袋裝砂拋填補坡施工工藝在長江深水航道整治工程中的應用

單國輝 章小旺

摘 要：袋裝砂拋填補坡主要應用于航道整治工程中的護底施工，在長江-30 m以上深水條件下拋填袋裝砂補坡施工國內尚無成熟的施工工藝，該文通過論述袋裝砂拋填補坡施工工藝在長江南京以下12.5 m深水航道護底工程中的應用，重點闡述深水條件下袋裝砂拋填補坡施工工藝以及質量控制，為以后深水條件下補坡施工提供參考。

關鍵詞：深水航道 袋裝砂拋填 補坡

中圖分類號：U617 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-03

長江南京以下12.5 m深水航道一期工程整治建筑物工程，位于長江太倉至南通間的通州沙和白茆沙水道。

根據(jù)工程工前測量結果顯示，長江南京以下12.5 m深水航道狼山沙左緣沖刷嚴重，并形成-30 m以上沖刷深坑，沖深坑帶來的主要問題是深坑邊坡坡度陡于1∶3，不滿足設計圖紙要求的鋪排坡度緩于1∶3要求，需進行補坡處理，即采用拋填袋裝砂進行補坡。拋填砂袋分為4 m×6 m和2.8 m×2.8 m兩種規(guī)格，其中4 m×6 m規(guī)格砂袋用于大面積粗拋，2.8 m×2.8 m規(guī)格砂袋用于局部精拋和補拋，兩種砂袋沖灌厚度均按50 cm考慮（圖1、圖2）。

1 工程施工特點

（1）本工程施工區(qū)域原泥面主要為粉細砂，且袋裝砂直接拋填在原泥面上，所以袋裝砂在拋填過程中會引起水流變化，造成原泥面新的沖刷，加劇邊坡變化，因此袋裝砂在拋填過程中需不斷測量斷面，觀測河勢變化，以指導現(xiàn)場施工。

（2）施工區(qū)域受長江徑流和潮汐共同影響，流速較大，袋裝砂拋填過程中漂移距離較大，拋填精度較難控制，因此在袋裝砂拋填過程中需不斷測量砂袋漂移距離，以指導施工船定位，保證袋裝砂落點位置準確。

2 袋裝砂拋填施工工藝

2.1 施工流程

如圖3所示。

2.2 袋裝砂拋填施工要點

⑴水深測量

對施工區(qū)域進行工前水深測量，形成斷面圖（10 m一個斷面），分析需要補坡的區(qū)域。

⑵施工船定位

袋裝砂拋填施工采用常規(guī)鋪排船，利用鋪排船滑板進行袋裝砂的拋填。

就位：根據(jù)潛水探摸及水深斷面圖所繪制的沖刷溝平面位置定位，施工船就位采取平行于軸線定位，斷面方向上垂直于軸線移船、里程方向上沿軸線方向移船，從深水區(qū)向淺水區(qū)進行袋裝砂拋填施工。

定位：通過水深斷面圖（斷面間距為10 m），計算拋填的層數(shù)（每層按50 cm考慮）、每層排列個數(shù)和充砂袋排列組合方式，控制拋填工程量。將拋填區(qū)域按縱斷面6 m、橫斷面4 m間隔繪制網(wǎng)格，形成DXF文件導入GPS移動臺電子手簿，施工時根據(jù)袋裝砂漂移距離控制施工船定位位置。隨時根據(jù)坡度斷面尺寸搭配不同長度的砂袋與層數(shù)，以拋出1∶3設計要求坡比。

⑶充灌砂袋

施工船定位完成后，砂袋在滑板上一字排開，然后同時充灌。充灌時應注意及時排水，使砂袋的充盈率達到80%時停止沖灌。充滿后系好檢測繩，以便用GPS檢測砂袋的漂移距離。

⑷沉放充砂袋

在松放滑板前，再次確認施工船定位情況，無誤后準備拋填。當系在砂袋上的檢測繩無變化時，用GPS測量檢測繩，測量完畢后計算并記錄好砂袋漂移距離，根據(jù)砂袋漂移距離調整施工船位置，確保砂袋落在拋填區(qū)域，減少砂袋流失，拋填過程中分三個階段：

第一階段：根據(jù)斷面圖所作的拋填輪廓線，進行深坑區(qū)域的拋填，控制砂袋的落點集中在深坑區(qū)域，拋填厚度5～6 m。

第二階段：選擇水流較緩時段進行1：3坡度的成型拋填，根據(jù)流向，確定拋填走向，拋填中加密測量標高檢驗成型情況。

第三階段：根據(jù)加密測量的結果，對缺失砂袋的區(qū)域或坡度較陡部位進行精拋。

3 袋裝砂拋填質量控制

3.1 充填砂質量

充填砂質量必須滿足設計和規(guī)范要求的技術指標，充填砂采用級配良好的砂料，粒徑大于0.075 mm的顆粒含量不小于75%，含泥量不得超過5%，無雜物和有機質混入。

3.2 砂袋加工質量

砂袋充灌施工前，對砂袋的加工質量進行檢查。檢查土工織物的品種、規(guī)格及拼縫連接方法、縫制質量是否符合要求，土工織物不應有破損。

3.3 拋填砂袋尺寸的選用

根據(jù)現(xiàn)場袋裝砂拋填施工可以看出：砂袋越大，漂移距離越小，砂袋越小，漂移距離越大，但過大的砂袋在滑落過程中受水流力作用，容易發(fā)生扭斷現(xiàn)象，破損率較高，因此施工時選用4 m×6 m和2.8 m×2.8 m兩種規(guī)格砂袋。

3.4 拋填時間的選擇

根據(jù)對現(xiàn)場流速和流向的觀察，漲潮一小時后到高平潮后一小時區(qū)間內流速較小，是拋砂效率最高的時段，在該時間段內進行精拋、補拋；高平潮后一小時到漲潮后一小時區(qū)間內水流較急，砂袋漂移量較大，不適宜精拋，該時間段只能進行大面積粗拋施工。在急落流時段深水拋砂暫停，避免砂袋流失。袋裝砂拋填過程中應根據(jù)水流、水位以及流向變化，適當調整施工船位置來修正偏移距離，確保袋裝砂拋填位置準確。

3.5 拋填過程中質量控制

⑴袋裝砂拋填過程中斷面測量控制：

由于袋裝砂直接拋填于原泥面上，在袋裝砂拋填過程中會引起河勢新的變化，所以在袋裝砂拋填過程中不斷加強斷面測量尤為重要。袋裝砂拋填測量采前、中、后三個階段同一斷面比較法，比較同一斷面地形變化，確定砂袋裝砂填效果。

拋填施工前，對準備拋填袋裝砂的施工區(qū)域進行工前水深測量，形成水深斷面圖（10 m一個斷面）。

拋填過程中，測量人員對拋填區(qū)域進行斷面測量，同時用旁掃聲納配合檢測，查看砂袋的破損以及堆疊情況，指導下一步拋填。

根據(jù)拋填后測量斷面，分析是否符合設計1：3坡度趨勢及拋填平整度。雖有些滿足坡度要求，但平整度不符合，會增加軟體排鋪設收縮，仍需補拋找平，直至滿足鋪排施工要求。

經(jīng)斷面測量發(fā)現(xiàn)，袋裝砂拋填過程中引起河勢新的變化，出現(xiàn)原坡面坡肩沖刷后退現(xiàn)象，拋填后符合設計要求緩于1：3坡度是由袋裝砂拋填與原坡面坡肩沖刷后退共同形成的，因此拋填過程中加強斷面測量，掌握河勢與原泥面變化十分重要。

測量儀器：

斷面測量使用 odom hydrotrac測深儀、Hypack軟件測量處理斷面數(shù)據(jù)，同時使用Klein 3900型聲納系統(tǒng)配合檢測砂袋水下分布以及堆疊情況。

odom hydrotrac測深儀、Hypack軟件主要應用于水深斷面測量，能夠提供高質量的定位和測深數(shù)據(jù)。

Klein 3900型聲納系統(tǒng)在一個高分辨率的顯示器上顯示聲納數(shù)據(jù)，能夠提供精確的水下圖像。

⑵袋裝砂拋填過程中漂移距離控制：

袋裝砂拋填前，需對現(xiàn)場流向與流速進行觀察，掌握流向與流速變化規(guī)律。根據(jù)流向與流速變化規(guī)律，指導施工船定位，預留出袋裝砂漂移距離。同時在拋填過程中，不斷測量袋裝砂在不同流速下的漂移距離，不斷調整施工船位置，保證袋裝砂落點位置準確，減少流失。

4 結語

袋裝砂拋填補坡施工工藝在長江南京以下12.5 m深水航道整治工程中取得了良好的施工效果，但由于深水拋填袋裝砂補坡施工條件復雜、影響因素較多，還有待于進一步分析和研究其施工過程中的關鍵技術和控制手段，以不斷改進施工工藝，更好地適應工程建設的需要。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通部.JTJ312—2003航道整治工程技術規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004：1.