水利水電工程土工膜袋施工技術(shù)及其應(yīng)注意問題探析

張貞瑜

【摘要】土工膜是一種新型的工程材料，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率大、防滲性能好、適應(yīng)變形能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便、易于保證質(zhì)量、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于水利工程。本文就對(duì)圍堰土工膜袋施工技術(shù)展開分析，對(duì)施工過程中中質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行探討，對(duì)施工中遇到以下幾種情況提出有效的應(yīng)對(duì)措施，供同類工程參考。

【關(guān)鍵詞】圍堰土工膜袋施工；質(zhì)量控制要點(diǎn)；問題應(yīng)對(duì)措施

土工模袋充填筑堤技術(shù)是利用土工織物的隔離、透水性和防護(hù)功能，將土工織物制成大模袋，利用泥漿輸送設(shè)備向袋內(nèi)充填砂類并疊砌形成的袋體堤。具有適應(yīng)地基能力強(qiáng)、整體連續(xù)性好、施工速度快、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。因此在水利工程中被廣泛的應(yīng)用。

1、土工膜袋施工工藝

1.1施工工藝流程

土工模袋現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程圖

圖1 土工模袋水下灌砂流程圖

1.2土工模袋加工

（1）材料

模袋充填材料選用透水性較好的中粗砂。模袋采用防老化丙綸編織土工布，單位質(zhì)量不小于250g/m?，縱橫向抗拉強(qiáng)度不小于30KN/m，伸長(zhǎng)率不大于30%，滲透系數(shù)不小于（1-10）×10-1cm/s。

（2）模袋砂制作與保存

模袋砂圍堰施工前，根據(jù)圍堰大小確定好各個(gè)模袋的尺寸，出廠前通過工業(yè)縫紉機(jī)將土工布加工成袋形。需要在水中鋪設(shè)的模袋，長(zhǎng)度按照設(shè)計(jì)要求17m、24m、26.7m等，高度0.5m，在模袋面層每隔5m設(shè)一灌砂孔，灌砂孔加工成衣袖形狀，和模袋連在一起。模袋加工好后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，用雨布蓋好，防止暴曬，注意保護(hù)好模袋。

1.3基地清理整平

為保證底層模袋能坐落在基本平整的基面上，在模袋安放之前，須對(duì)基底進(jìn)行整平。根據(jù)設(shè)計(jì)提供的海底地形圖，擬定對(duì)海底基面“掃平”的位置。用測(cè)深儀或打水軟尺，對(duì)擬放模袋的范圍的海底地形進(jìn)行測(cè)量，每5～10m一個(gè)斷面。繪制出實(shí)測(cè)地形斷面圖，做出整平方案報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的方案，預(yù)先對(duì)海底地形，或吸砂，或填砂，進(jìn)行基底整平處理。

1.4模袋鋪設(shè)安裝

模袋定位前應(yīng)進(jìn)行基線測(cè)量、布設(shè)控制樁。施工前要設(shè)計(jì)好模袋排布圖，水下鋪袋時(shí)，為了防止灌砂時(shí)模袋移位滾動(dòng)，需在擬鋪設(shè)模袋的兩側(cè)每隔3米打好定位樁。在鋪設(shè)處四個(gè)角插上毛竹，將模袋的角拉環(huán)套在毛竹上，灌砂時(shí)讓模袋順著定位樁沉入水底。當(dāng)水位較深時(shí)，可將加工好的模袋卷軸，在填充袋施工位置上下游布置機(jī)動(dòng)船，裝有填充袋的一艘機(jī)動(dòng)船在水流的上游垂直于堤軸線方向定位，校正邊線位置并拋錨固定，另外兩艘機(jī)動(dòng)船在水流的下游平行于堤軸線方向定位，待以上的工作準(zhǔn)備就緒后，將模袋上的繩子連接到機(jī)動(dòng)船卷?yè)P(yáng)機(jī)上，開啟下游機(jī)動(dòng)船的卷?yè)P(yáng)機(jī)，將模袋平展與水面，再根據(jù)放樣標(biāo)志調(diào)整上下游繩子長(zhǎng)度，使填充袋處于正確的填充位置，然后系緊繩子，再檢查填充袋位置是否正確，確定無誤后在模袋的邊緣綁扎碎石袋固定，并用鋼管打設(shè)定位樁加以固定。

1.5灌砂

完成模袋安裝作業(yè)之后，向模袋中灌砂。潛水員將采砂船的吹砂軟管插入土工模袋的袖口中，綁緊袖口后開始向模袋中灌砂。向袋中充砂，由一頭到另一頭，先袋中后袋邊進(jìn)行。

充填砂袋時(shí)，首先沿長(zhǎng)邊方向進(jìn)行充填，避免應(yīng)力集中損壞袋體，并在充填過程中經(jīng)常調(diào)整出泥管口方向，防止袋體在充填過程中受力不均而移位變形，待袋體固定不再發(fā)生位移時(shí)，再次充填，直至達(dá)到理想的充滿度。灌砂模袋的平整度控制，主要依靠調(diào)整吹砂管的方向。吹砂一般是吹砂管出口處的地方先高。當(dāng)吹砂管處的砂的厚度基本達(dá)到砂袋控制厚度時(shí)，調(diào)整管口方向。若發(fā)現(xiàn)原吹砂的地方高了，則站在砂袋上用腳均勻地踩調(diào)平袋面。當(dāng)充灌到一定飽滿度后人工踩踏袋體表面，以利于充填袋中水的排出，充填袋達(dá)到預(yù)定的充盈度后要控制好充灌壓力以防充填袋破裂。

2、施工過程的質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)

（1）相鄰袋體間的搭接應(yīng)保持不小于1.0m。施工時(shí)，先將砂袋的一端鋪放在已充填好的砂袋上，確保搭接部位的充填質(zhì)量。

（2）模袋上下層之間應(yīng)錯(cuò)縫，其長(zhǎng)度應(yīng)大于2m，以免形成“通天縫”。

（3）底層模袋安裝的位置準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到上一層模袋的位置，底層模袋下沉后，潛水員水下擺鋪好之后，應(yīng)重新測(cè)量檢查一次，然后再開始灌砂。

（4）低潮能出露水面的土工模袋灌砂，應(yīng)盡量利用低潮作業(yè)。

（5）灌砂過程中應(yīng)控制平整度，檢查密實(shí)度。密實(shí)度滿足要求后再移管到另一個(gè)袖口。

（6）袋裝砂的充灌壓力控制在0.2～0.3MPa；充盈度一般控制在80%左右；充填砂袋邊角處不易飽滿，充填時(shí)應(yīng)充分注意，確保邊角處砂袋的厚度達(dá)到要求的厚度。

（7）模袋灌砂密實(shí)度的檢查方法：密實(shí)度要求達(dá)70%，施工過程中應(yīng)邊灌砂邊用力按或腳踩，明顯感覺砂體不松散，有一定的硬度后才停止灌砂封口。

（8）平整度可按如下方法控制：灌砂模袋的平整度控制，主要依靠調(diào)整吹砂管的方向。吹砂一般是吹砂管出口處的地方先高。當(dāng)吹砂管處的砂的厚度基本達(dá)到砂袋控制厚度時(shí)，調(diào)整管口方向。此時(shí)，若發(fā)現(xiàn)原吹砂的地方高了，則站在砂袋上用腳均勻地踩調(diào)平袋面。

3、監(jiān)控量測(cè)

（1）在圍堰和施工便道每20m設(shè)置一個(gè)地表沉降監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)7～11個(gè)（具體根據(jù)地形地貌及實(shí)際需要確定）。測(cè)量頻率為每天一次。

（2）沿圍堰每6～10m設(shè)置一個(gè)水平位移及沉降監(jiān)測(cè)斷面，預(yù)計(jì)設(shè)置30個(gè)監(jiān)測(cè)斷面；每斷面設(shè)置測(cè)點(diǎn)3個(gè)，預(yù)計(jì)總監(jiān)測(cè)點(diǎn)90個(gè)，每天對(duì)圍堰進(jìn)行兩次沉降、位移觀測(cè)。

4、施工中遇到以下幾種情況應(yīng)對(duì)措施

當(dāng)?shù)躺韮蓚?cè)水頭差較大或者承擔(dān)擋潮任務(wù)時(shí)，底層模袋接頭處容易被水流擊穿發(fā)生流土，導(dǎo)致堤體垮塌。未避免這樣的情況出現(xiàn)，一般在基層鋪設(shè)200-400㎡高強(qiáng)聚稀土工布1至2層，來保護(hù)底部的土體。未了控制堤體的不均勻沉陷，土工布還要輔以用尼龍繩組成加筋網(wǎng)絡(luò)，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降的差異。

當(dāng)?shù)躺沓袚?dān)擋潮或擋水任務(wù)時(shí)，施工時(shí)要避免出現(xiàn)龍口，盡可能均勻的上升。尤其是大堤施工高度達(dá)到水位變化區(qū)時(shí)，在每一次漲退潮時(shí)，不可以留下缺口，同一層的模袋應(yīng)在一次漲退潮期間完成，避免集中水流對(duì)堤體的沖刷。

當(dāng)大堤底寬超30米，頂寬超10米時(shí)，可以考慮夾心砂方案，但是底層模袋橫向?qū)挾炔灰说陀?米，頂層模袋橫向?qū)挾炔灰诵∮?米，用于大堤兩側(cè)搭接的模袋間距不應(yīng)超過30米，搭接模袋縱向?qū)挾炔粦?yīng)低于20米。

5、結(jié)語

應(yīng)用土工模袋堤防加固施工方法，進(jìn)行水利工程堤防加固施工，不僅具有較為的堅(jiān)固、耐久的堤防加固施工效果，而且提放修筑的外形也具有一定的美觀性，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在水利工程堤防加固中得到廣泛的應(yīng)用。其施工技術(shù)簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)明顯，但是對(duì)工程地質(zhì)條件有一定的要求，施工前要結(jié)合理論實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇最優(yōu)施工方案。

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