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(安徽水利開發(fā)股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

鋪排船深水鋪設(shè)充泥管袋技術(shù)在圍墾工程中的應(yīng)用

陳媛媛,蘇穎

(安徽水利開發(fā)股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

充泥管袋以其快速形成度汛斷面和材質(zhì)廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，在灘涂促淤、圍墾項(xiàng)目中的海(江)堤施工中日益廣泛應(yīng)用。本文介紹了鋪排船輔助鋪設(shè)充泥管袋技術(shù)的特點(diǎn)、原理和施工過程，旨在說明該項(xiàng)技術(shù)既經(jīng)濟(jì)、高效又具有極大的適用范圍，代表了圍墾行業(yè)充泥管袋筑堤技術(shù)的發(fā)展方向。

鋪排船； 充泥管袋； 大體積； 深水區(qū)； 充填

1 前 言

隨著我國沿海經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，沿海城市的規(guī)模得到了高速擴(kuò)張，土地的供需矛盾日益激烈，為積極緩解這一矛盾，國土部門越發(fā)重視開發(fā)利用海洋、拓展發(fā)展空間，灘涂圍墾工程開始向外海拓展進(jìn)入高灘深水區(qū)域。一般情況下，深水區(qū)域的原始灘面高程以-5～-7m 為主，竄溝深槽等高程則可達(dá)到-10～-16m(吳淞高程)。深水區(qū)域浪高潮大，對充泥管袋的施工和成品保護(hù)都有著嚴(yán)格的要求。

因此，尋找一種能快速形成度汛斷面、抵抗風(fēng)浪沖刷效果好的施工方法非常必要。伴隨中國造船水平的大幅提高，大型鋪排船投入到充泥管袋鋪設(shè)過程中，使得大體積和高強(qiáng)度加筋充泥管袋得到充分利用，施工期間受潮水影響較小，連續(xù)施工作業(yè)能力強(qiáng)，提高了生產(chǎn)效率，保證了施工質(zhì)量，縮短了工期，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益顯著。

2 充泥管袋和鋪排船特征

2.1 充泥管袋

充泥管袋定義：在管袋內(nèi)充入流體狀粉質(zhì)土經(jīng)排水固結(jié)后的袋裝土體(《灘涂治理工程技術(shù)規(guī)范》(SL 389—2008)。

材質(zhì)：充泥管袋袋布采用專用編織布或丙綸長絲機(jī)織布進(jìn)行制作，開闊水域水流流速大于4m/s時(shí)可采用230g/m2丙綸長絲機(jī)織布。加筋帶材質(zhì)為聚丙烯，主要指標(biāo)為：拉伸強(qiáng)度不小于18000N，伸長率不大于25%。土工織物技術(shù)指標(biāo)如下表所示：

土工織物技術(shù)指標(biāo)表

2.2 鋪排船

鋪排船又名沉排船，一種非自航工程作業(yè)船，是為適應(yīng)航道治理工程的需求滿足對軟質(zhì)基礎(chǔ)河床構(gòu)造建筑物的要求而設(shè)計(jì)的專用工程船舶，主要用途是鋪設(shè)護(hù)底軟體排布。該船可通過自帶計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控整個(gè)施工過程，自動化程度高；采用多通道測深儀，雙頻差分式DGPS系統(tǒng)和四角吃水測量系統(tǒng)定位及全液壓驅(qū)動鋪排，定位準(zhǔn)確、施工精度高；鋪排深度變化范圍為：0.8～20m，最淺可達(dá)1m、最深可達(dá)30m，可適應(yīng)各種水深的鋪排作業(yè)需求，作業(yè)靈活性強(qiáng)。采用大型鋪排船作為主要施工設(shè)備，現(xiàn)場輔助作業(yè)人員大幅減少，有利于現(xiàn)場管理，效益高、風(fēng)險(xiǎn)低。

3 技術(shù)原理

按照圍堤設(shè)計(jì)尺寸，在場內(nèi)集中加工大體積和高強(qiáng)度的充泥管袋并運(yùn)至現(xiàn)場，利用鋪排船的滾筒將加工成型的充泥管袋翻卷和纏繞，船載GPS定位系統(tǒng)定位測量，鋪排船下錨就位。開啟泥漿泵持續(xù)由靠駁的運(yùn)砂船向充泥管袋首部袖口內(nèi)充填砂料，開動滾筒下放鋪排船滑板讓袋體利用自重緩慢下沉到設(shè)計(jì)位置，繼續(xù)施放一定長度的袋體，通過鋪排船單獨(dú)配置的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制錨索收放移動船體。袋體沉入水中后，繼續(xù)進(jìn)行充填施工，至整個(gè)袋體充填到尾部袖口，尾部袖口與輸泥管連接后繼續(xù)施放滾筒，通過連接繩將袋體尾部準(zhǔn)確沉放于設(shè)計(jì)邊線，當(dāng)充泥管袋達(dá)到理論計(jì)算量時(shí)停止充灌作業(yè)，即完成單個(gè)袋體施工。回收連接繩，施放下個(gè)袋體重復(fù)以上工序，逐袋逐層進(jìn)行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的海(江)堤堤身到達(dá)設(shè)計(jì)要求。袋體沉入水中后，繼續(xù)進(jìn)行充填施工，至整個(gè)袋體充填到尾部袖口，尾部袖口與輸泥管連接后繼續(xù)施放滾筒，通過連接繩將袋體尾部準(zhǔn)確沉放于設(shè)計(jì)邊線，當(dāng)充泥管袋達(dá)到理論計(jì)算量時(shí)停止充灌作業(yè)，即完成單個(gè)袋體施工?；厥者B接繩，施放下個(gè)袋體重復(fù)以上工序，逐袋逐層進(jìn)行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的堤身到達(dá)設(shè)計(jì)要求。

4 施工過程

4.1 測量放樣

利用GPS配合測深儀進(jìn)行水下地形測量和鋪排船定位，利用測得的數(shù)據(jù)繪制斷面圖，根據(jù)鋪排船型號和設(shè)計(jì)要求，確定每層袋體加工尺寸。根據(jù)測量結(jié)果在施工區(qū)域用浮標(biāo)標(biāo)示堤軸線和施工邊線。

4.2 充泥管袋袋體加工

充泥管袋采用土工織布在場內(nèi)集中加工，其長度由海(江)堤設(shè)計(jì)底寬決定，最長可以達(dá)到200m，寬度根據(jù)現(xiàn)有鋪排船的滾筒尺寸可達(dá)40～60m，單個(gè)充泥管袋最大工作量達(dá)到18000m3。

在充泥管袋表面均勻縫制加筋帶，加筋帶間距一般為1.5m，以提高袋體的抗拉強(qiáng)度，滿足機(jī)械化施工的需要。

袋體縫制采用丁縫型式，袋體尾部設(shè)套環(huán)，套環(huán)直徑一般為30cm。充填口采用袖口式，袖口采用橫條幅丙綸長絲機(jī)織布縫制，袋體表面長度方向上一般每隔10～15m設(shè)置一排袖口，寬度方向上袖口間距一般為5～8m；進(jìn)漿口直徑為進(jìn)漿輸砂管線直徑的1.2倍，進(jìn)漿口長度一般為1.0～1.5m(見圖1)。

圖1 袋體平面示意圖

4.3 砂源選擇

充填料應(yīng)采用排水性較好的砂性土、粉細(xì)砂類料，其滲透系數(shù)不低于i×10-3cm/s(1≤i<10)；要求粒徑大于0.05mm以上的顆粒含量大于85%，含泥量不得超過5%，確保沒有雜物和有機(jī)質(zhì)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 袋體展鋪

將加工成型的充泥管袋在鋪排船上展開，充泥管袋尾部的套環(huán)上系連接繩，從尾部開始按進(jìn)漿口朝內(nèi)的方式均勻卷在鋪排船滾筒上，充泥管袋首部留在鋪排船的展鋪板上，首部兩端系上浮球。

4.4.2 船舶定位、設(shè)備準(zhǔn)備

將卷好充泥管袋的鋪排船精確定位在施工邊線處，鋪排船鋪設(shè)方向垂直或平行于堤軸線，運(yùn)砂船靠近鋪排船停泊，并用繩索連接，吹砂泵安裝在運(yùn)砂船上，將輸砂管線與充泥管袋的進(jìn)漿口連接。

4.4.3 袋體充填、沉放

首先充填留在展鋪板上的充泥管袋，充填飽滿度達(dá)到預(yù)計(jì)值后，開放滾筒并下放鋪排船的滑板，讓充填好的充泥管袋緩慢下沉到設(shè)計(jì)位置。

4.4.4 移船，續(xù)放袋體、充填

充泥管袋首部下放到施工邊線后繼續(xù)釋放0.5～1.0m充泥管袋，縱向緩慢移船，移船速度與滾筒釋放速度協(xié)調(diào)一致，待充填好的充泥管袋沉入水中，繼續(xù)充填，充填量達(dá)到預(yù)計(jì)充填量后，割斷或收回輸砂管線，并循環(huán)連接留在展鋪板上的進(jìn)漿口，繼續(xù)進(jìn)行充泥管袋充填，待整個(gè)充泥管袋充填至尾部時(shí)，繼續(xù)釋放滾筒，使充泥管袋尾部沉放于施工邊線處，同時(shí)繼續(xù)充填充泥管袋，達(dá)到預(yù)計(jì)充填量后收回連接繩，使充泥管袋完全沉放至原始灘面或下層袋體上。

4.4.5 橫向移船，鋪設(shè)下一充泥管袋

橫向移動鋪排船到下一個(gè)施工區(qū)域，重復(fù)上述工序繼續(xù)下一充泥管袋的鋪設(shè)、充填。充泥管袋充填如圖2所示。

圖2 充泥管袋充填示意圖

5 施工經(jīng)驗(yàn)探討

5.1 袋體加工注意事項(xiàng)

袋體一般采用150g/m2編織布或230g/m2長絲機(jī)織布。袋體縫制采用丁縫縫制，縫制線采用35支棉綸線；拼接處疊兩層、縫三道(先縫一道，折疊后再縫兩道)；縫合針腳應(yīng)順直，采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，針腳密度宜為12針/10cm。接縫強(qiáng)度不小于原織物拉伸強(qiáng)度的80%；根據(jù)設(shè)計(jì)堤身棱體斷面確定每層袋體的尺寸，并預(yù)留一定的富余度；袋體受拉方向不可設(shè)置接縫，防止施工中接縫處破裂，應(yīng)與鋪設(shè)方向平行設(shè)置。

5.2 管袋充填施工質(zhì)量控制

5.2.1 隱患排查

成立日常巡查小組，對充填全過程進(jìn)行檢查，如：施工中袋體出現(xiàn)小部分撕裂、破損，應(yīng)及時(shí)組織縫補(bǔ)修復(fù)，出現(xiàn)貫穿袋體的撕裂時(shí)，應(yīng)更換充泥管袋重新進(jìn)行袋體鋪設(shè)施工；監(jiān)督船舶規(guī)范施工，嚴(yán)禁船舶在施工區(qū)域拋錨等對水下袋體有破壞的動作；嚴(yán)格控制移船速度和滾筒施放速度，先施放袋體后移船，防止袋體張拉過緊產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象等，消除各類質(zhì)量隱患，切實(shí)保護(hù)充泥管袋的完整性和抗沖刷能力。

5.2.2 技術(shù)措施

水下充泥管袋施工中，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行護(hù)腳拋石施工，對已經(jīng)施工的袋體進(jìn)行防沖保護(hù)；水下袋體兩端施工邊坡應(yīng)不大于1∶3，以利于袋體穩(wěn)定；充泥管袋施工中，應(yīng)在袋體首部、中部、尾部系上浮球，以便為下一層袋體施工時(shí)提供參考位置，同時(shí)可直觀觀察袋體鋪設(shè)位置。

5.2.3 節(jié)奏控制

每層袋體充填完畢后，應(yīng)留有足夠的固結(jié)時(shí)間，嚴(yán)格控制施工節(jié)奏，做到堤身“均衡施工、同步抬升”，每100m范圍內(nèi)堤身袋體高差不宜超過50cm。

5.2.4 質(zhì)量監(jiān)測

施工過程中，及時(shí)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，出現(xiàn)異常情況時(shí)，可安排潛水員進(jìn)行水下探摸，查找原因并輔助整改；充泥管袋施工完成后，應(yīng)進(jìn)行水下地形測量，分析充泥管袋位置是否符合設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié) 語

研發(fā)并成熟地運(yùn)用鋪排船深水鋪設(shè)充泥管袋技術(shù)，深水區(qū)域充泥管袋施工定位精確，吹填堤身整體性好，機(jī)械化施工速度快、風(fēng)險(xiǎn)低，實(shí)現(xiàn)了各種海面工況下(異常惡劣自然天氣除外)的連續(xù)施工，作業(yè)時(shí)間可達(dá)到最大化，同時(shí)還縮短了水下充泥管袋的施工工期，提前完成度汛節(jié)點(diǎn)任務(wù)。依托本技術(shù)開發(fā)的《鋪排船輔助大體積加筋充泥管袋深水施工工法》被評為2012年度安徽省省級工法(工法編號AHGF85-12)，申請的國家發(fā)明專利《利用鋪排船深水鋪設(shè)大體積加筋充泥管袋的方法》也已公告進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段，有望于年內(nèi)取得授權(quán)，充分保護(hù)了公司對此項(xiàng)技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。

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