Geotube土工管袋的施工探析

方華美，范柯杰

(浙江江南春建設(shè)集團(tuán)有限公司，杭州 311243)

1 工程概況

永嘉縣南部的甌北鎮(zhèn)三江片，楠溪江與甌江交匯處甌江北岸，與溫州市區(qū)隔江相望。本工程促於壩斷面共設(shè)兩級Geotube土工管袋棱體，第一級軸線長1250m，第二級軸線長1200m，涂面接觸部分有Geotube護(hù)坦同時起到護(hù)底作用，一、二級之間平臺有Geotube土工織物護(hù)面，同時可作為第二級護(hù)底。在回填區(qū)域下游方向設(shè)龍口一座，龍口寬100m，位于樁號A0+800～A0+900斷面處。工程屬于臨時工程，工期3個月，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252—2000)，采用重現(xiàn)期為5年，屬于5級土石結(jié)構(gòu)臨時性水工建筑物。

溫州甌江過江通道北端地面填筑工程由于施工工期緊，且要保證較長時間使用年限，工程采用高紉聚丙烯土工管袋作為促淤壩，可保證過江通道工程進(jìn)度及橋梁結(jié)構(gòu)安全，同時有利于三江片區(qū)圍墾的順利推進(jìn)，同時可以為三江標(biāo)準(zhǔn)堤和甌江大橋的施工提供施工道路、堆場、預(yù)制場地等便利條件。

2 工藝特點及工藝原理

一般土工織物的特點是重量輕、整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)、施工方便、抗拉強(qiáng)度一般、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性一般，未經(jīng)特殊處理，抗紫外線能力低，如暴露在外時，受紫外線直接照射容易老化，影響管袋的使用年限，且增加相應(yīng)維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用;Geobube土工管袋是高抗紫外線能力的高紉聚丙烯土工管袋，主要具有加筋、過濾、隔離特性。其具體特性為:?高抗拉強(qiáng)度(70～200kN/m);?獨(dú)特高強(qiáng)縫制強(qiáng)度;?高抗酸堿腐蝕性能(pH2～13);?高抗紫外線能力(大于90%/500h)。

Geobube土工管袋可應(yīng)用在眾多水利和海洋工程中，如:護(hù)岸、防波堤、毛石堆防浪堤、管狀包容結(jié)構(gòu)等。即使在惡劣的條件下，土工合成材料安裝方便，而且施工完畢后，具有耐久性能。亦可應(yīng)用于加筋土結(jié)構(gòu)，如:擋土墻、斜坡和路堤工程中。它們能抵抗土壓力，從而提高抗剪強(qiáng)度和抗變形能力。應(yīng)用土工合成材料可以快速經(jīng)濟(jì)地建設(shè)擋土墻、斜坡和路堤，將為土體加筋工程提供高抗拉、低應(yīng)變和低蠕變的理想性能。見圖1。

圖1 Geotube土工管袋鋪設(shè)及固定示意圖

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放樣→土工織物護(hù)底+護(hù)坦→一級土工管袋→防紫外線土工織物鋪設(shè)→二級土工管袋→圍區(qū)回填→三級土工袋→場地回填整平。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)施工組織設(shè)計中的施工人員、施工機(jī)械設(shè)備、Geotube土工管袋、平板船及物資材料等進(jìn)行組織調(diào)遣，搭建臨時設(shè)施，做好前期施工準(zhǔn)備工作，安裝變壓器，安裝好低壓端計量裝置，并在業(yè)主的配合下，做好施工的有關(guān)手續(xù)及Geotube土工管袋的送檢試驗，確保按計劃順利開工。

施工前通過地形測量，計算好吹填區(qū)的最大回填量，以確保管線布置合理和足夠數(shù)量的船舶和泥漿泵機(jī)組，避免不必要的接、移管工作對施工進(jìn)度的影響。在組織調(diào)遣船舶到位后，根據(jù)放樣點，將船舶駛?cè)肴⊥咙c，拋錨定位后，立即在船上安裝泥漿泵、高壓清水泵等配套施工機(jī)具設(shè)施。

3.2.2 測量放樣

首先對業(yè)主提供的坐標(biāo)點、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點及資料數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測、確認(rèn)，并將復(fù)測、確認(rèn)意見報監(jiān)理審核，設(shè)立施工測量控制網(wǎng)點，符合精度要求后，用混凝土包樁加固定位，并引樁做好保護(hù)，然后將控制測量計算成果及繪圖資料一并報監(jiān)理審核批準(zhǔn)，并定期進(jìn)行復(fù)測。

根據(jù)已測定的施工測量控制網(wǎng)(點)，按照管袋鋪設(shè)的設(shè)計圖紙和實際地形，采用支導(dǎo)線測量方法實地引測堤軸線，根據(jù)提供的坐標(biāo)逐段引測向江中延伸的軸線，江中軸線標(biāo)點采用立浮標(biāo)(標(biāo)架)的方法，并引測控制高程。每條軸線應(yīng)設(shè)立固定軸線樁三個，并經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理共同驗收認(rèn)可。

3.2.3 Geotube抗紫外線土工織物施工

土工織物主要采用人力鋪設(shè)，土工織物塊與塊之間拼接采用廠家專用的連接聚丙烯扣連接。土工織物鋪設(shè)時應(yīng)拉直平順，并用U形釘固定好。橫向每幅之間搭接寬度不小于5cm，并在搭接處用聚丙烯扎扣連接，縱向搭接寬度不小于20cm，接縫應(yīng)錯開。

3.2.4 Geotube土工管袋鋪設(shè)及固定

土工管袋固定選擇人工鋪設(shè)，鋪設(shè)前應(yīng)除去范圍內(nèi)的塊石、雜物等有礙鋪設(shè)效果的物體。加工好的袋體運(yùn)至施工現(xiàn)場，為了防止土工管袋沖移和掀動，保證充填袋位置準(zhǔn)確，充填土工管袋可采用在管袋外圍打設(shè)木樁與鋼管，以固定位置。充填土工管袋鋪設(shè)要注意平整，確保袋體不偏移。袋體鋪設(shè)完成后及時充填土方以防止水沖刷移位。見圖2。

圖2 Geotube土工管袋充填示意

3.2.5 Geotube土工管袋充填

采用22kW泥漿泵機(jī)組進(jìn)行吹填管袋，泥漿泵機(jī)組固定于平板船上。將泥漿泵輸泥管引至攤鋪好的袋體的充泥袖口中，利用輸泥管進(jìn)行取泥充灌。管袋充灌按充填→迸漿→二次充填的順序進(jìn)行，在充填過程中及時調(diào)整輸泥管口方向使管袋受力均勻，避免變形(見圖2)。管袋進(jìn)行迸漿時，注意控制好迸漿壓力，防止爆袋，充灌時注意調(diào)換充泥袖口，直至袋體飽滿。為避免受潮水沖擊變形，充盈率控制在80%左右。相鄰袋體除綁緊套環(huán)以外，還要確保充填后兩袋體之間相互緊密，沒有通縫，若發(fā)現(xiàn)接縫及時用裝泥編織袋填補(bǔ)，以防止土體由于潮浪沖擊而從搭接縫流失。

袋體充填時應(yīng)隨時觀察充灌量，滿足要求時拔除充填管，并填寫充填施工記錄。施工過程要加強(qiáng)施工檢查，不滿足設(shè)計要求的袋體應(yīng)重復(fù)充灌、檢查，直至整個袋體滿足設(shè)計要求(見圖3)。

圖3 Geotube土工管袋效果圖

3.2.6 土工管袋在充填過程中的注意點

a.開始時在管袋最遠(yuǎn)的兩端部以及中間一端口充填沙漿，而中間另一端口可減小水壓和出水。兩端應(yīng)當(dāng)首先充填以便固定管袋，保證堤壩軸線，漿會從土工管袋的兩端口流向中間端口并且隨著壓力的降低沉積。

b.土工管袋內(nèi)沙的積聚情況可以由一個人在管袋頂部行走判斷結(jié)果，行走在加壓后的管袋上會感覺到上下起伏，當(dāng)管袋內(nèi)沙固結(jié)成整體后走上去會感覺像走在地面上一樣平整堅實。沙在泵入口處聚集最多。須在一個合適的時間點，調(diào)整泥漿泵的泥沙含量，確保土工管袋內(nèi)沙子的沉積。通過轉(zhuǎn)換新的泵入點對管袋進(jìn)行持續(xù)填充。這種泵入點的轉(zhuǎn)換要持續(xù)到下一個填充口，并且一直轉(zhuǎn)換下去直到管袋充滿沙子達(dá)到設(shè)計高度。

c.土工管袋要被完全地填充到設(shè)計高度。設(shè)計高度要大于等于土工管袋理論直徑的一半。

d.當(dāng)土工管袋的充填過程完成，所有的充填口都應(yīng)該被關(guān)閉。一旦土工管袋充填好，場地須按設(shè)計要求進(jìn)行平整。如果土工管袋沒有外部回填，管袋附近地形需平緩，無雜物。

4 質(zhì)量控制要點

a.嚴(yán)格按操作規(guī)程和施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理，做到不違章指揮、操作，對不合格材料堅決清理出場，對質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求的堅決要求返工重做，并確保工程外觀美觀。

b.施工過程中，注意Geotube土工管袋的放置位置，確保堤線的順直美觀和堆疊牢固，在充灌過程中，派專人進(jìn)入現(xiàn)場負(fù)責(zé)監(jiān)督，時時留心注意，嚴(yán)防Geotube土工管袋過度充填爆裂，保證施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

c.嚴(yán)把材料關(guān)，對所進(jìn)行的材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查，不合格材料堅決予以退場。

d.設(shè)置專門的設(shè)備維修人員，確保包括排水設(shè)備在內(nèi)的各項設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備的工作效率。

e.組織好設(shè)備零配件及各項材料的采購工作，保證連續(xù)施工作業(yè)，減少設(shè)備維修時間。

f.泥漿最大控制含沙率不得大于10%，以免濃度過高造成堵管。

5 安全控制要點

a.進(jìn)入施工現(xiàn)場，戴好安全帽，水上作業(yè)人員一律穿好救生衣，必要的勞動保護(hù)用品穿戴齊全，施工期間嚴(yán)格遵守施工現(xiàn)場的有關(guān)安全規(guī)定。

b.安全用電要采用絕緣專用電桿，配電箱的電纜線配有套管、電線，進(jìn)出不混亂，動力開關(guān)和照明開關(guān)裝有漏觸電保護(hù)器。各用電電器及電線的搭設(shè)均由專職電工進(jìn)行操作施工。

c.由于地處沿海地區(qū)，要特別注意防臺防汛工作，成立防汛領(lǐng)導(dǎo)小組，建立防臺防汛突擊隊，貯備一定的搶汛物資。

6 結(jié)語

采用高紉聚丙烯土工管袋(Geotube土工管袋)作為促淤壩筑壩，較其他材料砌筑壩體大大縮短了施工工期，雖然該土工材料短期內(nèi)投資成本比普通土工織物稍大，但由于其抗紫外線能力強(qiáng)，管袋不易老化且韌性強(qiáng)，因此堤壩的使用壽命更加長久，因此可節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修的次數(shù)和成本，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。