劉志華

摘 要：在目前的水運和水利工程中，袋裝砂在導堤、圍堰、丁壩的形成中得到廣泛的運用。袋裝砂作為堤芯，有效的解決了在缺乏石料供應區(qū)域拋石斜坡堤塊石供應不足的難題，并有效的降低了施工成本，而且在有防滲流要求建筑物的形成中，它有拋石壩所不具備的優(yōu)勢。

關鍵字：袋裝砂 工藝 探索

根據(jù)以往的實踐和資料，在沿海圍海造地中，圍堰采用袋裝砂堤芯壩施工，袋裝砂的施工基面一般在當?shù)乩碚撋疃然鶞拭?1m左右。在導堤、擋水導流壩的施工中，一般水深在-2～-3米左右，在這樣的淺水區(qū)，袋裝砂都是采用人工（小船配合）布袋，充砂，形成堤芯。

當水深再加深，人工無法布袋，要形成袋裝砂堤芯，以往多是拋枕（充灌小砂枕，體積一般不大于10m3）施工，加上后來本質上類同于拋枕的滑枕施工形成堤芯。這種方法形成的堤芯，相比陸上袋裝砂施工的方法，用料多，密實性差，且袋體落位難以控制。

2010年在長江下游福姜沙航道整治工程中，設計兩條壩體北順堤和南順堤，主要是要起到擋水、導流、防止竄溝進一步發(fā)育的作用。在北順堤長3880米的堤身上有軸線長度2300米的袋裝砂堤芯，在南順堤長7851米的堤身上設計有軸線長度1500米的袋裝砂堤芯。

自然條件

1、潮流特點

該河段南北跨度大且主要受長江口潮汐影響，河段落潮平均流速大于漲潮平均流速，以落潮流為主。從季節(jié)變化來看，各汊道洪季落潮平均流速明顯大于枯季；漲潮流速相對較小，中小潮期間部分斷面中泓部分無漲潮流，或漲潮流出現(xiàn)時間較短。從流速沿斷面分布看，流速表現(xiàn)為深槽處落潮流最大，邊灘或岸灘漲潮流較大的特點。

2、流速、流向

依據(jù)設計文件及現(xiàn)場觀察，流速在1.0米以下時間較多，在不同的時間、不同的位置、不同的高程，流速都不一樣，在急漲、特別是急落潮時，當施工上層袋體平面高程較高時，由于已做的袋體表面有局部不平整，形成類似龍口時，觀測到最大流速有1.5米左右；依據(jù)設計文件和現(xiàn)場觀測，本次施工區(qū)域的流向和擬形成的堤壩軸線有很大夾角，流向大多在70o～85o之間。

3、水深

水深對袋裝砂施工有較大的影響。本工程最大施工水深，南順堤在11m～12m之間，北順堤在14.5m～15.5m之間。

施工船機

一個完整的袋裝砂施工生產(chǎn)線包括：40米沉排船一艘，吸砂船一艘，運砂船1～2艘，絞錨艇一艘。對沉排船的主要要求是卷筒長度、充灌砂的設備系統(tǒng)配套、精確的定位軟件。本次施工，經(jīng)計算，水深最大的地方，壩體底寬最大為41米左右，為提高施工效率，砂袋沉放為平行軸線方向。本次施工船舶橫在水流里，對船舶的錨系系統(tǒng)就有較高的要求，相應的對錨艇就有較高的要求。

填充材料

填充材料大部分的情況下都已在設計文件里有明確的要求。一般而言，以細砂為好。粗砂雖然固結快，粘粒少，但對充砂泵要求高，磨損大，運送距離很短；粉砂含粘粒多，固結慢，從砂袋孔流出的多。設計根據(jù)所使用的袋體布指標來對充填料做出要求，當然也要充分考慮現(xiàn)場的自然資源狀況。本工程的充填料指標如下：袋裝砂堤心充填砂料選用粉、細砂。粒徑小于0.005mm粘粒的含量小于10%，粒徑大于0.05mm的含量大于70%。

砂袋的充灌和沉放

施工時間的選擇。順利沉放袋頭和袋尾是關鍵，經(jīng)過多次不同的施工開始時間的選擇，最終選擇在高平潮前1～2個小時開工，這時漲潮的力量已很小，接近尾聲，這個時候放袋頭，成功率較高，有效充灌時間較長。具體每天的開始時間還是要現(xiàn)場觀測，看是大潮還是小潮，它的根本原因還是流速的影響，所以最好能有一個流速儀在現(xiàn)場。

施工流向的選擇。本次施工，經(jīng)過順漲潮流施工、逆漲潮流施工、順落潮流施工的多次實踐，最終證明順落潮流施工為最佳。

當沙袋在甲板上展平，經(jīng)檢查無誤時，將沙袋卷上滾筒，卷上滾筒時，兩側由人工將沙袋拉伸，以求砂袋無皺褶收縮地卷在滾筒上。當砂袋頭部正好在甲板邊沿（或有一點在翻板邊）時，停止卷袋，在砂袋的一側從頭部開始用標尺在袋體上每2米劃一道標記，量水深做到心中有數(shù)。將充砂管頭插入砂袋的第一排袖口，最好出砂口要超過袖口根部，否則容易將袖口根部沖壞。第一排袖口插入充砂管是很容易和方便的，因為袋體還沒有處于受力狀態(tài)，后面的每一排要想把充砂管頭插入袖口時超過根部是有點費力的，袋體處于受力狀態(tài)，上下兩層袋體布緊靠在一起。但這時不能怕麻煩和馬虎了事，要盡量做到最好。這個過程還要注意在插入充砂管時，麻木蠻干，充砂管頭部是硬的，太大力又不注意的情況下，會把下層袋體布戳破。

在整個的袋裝砂施工的過程中，很小不起眼的一件小事——在充砂時的袖口綁扎十分重要。很多次由于袖口綁扎不好，對充砂過程或質量產(chǎn)生影響。當在甲板上充砂時，綁扎不好可以重來，只是影響充灌效率；當在水下充灌時就沒有辦法來從新插管，從而影響充灌質量。充砂管從袖口滑出，一是綁扎不好，一是管內(nèi)壓力太大—--反作用力大。主要是綁扎質量問題。水下充灌時綁扎不好，不能水下自動解開，就可能強制拉壞袖口，在袋體上留下一個大洞。袖口的綁扎不是高科技，但一點也不可輕視。袖口的綁扎只是需要認真和技巧。

第一排袖口充灌的是袋體的頭部，有隔艙，就是將隔艙基本充滿規(guī)定的厚度，沒有隔艙，就需要施工人員根據(jù)經(jīng)驗實施。袋頭沖灌量以袋頭能不能下放到理想的位置為原則，滿足這個原則，袋頭內(nèi)沖的越少越好。所以，隔艙的大小也不是一成不變的。袋頭充灌好以后要一次放到泥面，不可以袋頭懸掛在水中進行第二排袖口的充灌，否則袋體容易破袋。袋頭的下放，再一次校正好精確的船位。以盡可能慢的速度下放；在下放的過程中，沒有特殊情況，中途不可以停頓，一次下放到泥面。下放速度快，當袋頭接觸泥面時，受到泥面的作用力大，可能會產(chǎn)生炸袋的現(xiàn)象，線縫或袋體布會炸開；中途停頓，袋體布受到一個較大的動載荷，也會產(chǎn)生炸袋的現(xiàn)象。endprint

砂袋施工中處理好下放的袋體長度和移船距離的關系以及盡可能的提高充灌的效率。袋體下放的長度一般要結合充砂袖口的位置，三米四米都關系不大，但究竟一次下放了多少心中要有數(shù)，可以根據(jù)在袋體布上做的記號準確了解到，因為這還關系到這一次移船大概要沖多少方砂，移船的距離一般小于等于放袋的長度，也可以不一次性放到位，中途時刻關注加筋帶或袋尾牽拉繩的受力情況。充灌過程中，袋體太松，不能抵擋橫向水流作用，太緊，易拉壞袋體。每一排袖口剛開始充灌時袋體也許是處于受力不大的狀態(tài)，但隨著不斷的充灌，水下袋體內(nèi)泥砂不斷增多，袋體的受力就不斷增大，所以要時刻關注，駕駛臺要時刻準備調整船位。

袋尾的下放和充灌。剛開始，袋尾在甲板上充灌，很難成功，也很難保證袋尾的充灌砂量。特別在水深很大的情況下，甲板到泥面的高差大于15米。后來在充灌袋尾時就水下充灌。最后一排袖口全部是雙層袖口，充砂管在甲板上插入袖口，綁扎好，一要保證充砂時不脫出袖口，二要保證充灌結束能在水下順利解開。把袋體全部放入水中，充砂管不受力的狀態(tài)下隨袋體下沉水下，不要一次將袋體放到泥面，在袋尾離泥面1～2米高的狀態(tài)下充灌，讓泥砂向前面袋頭十幾米的地方?jīng)_跑一跑，，觀察大繩的受力情況，當受力很大時，再將袋尾放到泥面，充灌較長的時間，一般是前面一排袖口的4～5倍時間。

對充灌效率的提高要注意的是要有備用充砂泵，控制充砂濃度，不可以堵管，分工明確，協(xié)調配合；

袋裝砂堤芯的質量控制及與質量標準的差異

充填料、土工材料的質量要滿足設計要求。

袋體的加工規(guī)格尺寸要仔細計算好，形成的堤芯輪廓線不能大于設計斷面線。

施工船舶定位用專用軟件，并用移動GPS-RTK隨時測量袋體沉放軌跡，系浮漂的方法只能參考，不可能大量全程采用。

最難控制的每層袋的充灌厚度只能大概把握，一是通過每排袖口控制的面積，大概的砂量，每個充砂口的每小時充灌砂量來確定每排袖口的充灌時間，間接控制，但由于每個充砂口的單位時間內(nèi)的流量和濃度不是不變的，所以單位時間內(nèi)每個袖口的出砂量是不等的；二是通過每一個砂袋的總的充砂量來控制，所以要控制砂袋的充灌厚度是困難的，明知已充灌結束的砂袋內(nèi)的砂是高低不平的，沒有有效的手段去把它整平，砂袋的表面的平整度也是沒有辦法控制的。

目前所能采用的辦法施工船砣測水深、測深儀測量水深、潛水員探摸都不能從根本上徹底的解決問題。袋體在水下剛充灌時，砣測、測深儀測是可以知道所測的這一點的深度和位置，但一兩天后測量，因為袋體內(nèi)的砂的固結，上層袋體有時是漂浮的，就不能真實反映堤身的高程，潛水員探摸點少，砂袋內(nèi)的極細小的粘粒析出袋體，袋體上十分滑，潛水員操作很不便，再說潛水員的裝備（如鉛鞋）等也容易把袋體布損壞。

對于不出水的大型深水砂袋壩（潛壩），在現(xiàn)有的生產(chǎn)設備和工藝條件下，砂袋壩體軸線是比較可以滿足標準要求的，坡度指標只能勉強做到，其他標準指標較難做到。

結束語

目前，袋裝砂施工工藝在深水筑堤中的應用技術并不十分成熟，還需要從施工中不斷摸索、實踐，并不斷調整、完善施工工藝，形成較為成熟的施工經(jīng)驗，建立一套更為完整的施工理論。我們也將通過此工程不斷地總結，為以后的類似工程提供成熟的理論依據(jù)和成熟經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]閆澎旺等，長江口深水航道治理二期工程地基土弱化特性的試驗分析（J）.中國港灣建設，2003，12：1-14；

[2]中華人民共和國交通部專項標準：《長江口深水航道治理工程整治建筑物工程質量檢驗評定標準（送審稿）》（2002年2月）（S）；

[3]長江下游福姜沙水道航道治理雙澗沙守護工程設計文件；

[4]許四發(fā)，長江口深水航道治理工程軟基處理研究（D）；

（作者單位：長江南京航道工程局）endprint