Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 管袋围堰吹填砂技术在 工程中的应用 口文／赵继红 高 杰 刘 倩 摘要：海上高等级公路建设施工路基填筑取材难、成本高，路基成型难。文章以实际工 程为例，介绍管袋围堰吹填砂施工技术。 关键词：管袋围堰；吹填砂；路基；海上公路 充填管袋围堰施工工艺在中国使用约有２０ ａ的时 分隔带、路缘带、行车道、侧分隔带、非机动车道、人行 间，但吹砂围堰作为永久工程成为海上高等级公路路 道组成，总宽４９ ｍ。道路等级为城市主干道一级，设计 基的主体在唐山滨海大道海上一级公路中使用，在国 车速为６０ ｋｍ／ｈ。采用充填管袋围堰施工工艺，路基结 内尚属首例，该项技术的成功应用填补了国内相关技 术的空白。 构为两侧充填管袋围堰，中间填芯砂。路基设计结构为 １工程概况 管袋围堰、堤芯砂、软基加固碎石桩、土工格栅、山皮石 唐山滨海大道全长４３．２ｌ５ ｋｍ，第八合同段为双向 路床、垫层找平层、边坡防渗土工布、模袋混凝土、混凝 ４车道，长９．２２ ｋｍ，全部位于海中。路基横断面由中央 土预制块，见图１。 Ｂ 椭匿０ｎ 跆量设计向ｌ寸巨掘士 生ＩＩ恤 ｇ 援 ｍ ．４００ Ｉ 基设计高 ％ Ｊ Ｉ 【 厂 十 际高３ ．亘 填筑沙砾顶高． 标高３ 一 杰 路基设计高 次口ｊ： 而高＝一 胃２：高一ｌ＿ ６ ｌ寰 ● 填筑沙砾顶高 ｍ 第一次围堰顶高＝一０ 帅 ●－ ／ 第二次吹砂 栅顶』 ＾９ ＋ｔ－而３＋高（．＋２Ｘ４ｍ￣：ｙ 滕 《８ 《 吹砂 第一次围堰顶高＝ 嫩 ｆＩ。 第二次吹砂 勰 Ｉ搦 蹋 一２ｉｌｌ＝ 标高２ ４６ｍ 。 青 一 ‘ 昨神雇 而 ； 高１Ｉ、 墨 翻墨一３５．■０ 西Ｉ 氍赔 曼； ｉ赣 麓响 ｉ ｌ ｌ ｉ 《ｌ 《： 黜 淄 嫒释 嘲 蠹 】１ 塑 ．脯 嗣 磷 謦 …一 ⅪＡ 。， ７６ 潮ｍ 童旦ＪＩ 混凝土 ｛ 一 ｌ 年平ｊ水位 混凝土 ６００＋３＞ ：（Ｈ －４６） ５Ｉ） ０ ３ × （ｍ＋４６） Ｉ 锁石桩一 Ｄ 单位：ｍｍ 图１路基结构 ２工程难点 ３施工材料 １）海中高等级路基施工难度大，路基成型难，无成 １）防渗土工膜。采用ＨＲ经编复合防渗土工膜，质 熟经验可以借鉴。 量５００ ｇ／ｍ，断裂伸长率２６％，断裂强力３２．０ ｋＮ／ｍ，撕破 ２）海中施工环境复杂，环保要求高。海上路桥施工 强力０．４７ ｋＮ／ｍ，ＣＢＲ顶破强力２．４ ｋＮ，垂直渗透系数 不仅面临着无水、无电、无场地的困境；同时临海修路， １０～ｌ１ ｃｍ／ｓ。 环保是头等大事。工程必须严格按照《环境影响报告 ２）管袋编织材料。 书》和环保部门的要求规范施工，最大限度地降低对沿 （１）３８０ ｇ／ｍ。复合土工布。２３０ ｇ／ｍ 的编织布与 线盐场生产、水产养殖和周边环境的影响。 １５０ ｇ／ｍ 短纤涤纶针刺无纺土工布复合。抗拉强度８００ ３）受潮汐影响，路基安全稳定性要求高。近海路堤 Ｎ／ｃｍ，顶破强度ｌ ５００ Ｎ。 受海水浸泡、潮汐升降的作用，极易损伤甚至垮塌，因 （２）２３０ ｇ／ｍ 土工布，厚度０．４ ｍｍ，宽幅３ 此对路基安全稳定性要求高。 抗拉强度经向≥１ ７００ Ｎ／５０ ｍｍ，抗拉强度纬向 ４）工期紧。总工期不足１８个月。 Ｎ／５０ ｍｍ，延伸率经向≤２Ｏ％，延伸率≤２５％，顶 Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ３ ５００ Ｎ，剥离强度２０ Ｎ／５０ ｍｍ，梯形撕裂强度经向≥ ４００ Ｎ，梯形撕裂强度纬向≥３００ Ｎ，抗紫外线强度保持 率（９６ ｈ）９０％。 （３）软体排。采用３８０ ｇ／ｍ 复合土工布。 ４施工方法 ４．１施工工艺流程 海上路基管袋围堰吹填砂施工流程见图２。 图２管袋围堰吹填砂施工流程 ４。２操作要点 １）吸砂、运砂、吹砂。用吸砂船在取砂点吸砂，吹至 运砂船。由运砂船运到吹砂船旁，吹砂船上工人用高压 水枪将砂稀释，泥浆泵抽至吹砂船主输送管，由船上泥 浆泵将稀释后的砂浆吹至主线库区。吹砂船距主线路 基１～２ ｋｍ，超过２ ｋｍ时用接力泵接力吹送，主吹砂管 直径４００ ｍｍ。 吹砂过程中，通过吸砂船泥浆泵吹至运砂船，砂沉 淀、泥浆流出，然后吹砂时再次呈现砂沉淀、泥浆流走 的现象，两次冲刷，减小含泥量。 整个吸砂、运砂、吹砂过程中要严格按照当地海域 的潮汐表进行施工计划和控制，准确保证砂船能够在 高潮时出行和返航。当运砂航道上水位较浅，不能满足 大型运砂船通航条件时，可以采用＜５００ ｍ。的运砂船进 行运送。在离路基外海２．５ ｋｍ范围都是浅滩，在施工中 必须采用二级接力泵，二级接力泵站直接放置在方驳 船上，方驳船吃水在１．２ ｍ左右，满足浅滩的停泊要求， 驳船停靠在离路基约ｉ ｋｍ的位置。 ２）清基、铺设软体排。在软体排施工前对基础进行 清理，主要清理基础内的木桩、渔网、大块石等，采用海 水退潮后机械清理的方法。测量铺排区域水下地形，发 现有尖状物应立即采取措施进行处理，保证排体不被 损坏。 由于施工区地处浅滩，低潮时部分区域露滩，采用 人工直接铺设的方式铺设软体排。运输船利用高水位 布及充填砂运输到铺排作业面附近，落潮时 铺排并利用运砂船上配备的充填泵组进行充 作。 软体排铺设按照放样点纵横向都要拉正，力求平 整，不得发生折叠和破损现象，每块之间的搭接量术 ２．０ ｍ，在围堤横断面方向应有所松动，张力不可过紧并 在围堤纵向两边打桩固定，抓紧铺设底层充泥管袋及 时充灌砂振压，以防被水流和波浪冲开。 软体排在两侧横向设计外边线向外各铺２．０ ｍ。排 布定位后，要及时压铺砂肋，防止排布位移。采取系物、 加筋条、牵引等措施控制铺排平整度，保证所沉排体紧 贴床面。 ３）内外袋装砂围堰充填。软体排铺设完毕立即跟 进施工第１层袋装砂棱体，两侧棱体及堤芯砂要平行 施工。围堰吹填先进行第ｌ层管袋施工，有一定施工长 度后，作业面扩大，对第２层管袋进行施工，几层管袋 吹填完成后，形成管袋围堰。充填工序按照充填、进浆、 二次充填、袋内砂体厚度满足设计要求的次序进行，袋 体充填饱满度控制在８０％，充填厚度控制在０．６～ ０．７ ｍ，保证充砂平整、密实，袋体按垂直于围堤轴线分 层铺设，堆叠整齐，上下袋体错缝铺设，同层袋相互挤 压。 充填袋应采用水力充填法施工，为确保围堤堤身 安全，排出棱体中水分，必须分级进行，第一和第二级 袋装砂棱体施工问隔以第一级袋装砂固结度达到７０％ 为准，间隔为ｌ～２ ｄ，严禁上下层连续施工，必须采取 平行顺序法作业。 袋子加工时应留出充填袖口，袖口尺度根据充填 机具确定，充填完成后必须将袖口扎紧。 袋布应选择较宽布幅，拼接采用绵纶线包缝法缝 制，拼接处折叠３层，宽度约５～１０ ｃｍ。 在纵向管袋围堰向前吹至５００ ｍ长时，铺设横向软 体排和管袋，吹填横向围堰，形成围堰闭合体，留出出 水口，然后在库内吹填砂，形成吹砂路基。 吹填管袋围堰时要严格按照两侧边坡要求进行测 量放线，定出管袋铺设边线和中线并根据总体高程要 求计算每层管袋的厚度。 ４）吹填堤芯砂。围堰完成后进行堤芯砂路基吹砂， 首次施工时可选择５００ ｍ作为试验段，试验段吹填完成 后形成封闭路基。 取得参数后全面推开，从路线两侧向中间吹填，每 ５００ ｍ作为１个吹砂分工区段。形成围堰闭合体后，向 库内吹填，库内吹砂先期要适当形成排水坡度，水流向 东侧排水口流出，保持砂沉淀，水流出，待吹填达到设 计标高后，用高压水枪将砂扫平。 堤芯砂吹填过程中控制堤芯砂最终标高，对于吹 Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 砂不平整的地方进行机器辅助人工整平，保证堤顶平 整。 ５质量保证措施 １）平均处于低水位以下的充填袋铺设质量需进行 潜摸检验。检验项目包括平面位置、通缝宽度和厚度， 相邻袋体之间不允许出现不接触现象。 ２）袋装砂棱体充填袋在围堤横断面方向须整块制 作，项层袋充填后应尽量平整（≤±５ ａｍ）；纵向袋体长 度以利于制作和施工方便为宜，但不应＜１５ ｍ。 ３）袋体逐层加高，不可在局部堤段一次性加高两 层或以上，特别是棱体顶部袋底，应严格控制施工速 率。施工期间不得在已做好的棱体上随意堆载砂石料。 ４）袋体充填后外露部分做好覆盖保护，平均水位 以上袋装砂棱体完成后防止在阳光直射下暴露超过 １５ ｄ，为减少管袋的裸露辐射，围堰施工完毕立即进行 边坡防护，同时避免人为和施工机械的破坏。 ５）充填砂袋构筑进行的同时，应及时进行外侧砂 砾垫层及抛石的施工。对于外棱体相邻袋体的外坡边 缘缝隙处利用小袋装砂进行人工修坡垫平，防止留有 空隙袋体边缘受力而导致袋体损坏。迎浪面注意海浪 淘刷，出现空隙及时跟踪填补调整外侧坡轮廓线水平 为止，形成符合设计的坡面。 ６）在施工中充填砂袋的袋体之间不得夹有淤泥。 ７）充填袋的充满度控制在８０％以上，下层充填袋在 固结度达到７０％后，可以进行上一层充填袋的施工，一 般相隔２４ ｈ以上。上下层采取平行顺序法作业。上下层 充填袋连接采用系缆，不允许用钢丝穿透袋布进行连 接。袋子加工时应留出充填袖口，袖口尺度应根据充填 机具确定，充填完成后，必须将袖口扎紧。施工过程中， 袋子不得有破损，如发现破损，必须及时进行等强度修 补，以防袋内充填物流失，造成堤坝塌陷。 ６海上施工操作注意事项 １）严格执行《中华人民共和国海上交通安全法》、 《中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规 定》及其他有关法律规定，谨慎操作，确保安全，发生水 上交通和污染事故应立即向上报告。 ２）施工作业前应向当地海事局申请办妥《水上水 下施工作业许可证》。水上施工应设专用救生船或交通 船并有专人值班，各施工作业点应配备救生圈、救生衣 等救生设备。 ３）应随时与当地气象、水文站等部门保持联系，每 日收听气象预报并做好记录，随时了解和掌握天气变 化和水情动态，以便及时采取应对措施。 ４）参与施工的各种船舶，包括配合施工作业的交 通船、运输船等，必须符合安全要求，同时还必须持有 各种有效证书。船机、通讯、消防、救生、防污等各类设 备必须安全有效并通过当地海事局的安全检查。 ５）定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其他工程 材料运输过程中防散落与沿途污染，废水除按环境卫 生指标进行处理达标并按当地环保要求的指定地点排 放。弃渣及其他工程废弃物按工程建设指定的地点和 方案进行合理堆放和处治。 ７结论 １）充填管袋围堰施工工艺施工速度快。本工程总工 期ｌ８个月，如果是填石路基，需要从唐山市古冶、滦县 等地运输到施工现场，而滨海大道沿线浅滩段有比较 靠近的丰富砂源，是吹填修路的理想砂源，直接从海中 取砂，就地取材，施工速度快。 ２）节约投资。本工艺主要填筑材料为海砂，比填山 皮石路基大大节约工程投资，降低工程成本；管袋砂围 堰比同等方量的山皮石成本降低了４８．９８％，堤芯砂比 同等方量的山皮石成本降低了７０．４１％。 ３）质量可靠。袋装海砂相比较山皮石而言，透水性 不高，抗风化能力强，抗冲刷能力强，能够抵抗长期海 水浸泡，提高了路基稳定性。 ４）环保。吹砂运砂过程都在海中实现，交通方便， 更有利于路线上其他原料的运输畅通，而且减免了路 面运输产生的振动、噪音、粉尘等污染。 口■ 口中图分类号：Ｕ４４５．５５＋６ 口文献标识码：Ｃ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ １）０６—３１—０３ 口收稿日期 口作者简介 口高杰、刘