充砂管袋軟體排在飛云江保灘護底工程中的應用

黃凱文,方建飛

(1.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020;2.松陽縣水利水電勘察設計所,浙江 松陽 323400)

1 工程概況

瑞安市飛云江某護岸工程位于瑞安市飛云江某凹岸頂沖河段,常年受潮水和上游排水沖刷,且河床較深,護岸高差8.50～14.00 m。另外,沿岸地質條件較差,存在深厚的軟土層,是影響河岸穩(wěn)定的主要因素,護底護岸、保灘是該工程的重點與難點。

2 充砂管袋軟體排的構造特點與作用

充砂管袋軟體排主要由土工織物墊與壓重肋套組成,其特征是在排布上縫制加筋帶和土工織物長管袋,長管袋中填充砂料或其它壓重材料形成軟體排壓重肋套。具有以下特點與作用:

(1)軟體排有良好的柔韌性,適應水下河床表面形狀和變化,緊貼其上;

(2)軟體排因其連結方式具有良好的連續(xù)性和整體性,并有足夠的強度,因此能夠發(fā)揮整體效應;

(3)軟體排的物理性質能夠滿足工程要求,底布具有良好的反濾、防沖作用,有較高的抗拉強度,在水下又不易老化,使用年限耐久。

因此,軟體排覆蓋于可能沖刷的部位,可有效地護底防沖。

3 充砂管袋軟體排設計

3.1 軟體排材料設計

由于該工程區(qū)位于飛云江感潮河段,水文特征復雜,沖刷嚴重,所采用的軟體排材料要求整體性好、強度高、柔軟性好、穩(wěn)定性高并具有良好的抗沖和保土性以及一定的滲透性。

充砂管袋軟體排組成為:排體選用面布230 g/m2丙綸長絲機織布與底布150 g/m2短纖滌綸針刺無紡土工布復合;面布上加縫寬50 mm的900 g/m2加筋帶,間距1.00 m。砂肋直徑30 cm,選用200 g/m2編織布,充填料為料徑大于0.075 mm顆粒含量大于5%、黏粒 (＜0.005 m)含量控制在10%以內的砂料,砂肋在軟體排兩側5.00 m范圍內間距0.50 m布置,中間段間距1.00 m布置。

3.2 充砂管袋軟體排尺寸設計

排長(垂直于護岸軸線方向的長度)一般由水上、水下2部分組成;對于該工程而言,軟體排皆位于水下。根據(jù)SL/T 225—98《水利水電工程土工合成材料應用技術規(guī)范》,軟體排排長主要由因沖刷深度確定的長度及一定的余幅來確定:護岸局部沖刷深度為3.50 m,淤泥層土質穩(wěn)定邊坡取1∶6,并考慮一定的安全系數(shù),排長取30.00 m。

單塊軟體排的排寬(平行于護岸軸線方向的長度)主要與水流條件、施工方法與施工設備、排體質量等有關。排體寬度大,則排間搭接少,可以省料并加快施工速度,但施工較復雜,所需施工設備較大;反之則搭接多,費料,沉排整體性相對較差,施工時間亦長。在動水中施工的單塊排寬一般為15.00～40.00 m,該工程取30.00 m。

3.3 軟體排壓重

排體上要求的壓重,與水流流態(tài)、流速有關。根據(jù)SL/T 225—98《水利水電工程土工合成材料應用技術規(guī)范》,當流速v≤3 m/s時,可以采用1 kPa。

另外,浙江省水利河口研究院于2009年6月完成的浙江省科技支撐和引導計劃項目成果 《強潮河口深水拋壩基礎防沖技術研究報告》表明[1]:為提高軟體排鋪設后排體的穩(wěn)定性,當平拋塊石混合料達到1.00 m厚以上,軟體排就能得到很好的保護,而且在隨后的壩體形成過程中,可以避免形成較大的沖刷坑。

根據(jù)該工程的實際情況,壓重采用50 cm石渣+200 kg/m2塊石型式。

4 施工質量控制要點

4.1 放排與搭接控制

軟體排的放排位置及相鄰排體之間的搭接直接影響軟體排整體性、防沖效果;而且,排首5 m范圍內砂肋加密區(qū)的放排受流速影響較大,其定位至關重要。

該工程選擇退潮后流速低于0.5 m/s的1～2 h時間段進行施工,以利于軟體排位置控制。放排過程中,根據(jù)GPS定位軟件調節(jié)船體位置,使沉排位置與設計排頭、起點、終點位置重合。沉排過程中要不斷根據(jù)GPS定位軟件,實時調節(jié)船體位置,使偏差控制在最小的范圍內,并確保相鄰排體之間的搭接寬度滿足設計要求。另外,為確保排尾沉放準確,沉放時用繩將丙綸加筋圈穿好,并在鋪排船上將繩的尾端固定好。

4.2 壓 載

為確保壓載施工船與鋪排作業(yè)船的施工安全,石渣壓載施工作業(yè)船應與鋪排船至少保持200 m以上的安全距離。石渣拋填船采用1 200 t自行駁運至工作面,液壓反鏟均勻散置拋入工作面內。

5 施工質量驗收與檢測

目前,軟體排原材料的驗收與檢測可根據(jù)相關規(guī)范進行,但對軟體排施工后質量的驗收與檢測尚沒有專門的驗收規(guī)程規(guī)范,經多方研討,該工程主要采用潛水員水底摸查的方式進行抽檢。施工單位、業(yè)主分別先后請潛水員水下摸查,收集水下軟體排的具體位置、搭接寬度、砂肋充盈情況、壓載厚度等數(shù)據(jù)。經分析,軟體排施工質量滿足設計要求。

6 結 語

該工程軟體排已運行1 a多,效果良好,在類似保灘護底工程中,結合水下地形、水流特點、施工、投資等因素,可采用充砂管袋軟體排方案,以充分發(fā)揮充砂管袋軟體排整體性、柔韌性好且能適應水下河床地形變化的優(yōu)點。

[1]楊火其,黃金芳,王文杰,等.強潮河口深水拋壩基礎防沖技術研究報告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2010.