李 卓

（廈門港務(wù)疏浚工程有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

廈門新機(jī)場位于廈門本島以東海域、翔安區(qū)東南方向，北與泉州南安相望，南與臺灣省金門島一衣帶水，西與廈門本島遠(yuǎn)眺，東與角嶼島相近。場址距廈門本島市中心直線距離約25 km，距泉州約44 km，距漳州約72 km，南側(cè)距金門島約3 km。機(jī)場基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)位于東經(jīng) 118°21'10'、北緯24°33'14'。 機(jī)場規(guī)劃用地面積約26.08 km2，其中填海造地面積約 22.61平方 km2，該工程填海造地面積約15.95 km2。

充填砂袋圍堰作為施工便道，采用雙側(cè)袋裝砂結(jié)構(gòu)型式，頂寬8.0 m，頂高程為 5.5 m（標(biāo)高85黃海高程），砂袋底部打設(shè)塑料排水板，充填砂袋內(nèi)外側(cè)坡度 1∶2，頂部設(shè)置泥結(jié)碎石路面。 深水區(qū)圍堰位于外側(cè)b12圍堰K0+550～K0+750；根據(jù)實測水深，現(xiàn)場實際底標(biāo)高為-6 m左右。

2 施工過程中重點(diǎn)控制

根據(jù)地勘資料顯示，該工程所在位置表層土質(zhì)主要為淤泥及淤泥質(zhì)土，厚度約為5 m。淤泥層主要呈深色，天然含水率非常高，壓縮性也非常高，自身強(qiáng)度及承載力非常低，常處于流動狀態(tài)并且自然結(jié)構(gòu)十分脆弱，但是其結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度受到外力破壞后可自動復(fù)原，淤泥層具有觸變性。在施工過程中如果砂袋充填速度過快，易造成砂袋滑移不能滿足設(shè)計位置要求。在該施工區(qū)域內(nèi)，由于受到潮流影響，斷面較窄深，流速較大，難以控制及固定砂袋的鋪設(shè)，砂袋在充填時可能出現(xiàn)被潮流沖擊導(dǎo)致折疊的現(xiàn)象，造成充填后的砂袋厚度、平整度及砂袋面積較難達(dá)到設(shè)計要求，因此在充填過程中，需要先對沉放好的砂袋四角進(jìn)行充填起到固定砂袋的作用。

根據(jù)地勘資料及現(xiàn)場的施工條件，充填砂袋施工劃分為2個施工段即深水區(qū)段和淺水區(qū)段。淺水區(qū)段采用人工直接在原地面進(jìn)行砂袋鋪設(shè)、固定，充填時砂袋邊線和平整度均可看到，可以隨時對砂袋進(jìn)行調(diào)整直至施工完成。深水區(qū)段施工重點(diǎn)分為以下5點(diǎn)：1）因受潮汐及水深影響造成該區(qū)段水流特別急。2）由于深度大導(dǎo)致充填過程中無法直接觀測到砂袋充填情況，因此砂袋平整度無法保證，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，通過經(jīng)常更換充填袖口的方式來調(diào)節(jié)砂袋的充填，可以滿足砂袋充填平整度的要求。3）采用人工與施工浮排來配合控制砂袋，確定砂袋邊線位置。4）根據(jù)抽砂泵的工作效率確定充填時間，然后通過水下探摸或用竹竿插探的方法來確保砂袋充填的標(biāo)高、平整度及邊線位置。5）需要根據(jù)潮汐的時間來調(diào)整作業(yè)時間，確保深水區(qū)段充填砂袋的質(zhì)量。根據(jù)淤泥特性嚴(yán)格控制充填砂袋的加載速度，保證圍堰穩(wěn)定。

3 深水區(qū)充填砂袋圍堰施工工藝

3.1 工前準(zhǔn)備

3.1.1 測量定位

施工前使用測量儀器對充填砂袋位置的水深、邊界線進(jìn)行測定及標(biāo)記，標(biāo)記采用長竹竿、鋼管或浮標(biāo)定點(diǎn)標(biāo)記，確定邊界線為搭設(shè)浮排及充填砂袋做好準(zhǔn)備。定位測量采用RTK，其測量誤差為厘米級別，土工織物充填袋筑堤軸線允許偏差為水下1.5 m，高程偏差為±150 mm[1]，滿足施工要求。水深測量采用水準(zhǔn)儀，水下部分使用一定長度鋼管，上方固定塔尺進(jìn)行測量。根據(jù)對地形的測量設(shè)計砂袋加工尺寸。

3.1.2 砂袋制作

砂袋按設(shè)計要求方式加工，為保證圍堰加載沉降后仍能滿足設(shè)計要求的斷面寬度，砂袋制作時在原設(shè)計斷面寬度的基礎(chǔ)上兩邊各加寬1 m，加工時預(yù)留充填砂袋高度。泵送袖口高度根據(jù)水深情況而變化，袖口間距按照2 m×2 m進(jìn)行布置，以便確保充填袋平整度，袖口材料采用砂袋剩余邊角原料節(jié)約成本。砂袋采用250 g/m2防老化聚丙烯編制土工布，土工布寬度為4.2 m。在縫制砂袋時要控制軸線方向不能出現(xiàn)接縫，即縫接方向要垂直于軸線長度方向。土工布縫制時采用2塊拼接對折1次縫制1道，該道縫制完成后再對折1次縫制2道，共計縫制3道，來保證砂袋縫制質(zhì)量。

根據(jù)施工現(xiàn)場測量結(jié)果，對每個砂袋進(jìn)行設(shè)計，按照砂袋設(shè)計尺寸進(jìn)行加工，加工完成后對砂袋進(jìn)行檢查驗收，合格后對砂袋進(jìn)行編號保存?zhèn)溆?，堆放保存時直接將砂袋卷好，方便施工時展開砂袋。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)情況提前將加工好的砂袋運(yùn)送至現(xiàn)場使用。根據(jù)現(xiàn)場實際形成砂袋圍堰工程量進(jìn)行統(tǒng)計，計算得出形成每立方米圍堰對編織土工布消耗量約為4.3 m2[2]。

3.1.3 施工浮排搭設(shè)

在施工前根據(jù)測量放樣確定充填砂袋邊界，并且以此為界搭設(shè)四邊形的施工浮排。施工浮排采用鋼格下方設(shè)置浮筒的形式（如圖1所示），每節(jié)浮排長度為6 m，寬度為1.2 m，方便施工人員在浮排上方作業(yè)。施工浮排搭設(shè)尺寸可以根據(jù)砂袋尺寸確定，浮排采用拋錨的方式進(jìn)行固定，在四角配置小型卷揚(yáng)設(shè)備以供施工人員對浮排進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保證沉放充填砂袋邊線位置滿足設(shè)計要求。施工浮排在施工過程中起到關(guān)鍵作用：作為施工作業(yè)平臺、固定展布砂袋、邊線定位和沉放定位等。

圖1 施工浮排結(jié)構(gòu)及四角卷揚(yáng)設(shè)備

3.1.4 運(yùn)送及鋪設(shè)砂袋

根據(jù)實際施工需要，將已加工好的砂袋通過船舶運(yùn)送至施工浮排上方，在施工浮排框內(nèi)將砂袋展開，并且用繩子將砂袋與施工浮排用活口進(jìn)行連接（如圖2所示）。待砂袋鋪設(shè)完成后，重新對施工浮排及砂袋位置進(jìn)行復(fù)核，出現(xiàn)偏差及時調(diào)整，直至滿足設(shè)計要求。

3.2 充填砂袋

3.2.1 選擇設(shè)備

由于作業(yè)區(qū)航道較淺，無法使用泵船作業(yè)?；诔樯潮脵C(jī)動性較好，可以最大限度地靠近砂袋、縮短泵管的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)場將抽沙泵置于浮箱上作為充填設(shè)備。由于砂在泵送管內(nèi)的流動性差，施工過程時有發(fā)生堵管現(xiàn)象，縮短泵管長度方便在各個袖口之間轉(zhuǎn)換，因此該施工設(shè)備可明顯增加施工效率。同時抽砂泵體積較小，完成充填后可及時撤離到施工區(qū)域外，不占用卸砂船的施工位置，減少施工設(shè)備間的相互干擾。在考慮潮水流速及充填壓力等因素后，選擇4臺功率為220 kW的柴油機(jī)帶動泵砂管直徑為20 cm的抽砂泵，將抽沙泵放置于4 m×6 m的浮箱上并且與浮箱固定連接。

3.2.2 充填砂袋

將抽砂泵機(jī)拖運(yùn)至充填袋附近，泵砂管與砂袋袖口連接綁扎牢固，然后將砂通過泵機(jī)充填入砂袋。充填砂源通過自卸砂船卸至距施工充填區(qū)域50 m位置，供充填砂袋使用。如果砂源距離太遠(yuǎn)，會導(dǎo)致施工效率較低；砂源距離太近，則砂會自然流動到充填砂袋區(qū)域，出現(xiàn)砂袋底部夾砂現(xiàn)象，降低砂袋之間的摩擦力，可能造成已充填砂袋整體滑移。具體施工作業(yè)流程包括以下5個步驟：1）運(yùn)輸砂袋。將砂袋按設(shè)計尺寸加工好，保證編號及位置無誤后通過船舶運(yùn)送到施工浮排上方。砂袋重量較大，運(yùn)輸過程中要注意防止磨損破壞，如果發(fā)現(xiàn)有破損情況時應(yīng)該及時修補(bǔ)，防止充填砂從破損處外漏，造成此層充填完成的砂袋厚度變小，影響砂袋圍堰整體質(zhì)量。2）施工浮排定位。利用經(jīng)過測量的定位標(biāo)記對施工浮排進(jìn)行定位控制，待定位完成后通過測量設(shè)備對浮排進(jìn)行精準(zhǔn)校核，此時使用浮排上方卷揚(yáng)設(shè)備，將固定浮排錨纜拉緊鎖定，確保位置準(zhǔn)確無誤。3）展開及固定砂袋。通過人工先將砂袋一邊與施工浮排活接綁牢，再按潮水流動方向展開；將展開后的砂袋另外3邊通過繩子與施工浮排固定，保證充填砂袋平整（如圖2所示）。水下搭接長度按照不小于4 m控制，水下充填砂袋軸線允許偏差為1.5 m，為保證砂袋搭接質(zhì)量，搭接長度按4 m控制。4）充填砂。泵砂管與袖口連接牢固，利用抽砂泵將砂通過袖口泵填入砂袋，待充填一定量的砂后（如圖3所示），解開綁在砂袋上的活結(jié)，令其自然下沉至指定位置。下沉過程中均勻松掉砂袋活結(jié)，保證砂袋平穩(wěn)下沉。在砂袋沉放前將泵砂管與砂袋四角位置袖口連接，待砂袋沉放至原地面后，通過四角位置袖口，先將砂袋四角位置充填足夠砂量，以此保證砂袋整體位置符合要求。通過勤換充填袖口及控制每個袖口充填時間，來保證砂袋充填完成后的平整度。5）檢查驗收：整體充灌完畢后，通過人工探摸或插探方式確保平整度及邊線位置。如果發(fā)現(xiàn)砂袋平整度（按照±150 mm控制）過大，必要時須通過補(bǔ)填砂或沖水調(diào)整，砂袋平整度必須滿足相應(yīng)規(guī)范要求。該工程中，由于袖口設(shè)置數(shù)量較多因此施工過程中平整度均須符合要求。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 測量控制

按照事先測量好的標(biāo)記進(jìn)行充填前的施工準(zhǔn)備，砂袋開始充填前再對施工浮排位置進(jìn)行復(fù)核測量，保證邊線位置準(zhǔn)確無誤后才能對砂袋進(jìn)行充填沉放。

4.2 土工布

充填砂袋布采用250 g/m2防老化聚丙烯編織土工布。編織土工布具有隔離、防護(hù)、加筋等作用，適用于固灘護(hù)底工程和縫制充填袋[3]。材料進(jìn)場前，必須對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗（檢驗標(biāo)準(zhǔn)：同一材料、同一規(guī)格、同一廠家每10 000 m2為1批，不足10 000 m2也按一批來檢驗；必須檢驗項目：厚度、單位面積質(zhì)量、撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、透水性能、等效孔徑等）[1]，符合要求方能使用。加工前需要將編織土工布放置于通風(fēng)干燥處，并且防止暴曬出現(xiàn)老化降低強(qiáng)度。

圖2 砂袋固定

圖3 砂袋沉放

4.3 加工砂袋

土工布寬度為4.2 m，在縫制過程中由于縫制砂袋接縫強(qiáng)度小于自身強(qiáng)度，因此禁止沿長度方向進(jìn)行縫制，縫制方向應(yīng)該垂直于長度方向，以減小在砂袋接縫位置應(yīng)力。每個砂袋須按照設(shè)計尺寸進(jìn)行加工。砂袋縫制工序施工前，對縫制作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，提高實際操作工藝水平。

4.4 砂袋展布

砂袋攤鋪時不得出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊的現(xiàn)象，展開后應(yīng)該及時與施工浮排連接。由于展開后面積增大，應(yīng)該防止潮流沖擊砂袋造成位置偏移。展布砂袋之后將泵砂管與袖口緊固連接，及時開始充填及砂袋沉放。

4.5 充填

充填時砂袋內(nèi)壓力大且含大量的水，為防止充填過程中出現(xiàn)爆袋現(xiàn)象，必須控制砂袋質(zhì)量（原材質(zhì)量、縫制質(zhì)量）。選擇合理的充填設(shè)備。在切換袖口的時候，由于編制土工布的特性，砂袋中的水可滲透出砂袋，等到更換完袖口時砂袋多余的水已排出，再開始充填時，砂袋內(nèi)壓力可夠滿足連續(xù)充填。充填時先對砂袋四角進(jìn)行充填，保證砂袋整體位置符合要求，并且起到固定砂袋的作用，防止邊角出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊現(xiàn)象。

施工過程中為確保砂袋平整度，采用分層充填的方式，砂袋充填分層厚度約60 cm。由于砂的內(nèi)摩擦角較小，分層厚度過大對砂袋壓力將隨之增大，可造成砂袋破壞；分層厚度過小會浪費(fèi)材料，增加施工成本。充填時注意防止砂袋間出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象降低砂袋間摩擦力，影響圍堰整體穩(wěn)定。

因為淤泥層具有觸變性，所以其結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度受到外力破壞后可自動復(fù)原。充填過程中要嚴(yán)格控制加載速度，當(dāng)施工過程中的沉降、位移速率超過警戒值時必須停止加載，待砂袋圍堰重新穩(wěn)定后方可繼續(xù)充填。

5 施工安全管理

海上作業(yè)施工安全管理注意事項及措施主要包括以下5點(diǎn)：1）海上作業(yè)及時收聽天氣預(yù)報信息，掌握天氣變化，及時采取應(yīng)對措施。2）海上作業(yè)必須佩戴安全帽，穿救生衣。3）海上作業(yè)風(fēng)力大于6級停止作業(yè)，檢查固定抽砂泵及施工浮排錨纜等設(shè)施。4）施工作業(yè)人員嚴(yán)禁向施工水域拋棄施工生產(chǎn)廢棄物、污油、污水等。5）對圍堰深層沉降、位移進(jìn)行監(jiān)測，超過警戒值必須停止施工。

6 質(zhì)量分析及結(jié)論

采用抽砂泵作為充填設(shè)備，機(jī)械設(shè)備間干擾少，施工效率滿足進(jìn)度要求。在深水區(qū)充填砂袋的時候，通過增加更換袖口的次數(shù)來調(diào)整充填砂袋的平整度，滿足平整度要求。通過施工浮排控制圍堰的邊線也能達(dá)到設(shè)計要求。根據(jù)淤泥觸變性嚴(yán)格控制加載速度，沉降、位移超過警戒值時必須停止加載，避免出現(xiàn)局部滑移的現(xiàn)象，確保充填砂袋圍堰整體穩(wěn)定。根據(jù)施工現(xiàn)場完成情況來看，充填砂袋標(biāo)高、平整度及平面位置均滿足規(guī)范及設(shè)計要求。通過對充填砂袋加載速度的控制，整體沉降、位移量也滿足要求。

形成深水砂袋圍堰后，在圍堰外側(cè)進(jìn)行拋石護(hù)面，就可以作為永久圍堰使用。既節(jié)省石材、保護(hù)環(huán)境，又能節(jié)約成本。海砂資源相對豐富價格便宜。由于充填砂袋具有排水、隔離作用且具有良好的柔性，充填完成后砂袋可與原地面緊密接觸，砂袋底部鋪設(shè)土工格柵，下方淤泥層打設(shè)塑料排水板，加強(qiáng)軟基排水固結(jié)，提高軟基與砂袋的整體穩(wěn)定性。該充填砂袋圍堰結(jié)構(gòu)整體性良好，軟基處理工藝簡單、經(jīng)濟(jì)，施工效率高，具有較高推廣應(yīng)用價值。