張林華

【摘要】根據(jù)天津南港工業(yè)區(qū)海擋工程的實際現(xiàn)場施工環(huán)境，探索大型水力充填砂袋的基本施工方法；施工過程中遇到的問題及經(jīng)驗總結(jié)。【關(guān)鍵詞】海擋；充填砂袋；定位；沉降1、工程概況南港工業(yè)區(qū)位于天津市濱海新區(qū)南部片區(qū)的大港區(qū)，屬于天津市“雙城雙港”空間戰(zhàn)略規(guī)劃中“雙港”中的南港區(qū)，“三軸、兩帶、六板塊”中的“大港-濱海南翼板塊”。南港工業(yè)區(qū)距離天津市區(qū)約45km。其規(guī)劃范圍北起獨流減河右治導線，西至津歧公路，南至青靜黃河左治導線，東至海水等深線-4～-5米處（岸線向海推進8.0～13.0km）。其中：航道港池水域約38平方公里，成陸162平方公里，規(guī)劃港區(qū)造陸高程5.2m，一般地區(qū)造陸高程為3.6m。南港工業(yè)區(qū)東邊界規(guī)劃長約8.6km，開工前已建成堤頂高程為5.4m的半圓體結(jié)構(gòu)防波堤，其工程級別為一級，防潮標準為200年一遇潮位+100年一遇風浪（NE向11級風、E向10級風、SE向10級風），相應(yīng)的海堤工程的級別為1級。工程抗震設(shè)防烈度為7度，考慮工程重要性，設(shè)計地震動峰值加速度為0.12g。2、水力充填砂袋施工方法2.1 施工工藝流程（見圖1） 2.2充填袋鋪設(shè)定位將定位船行至指定地域，安裝高壓泵的一側(cè)與圍堤相鄰，通過GPS對其精確定位，并配以拋錨艇拋好前后各兩根八字型的錨纜，將船固定好。在充填袋制作時，在袋子的四邊，預留1米富裕量，用足夠拉力的4根尼龍繩和袋子的四個角點連接，尼龍繩的另一頭固定在吹砂船的卷揚機上，用卷揚機將四邊同時繃緊，并向袋內(nèi)充填部分砂子，然后將充填袋緩緩沉放就位，袋體充填完后，將尼龍繩剪斷，待系好標識浮漂后將尼龍繩投入海中。2.3 砂料充填砂料粒徑宜為2.5mm～0.15mm，小于0.15mm的顆粒含量不大于15%，含泥量滿足設(shè)計要求，用自航式泥駁或運輸船完成運砂任務(wù)。2.4吹砂船定位及管線布置砂料從海上運輸，運砂船和吹砂船到達南港海域后可直接進入施工海域內(nèi)海側(cè)進行定位。充砂袋施工前，先將排架船等距排列整齊，由施工人員及快艇配合先進行吹砂管線的鋪排。每10m架設(shè)一根浮管，并由法蘭盤進行連接下一根管體。船舶定位點距離施工區(qū)域約1.5km，為保證吹砂管穩(wěn)定，連接處設(shè)置浮箱，承載浮力，到達施工區(qū)域內(nèi)再與分流器進行連接，同時兩條定位船進行充砂袋的鋪設(shè)，將運至現(xiàn)場的砂通過吹砂泵經(jīng)管路輸送至充灌部位，而后經(jīng)分流器分流后進行充砂袋棱體的充灌。2.5吹填施工

砂袋由兩條定位船固定袋體鋪設(shè)完畢，開啟高壓水槍，對艙內(nèi)砂土進行沖刷攪翻，利用泥漿泵于運砂船中吸砂，經(jīng)高密管輸送至充灌部位，經(jīng)分流器分流后進行充砂袋充灌。充填時先充袋體四角，在充填過程中要經(jīng)常檢查出泥管口的泥砂堆積情況，及時調(diào)整出泥管口位置，不斷調(diào)整充泥袖口，充填時在水面以上的袋體頂面人工來回踩踏，使土顆粒重新排列趨于緊密，使袋內(nèi)砂充填均勻、飽滿，確保充填平整，加快袋體排水固結(jié)速度，待整個砂袋達到屏漿階段，適當減少充填砂袋機械或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固結(jié)脫水時間。充填過程中，測量人員根據(jù)充砂袋堤心斷面圖紙控制好每層砂袋頂高程，在充填過程中如一次達不到理想高度，待砂袋稍有固結(jié)后，再進行二次或多次充填，直到理想的充盈度，砂袋厚度控制按設(shè)計要求在50cm。充填袋的充滿度控制在80%以上，每層的厚度要求0.5m。固結(jié)度達到70%時，方可進行上一層充填袋的施工。充填施工過程中，如發(fā)現(xiàn)破損，必須及時進行等強度修補，以防袋內(nèi)充填物流失，造成堤塌陷。充填完成后，袖口用土工帶或繩子（不得用鉛絲）綁扎好。充填后的袋子邊線與設(shè)計邊線的水平誤差不大于±10cm，高程不低于設(shè)計標高。充填袋埝體形成后，充填袋層間的臺階使用袋裝碎石填充。2.6荷載及沉降觀測施工期間監(jiān)測的項目包括：堤身（基）垂直、水平位移；水位或潮位；堤基孔隙水壓力；表面監(jiān)測主要包括裂縫、滑坡、坍陷、隆起、滲透變形。施工加荷控制標準滿足要求。工程施工期間加強觀測，每日觀測不少于2次，大潮或低潮位及出現(xiàn)異常情況時加測，控制標準：基底泥面沉降速率小于15mm/d，水平位移速率小于5mm/d，若達到或超過標準時，暫停填筑，間歇一定時間或采取其他相措施。選取部分試驗段進行堆載加荷試驗，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況來確定堆載加荷方案。3、經(jīng)驗總結(jié)3.1 根據(jù)現(xiàn)場施工情況，充砂袋定位是本施工的難點和重點，鋪袋時應(yīng)盡量拉緊拉直，并保持受力端穩(wěn)定，承受充砂袋的拉力而不會產(chǎn)生位移3.2 根據(jù)砂袋施工經(jīng)驗，砂袋棱體受到破壞主要是波浪的沖擊棱體產(chǎn)生的負壓所至，而負壓的產(chǎn)生主要集中至水位變化區(qū)即潮間帶，這樣來講在棱體施工完成后，棱體施工完成后外層防護要盡快進行施工到位。3.3 泥漿濃度宜控制在10%以下，充填飽滿度宜為85%，管路出口壓力宜控制在0.2～0.3MPa，應(yīng)進行填充試驗，在灘地上進行砂袋試吹，在掌握了適宜的泥漿濃度，屏漿壓力、固結(jié)時間、固結(jié)速度等經(jīng)驗數(shù)據(jù)后，再進行大面積施工。3.4 由于飽和流塑性淤泥的承載力有限（一般不超過5t/m。），施工期間，基礎(chǔ)必然會下沉甚至會滑移，施工時應(yīng)如下措施：每天的填砂高度不宜太高；施工過程中每天進行沉降位移觀測，以指導和修正施工強度；在填筑過程中應(yīng)注意觀察，并控制速率，以免地基失穩(wěn)，膜袋破裂。參考文獻：[1]《海堤工程設(shè)計規(guī)范》（SL 435—2008）；[2]《土工合成材料 長絲紡織機織土工布》（GB/T 17640—2008）。