广东金东海集团有限公司
摘要：针对充砂袋工艺在具体工程中的应用,分析了这种工艺的特点和优点,并对施工工艺和质量控制进行了详细的探讨,突出了应重点把握的关键问题,对大型充砂袋在堤防工程、陆域形成工程等领域的推广应用和发展具有一定意义。
关键词：水运工程、充砂袋、工艺、应用
天津海滨旅游区临海新城围海造陆项目工程是一长10.7km、顶宽7m的围堰工程。工程采用1m厚的中粗砂找平，两侧为60-150kg块石抛石护底、抛石压脚和袋装碎石镇脚；堤身为袋装砂双棱体,中间为吹填砂；护坡为无纺土工布和袋装碎石反滤层、50-100kg块石护面；顶部结构为10-100kg块石加碎石找平。本文主要就大型充砂袋在袋装砂双棱体堤身施工中的应用作一些探讨。
1充砂袋工艺的特点及优点
本工程充砂袋的施工有如下特点：
1)工程量大、工期紧。本工程袋装砂充灌量约为110万m3,充砂袋土工织物应用量600万m2。
2)充砂袋大型化。本工程所用充砂袋长度约20-40m,宽度8～40m,每层厚度0.5m。
3)施工条件差。施工区域处于半潮间带区,低潮时露滩,高潮时水深2～3m,给工程船舶取砂作业、工程材料运输带来相当大的困难。
4)新材料、新工艺的应用。工程采用了多种土工织物；新材料的应用,对施工工艺、施工技术、工序衔接、土工织物防护及暴露时间有严格的要求。
采用大型充砂袋工艺实施袋装砂双棱体堤身结构的施工,具有以下优点：
1)砂料就地取材,效率高,节省工程费用；
2)分段全面展开、水上作业、工作面多、施工速度快、工期短；
3)石料需求量小,减小了对陆路的交通压力；
4)堤身砂费用占筑堤费用比重小,适当加宽堤顶宽度、提高堤顶高程,增加工程费用不多；
5)具有与抛石堤同等的可靠性与耐久性；
6)有利于后续工程对地基的加固处理。
2充砂袋施工工艺
2.1充砂袋加工
砂袋棱体外侧迎水面部分采用400g/m2聚丙烯编织布与400g/m2聚酯无纺土工布复合而成,其余部位采用400g/m2聚丙烯编织布。充砂袋的长度40m左右,宽度随设计断面尺寸以及工程需要确定。
加工时将验收合格的材料(卷筒料)平摊铺在加工车间的空地上,根据加工尺寸丈量剪裁,同时划出充灌袖口位置标志。剪裁时应认真检查有无跳针等质量问题,如有应作次品处置。
裁好后进行块与块之间的拼接,拼接时连同充灌袖口一起缝制。缝制好的砂袋自检合格后,折叠成捆,印上编号、尺寸规格、制作日期以及使用部位。
2.2取砂和输砂
采用绞吸挖泥船进行取砂和输砂作业。由于取砂区表层具有厚度不等的覆盖层,必须将覆盖层剥离后才能获得满足要求的砂料。
施工时对取砂区分块,当挖泥船挖出一个工作船位后,根据要求将第1块取砂区所剥离的表层土排至弃土区,然后进行取砂,并利用管道通过水力输送将砂输送至吹填区。然后移船第2块取砂区,将表层土剥离并排至第1取砂区后进行取砂吹填作业。按照上述循环进行取砂、输砂施工。
2.3袋装砂棱体施工
专业测量人员现场测量放样,利用潮水进行人工摊铺,袖口部位朝上,充砂管口与袖口进行连接。用泥浆泵在现场取砂进行一级棱体袋装砂双棱体、隔棱体充灌,形成300m长度后作为砂库,绞吸船取砂将砂库充满,作为启动用砂,供前面一级棱体砂袋充灌、后面二级棱体充灌用砂。如此循环往复,，全断面向前推进。泥浆泵冲水枪根据泥浆管出砂的浓度调节水量,以避免堵管。低潮位时,充灌用水从取砂坑内取水。充灌砂袋要达到预定的厚度,在充砂袋充灌结束后绑扎袖口,防止漏砂。
袋装砂棱体根据潮水分层施工,一级棱体底层袋充灌在最低潮时进行,后面几层砂袋在低潮和涨潮初期充灌,袋装砂棱体应错缝堆叠,阶梯式推进。二级棱体砂袋充灌施工则基本不受潮水影响。
3充砂袋施工质量控制
3.1充砂袋规格性能
所用土工织物应有供货方提供产品合格证、材料检验报告等文件,验收合格的产品才可用于加工。充砂袋布的质量须满足设计要求,抗老化、阳光下裸露三个月,强度指标应不低于80%。
严格按照设计尺寸及设计要求加工。充砂袋规格性能要求见表1。
充砂袋缝制拼接强度要求:拼接缝制后强度不低于原织物强度的70%。充砂袋在堤身横断面方向须整块制作,平行路基轴线方向的接缝采用包缝,垂直路基轴线方向的接缝可采用包缝或丁缝,接缝采用二道锦纶线,针脚间距≤5mm。
表1充砂袋规格性能表.png)
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充砂袋应存放在无阳光直射的仓库，存放期不超过6个月，包装储运用黑色塑料布。
3.2吹填砂施工
吹填砂取自堤线外侧滩地200m以外，取砂宽度200m，取砂厚度2～3m。
根据工程实践经验及《水运工程土工织物应用技术规程》,结合滩地浅层土质情况,为加快排水固结速度,筑堤砂料应采用排水性能较好的粉土、粉砂、细砂。填筑后,干密度应不小于1.45t/m3。其它要求:①袋装砂充填砂料:粒径≥0.05mm颗粒含量在60%以上,含泥量不得超过10%；②吹填砂砂料:粒径≥0.05mm颗粒含量在50%以上,含泥量控制在10%～15%以内。
施工中严格控制吹填砂的质量，吹填时取砂做砂样分析，砂质(颗粒分析)满足工程和规范要求，并按照设计要求控制标高及表面平整度。
3.3袋装砂棱体施工
1)充砂袋铺设控制
铺设前对袋体进行检查,确保袋体无破损。利用GPS定位技术确定充砂袋中心线的坐标,并设立标杆。铺设时,应严格按照设立的中心标杆对称铺设。在充灌前进行复测。
2)充砂袋充灌控制
充灌时控制砂袋顶面高程、平整度、成型宽度,检查轴线偏移。上下层袋装砂的施工保持一定的时间间隔,以利地基的沉降和充灌砂的固结。严格控制充灌厚度,并按照设计要求进行砂样的抽检。
3)棱体尺度控制
第一级棱体由滩面填筑至平均高水位,顶高程
2.0m,堤顶宽33.4m。第二级棱体填筑至高程4.2m～4.25m,堤顶宽8.2m。棱体平均轮廓线不得小于设计断面。
4)棱体成型控制
充砂袋应分层铺设,袋体应堆叠整齐,上下层纵向交错,密实相接,不允许袋体间留有空隙和垂直通缝。袋装砂棱体充灌完成后应尽快覆盖反滤层,暴露时间不得超过15d。
袋装砂棱体施工质量控制要求见表2。
表2袋装砂棱体质量要求.png)
4结语
通过大型充砂袋在天津海滨旅游区临海新城围海造陆项目工程中的大规模应用,总结出大型充砂袋施工工艺具有工程费用低、作业面多、施工速度快等优点,但对工程实施区域的地质条件有一定要求。在条件许可的情况下,大型充砂袋工艺可以在堤防工程、陆域形成工程等领域得到进一步的应用和发展。