管袋圍堰向前吹至500m長(zhǎng)時(shí)，鋪設(shè)橫向軟體排和管袋，吹填橫向圍堰，形成圍堰閉合體，留出出水口，然后在庫(kù)內(nèi)吹填砂，形成吹砂路基。

吹填管袋圍堰時(shí)要嚴(yán)格按照兩側(cè)邊坡要求進(jìn)行測(cè)量放線，定出管袋鋪設(shè)邊線和中線并根據(jù)總體高程要求計(jì)算每層管袋的厚度。

4）吹填堤芯砂。圍堰完成后進(jìn)行堤芯砂路基吹砂，首次施工時(shí)可選擇500m作為試驗(yàn)段，試驗(yàn)段吹填完成后形成封閉路基。

取得參數(shù)后全面推開(kāi)，從路線兩側(cè)向中間吹填，每500m作為1個(gè)吹砂分工區(qū)段。形成圍堰閉合體后，向庫(kù)內(nèi)吹填，庫(kù)內(nèi)吹砂先期要適當(dāng)形成排水坡度，水流向東側(cè)排水口流出，保持砂沉淀，水流出，待吹填達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用高壓水槍將砂掃平。

堤芯砂吹填過(guò)程中控制堤芯砂最終標(biāo)高，對(duì)于吹砂不平整的地方進(jìn)行機(jī)器輔助人工整平，保證堤頂平整。

5 質(zhì)量保證措施

1）平均處于低水位以下的充填袋鋪設(shè)質(zhì)量需進(jìn)行潛摸檢驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目包括平面位置、通縫寬度和厚度，相鄰袋體之間不允許出現(xiàn)不接觸現(xiàn)象。

2）袋裝砂棱體充填袋在圍堤橫斷面方向須整塊制作，頂層袋充填后應(yīng)盡量平整（≤±5cm）；縱向袋體長(zhǎng)度以利于制作和施工方便為宜，但不應(yīng)＜15m。

3）袋體逐層加高，不可在局部堤段一次性加高兩層或以上，特別是棱體頂部袋底，應(yīng)嚴(yán)格控制施工速率。施工期間不得在已做好的棱體上隨意堆載砂石料。

4）袋體充填后外露部分做好覆蓋保護(hù)，平均水位以上袋裝砂棱體完成后防止在陽(yáng)光直射下暴露超過(guò)15d，為減少管袋的裸露輻射，圍堰施工完畢立即進(jìn)行邊坡防護(hù)，同時(shí)避免人為和施工機(jī)械的破壞。

5）充填砂袋構(gòu)筑進(jìn)行的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外側(cè)砂礫墊層及拋石的施工。對(duì)于外棱體相鄰袋體的外坡邊緣縫隙處利用小袋裝砂進(jìn)行人工修坡墊平，防止留有空隙袋體邊緣受力而導(dǎo)致袋體損壞。迎浪面注意海浪淘刷，出現(xiàn)空隙及時(shí)跟蹤填補(bǔ)調(diào)整外側(cè)坡輪廓線水平為止，形成符合設(shè)計(jì)的坡面。

6）在施工中充填砂袋的袋體之間不得夾有淤泥。

7）充填袋的充滿度控制在80%以上，下層充填袋在固結(jié)度達(dá)到70%后，可以進(jìn)行上一層充填袋的施工，一般相隔24h以上。上下層采取平行順序法作業(yè)。上下層充填袋連接采用系纜，不允許用鋼絲穿透袋布進(jìn)行連接。袋子加工時(shí)應(yīng)留出充填袖口，袖口尺度應(yīng)根據(jù)充填機(jī)具確定，充填完成后，必須將袖口扎緊。施工過(guò)程中，袋子不得有破損，如發(fā)現(xiàn)破損，必須及時(shí)進(jìn)行等強(qiáng)度修補(bǔ)，以防袋內(nèi)充填物流失，造成堤壩塌陷。

6 海上施工操作注意事項(xiàng)

1）嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國(guó)海上交通安全法》、《中華人民共和國(guó)水上水下施工作業(yè)通航安全管理規(guī)定》及其他有關(guān)法律規(guī)定，謹(jǐn)慎操作，確保安全，發(fā)生水上交通和污染事故應(yīng)立即向上報(bào)告。

2）施工作業(yè)前應(yīng)向當(dāng)?shù)睾Ｊ戮稚暾?qǐng)辦妥《水上水下施工作業(yè)許可證》。水上施工應(yīng)設(shè)專用救生船或交通船并有專人值班，各施工作業(yè)點(diǎn)應(yīng)配備救生圈、救生衣等救生設(shè)備。

3）應(yīng)隨時(shí)與當(dāng)?shù)貧庀?、水文站等部門(mén)保持聯(lián)系，每日收聽(tīng)氣象預(yù)報(bào)并做好記錄，隨時(shí)了解和掌握天氣變化和水情動(dòng)態(tài)，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

4）參與施工的各種船舶，包括配合施工作業(yè)的交通船、運(yùn)輸船等，必須符合安全要求，同時(shí)還必須持有各種有效證書(shū)。船機(jī)、通訊、消防、救生、防污等各類(lèi)設(shè)備必須安全有效并通過(guò)當(dāng)?shù)睾Ｊ戮值陌踩珯z查。

5）定期清運(yùn)沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其他工程材料運(yùn)輸過(guò)程中防散落與沿途污染，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點(diǎn)排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)和方案進(jìn)行合理堆放和處治。

7 結(jié)論

1）充填管袋圍堰施工工藝施工速度快。本工程總工期18個(gè)月，如果是填石路基，需要從唐山市古冶、灤縣等地運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，而濱海大道沿線淺灘段有比較靠近的豐富砂源，是吹填修路的理想砂源，直接從海中取砂，就地取材，施工速度快。

2）節(jié)約投資。本工藝主要填筑材料為海砂，比填山皮石路基大大節(jié)約工程投資，降低工程成本；管袋砂圍堰比同等方量的山皮石成本降低了48.98%，堤芯砂比同等方量的山皮石成本降低了70.41%。

3）質(zhì)量可靠。袋裝海砂相比較山皮石而言，透水性不高，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，抗沖刷能力強(qiáng)，能夠抵抗長(zhǎng)期海水浸泡，提高了路基穩(wěn)定性。

4）環(huán)保。吹砂運(yùn)砂過(guò)程都在海中實(shí)現(xiàn)，交通方便，更有利于路線上其他原料的運(yùn)輸暢通，而且減免了路面運(yùn)輸產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音、粉塵等污染。

U445.55+6

C

1008-3197（2011）06-31-03

2011-07-13

趙繼紅/男，1973年出生，高級(jí)工程師，中國(guó)建筑第六工程局有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□高 杰、劉 倩/中國(guó)建筑第六工程局有限公司。