膜袋砂圍堰在深水中的應(yīng)用

王 杰 鄒運寶 上海鐵路局安徽鐵道發(fā)展集團(tuán)有限公司

膜袋砂圍堰在深水中的應(yīng)用

王 杰 鄒運寶 上海鐵路局安徽鐵道發(fā)展集團(tuán)有限公司

膜袋砂圍堰利用砂袋自重，將原地面的軟質(zhì)淤泥擠走，用砂袋筑堤圍堰，施工安全性高，止水效果好。深水中修筑土工膜袋砂圍堰，在紹興青甸湖過水橋拓寬工程施工中獲得成功應(yīng)用，為框架涵下穿鐵路施工在深水中制作圍堰提供了一種新的思路。

深水；土工膜袋；圍堰；施工

1 工程概況

紹興青甸湖過水橋拓寬工程為新建一孔10 m框架橋下穿蕭甬鐵路上、下行路基，交叉處位于蕭甬線錢清至紹興區(qū)間，對應(yīng)蕭甬下行線里程為K35+589，框架中心線與鐵路中心線正交，框架橋位于既有47#和48#鐵路橋之間，擬建橋位處既有蕭甬鐵路為直線區(qū)段，電氣化復(fù)線，線間距6.1 m，為P60軌道線路。青甸湖既有鐵路橋47#和48#橋規(guī)模分別為：

47#橋（K35+555）:下行（1~10）m鋼筋砼T型梁，上行（1~ 9）m框構(gòu)，橋位中心與鐵路中心線正交，最低處梁底標(biāo)高6.16 m。

48#橋（K35+622）:下行（1~8）m鋼筋砼T型梁，上行（1~ 8）m框構(gòu)，橋位中心與鐵路中心線正交，最低處梁底標(biāo)高6.35 m。

本工程施工前需先進(jìn)行施工圍堰施工，主體工程包括一孔箱形涵、箱涵北側(cè)20mU形槽。箱身凈寬10m、總寬11.5m，凈高5.0 m、總高6.5 m，箱涵總長度24.1 m（兩側(cè)接長2 m及7 m的開口箱）；在箱涵北側(cè)出入口設(shè)20 m長的鋼筋混凝土現(xiàn)澆U形槽與箱涵順接。

本工程所處地下水類型主要為孔隙潛水。年水位變幅不大，一般在（1.5~2.0）m左右?？辈炱陂g測得鉆孔水位在（0.5~ 1.1）m，水位高差（3.8~3.93）m。

本工程計劃工期為132天，其中鐵路慢行計劃時間92天，由于本工程樁基及主體工程時間緊，任務(wù)重，施工難度大，要求施工圍堰時間短，確保鐵路施工各個節(jié)點作業(yè)不受影響。

2 圍堰的總體設(shè)計

根據(jù)青甸湖水位和勘探地質(zhì)情況，按照平均水深3 m、入淤泥厚度1.2 m、最高潮水面以上1.5 m設(shè)防，圍堰總高度為（6.7~7.0）m。膜袋圍堰分層填筑，每層高度為1.5 m，共計4層，砂袋長度根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定。為確保圍堰的止水性能，圍堰兩面須滿鋪止水薄膜，薄膜外采用鋼管橫撐加固（見圖1）。

圖1 模袋圍堰斷面示意圖

本工程圍堰概況：圍堰總長144 m，圍堰寬4 m，高（6.7～7）m，高于現(xiàn)況水面（2.8~3.1）m。

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→放線定位→清除堰底處河床上的淤泥雜物→松木樁基礎(chǔ)施工→基槽填砂→吹填筑島基礎(chǔ)兩層→打φ150mm鋼管定位樁→吹填筑島模袋砂→施工堰內(nèi)抽水→施工堰內(nèi)其余項目→圍堰拆除、場地恢復(fù)。

2.1 總體施工程序

膜袋圍堰施工工序：施工準(zhǔn)備→放線定位→清淤→松木樁基礎(chǔ)施工→基槽填砂→吹填筑島基礎(chǔ)兩層→打φ150 mm鋼管定位樁→吹填筑島膜袋砂。

2.2 具體施工方法及技術(shù)措施

2.2.1 施工準(zhǔn)備

①安排組織機(jī)械、設(shè)備進(jìn)場；

②布設(shè)吹填管線；

2.2.2 放線定位

膜袋位置由全站儀進(jìn)行定位，將檢驗合格的膜袋搬運至施工圍堰軸線上，沿圍堰軸線垂直方向敷設(shè)，膜袋圍堰共4層，采用鋼管樁固定，沿膜袋兩側(cè)布置，在膜袋頂端垂直圍堰軸線上布置加強(qiáng)鋼管。

2.2.3 清淤

采用抓斗挖泥船對圍堰基底清淤，淤泥運往指定地點進(jìn)行處理，確保不污染青甸湖水質(zhì)。清淤完成后經(jīng)過驗收達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，再進(jìn)行松木樁基礎(chǔ)施工。

2.2.4 松木樁基礎(chǔ)施工

清淤完成后，采用打樁船配合人工進(jìn)行松木樁施工，松木樁采用樁徑80 mm，樁長8 m，間距2 m，樁位采取依次緊密布置。

成樁時要注意控制好樁頂標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高相符，木材料應(yīng)符合設(shè)計要求。在貫入過程中發(fā)現(xiàn)土中有硬物時，拔出松木樁，在樁下端安裝鐵樁尖后重新校正錘樁。沉樁過程中，要注意樁身有無位移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及早糾正使其恢復(fù)正確。

2.2.5 基槽填砂

基礎(chǔ)松木樁施工完成后，采用皮帶卸砂船向基槽內(nèi)填砂，材料采用細(xì)砂，填筑過程中要求填料分布均勻，填筑完成后采用大型船載挖掘機(jī)進(jìn)行找平和夯實，保持膜袋砂圍堰基礎(chǔ)平整。

2.2.6 φ150鋼管定位樁施工

在完成土工格柵施工后，及時施工鋼管定位樁，控制好定位、標(biāo)高，施工中進(jìn)行測量，確保膜袋砂圍堰的準(zhǔn)確位置，防止膜袋砂圍堰外移。

2.2.7 吹填筑島膜袋砂施工

圍堰采用土工織物充填大砂袋，土工織物充填袋采用丙綸編織土工布，用工業(yè)縫紉機(jī)縫制而成，縫制線采用尼龍線，強(qiáng)度滿足施工作業(yè)要求。膜袋應(yīng)按設(shè)計位置進(jìn)行敷設(shè)，并將膜袋固定于鋼管樁上，先向膜內(nèi)填充一定量的水，以保證膜袋能固定在圍堰范圍內(nèi)，在膜袋頂部每隔5 m設(shè)置一個排漿孔。人工將泵管與膜袋的灌砂口連接，用泥漿泵以一定的壓力將砂料吹填入膜袋中，河砂吹入膜袋后沉淀，水分通過排漿孔排出膜袋。填充時應(yīng)先填充膜袋四角，再填充膜袋中部，保證膜袋能按設(shè)計位置進(jìn)行下沉，保證施工質(zhì)量，圍堰出水后，應(yīng)安排人員對沙袋進(jìn)行踩壓，保證沙袋充填飽滿均勻。

2.3 人員、機(jī)械設(shè)備配備

2.3.1 人員配備（見表1）

表1 人員配備情況

2.3.2 機(jī)械設(shè)備（見表2）

表2 機(jī)械設(shè)備情況

3 質(zhì)量控制措施

（1）在清淤完成后對基槽填砂，基底填砂要平整，必須經(jīng)檢查驗收合格后進(jìn)行膜袋鋪設(shè)。

（2）灌填砂前，必須對進(jìn)場的各種材料和機(jī)具進(jìn)行嚴(yán)格的檢測和檢測，確保其性能指標(biāo)滿足規(guī)范和施工要求。

（3）灌填砂前，必須認(rèn)真檢查壓漿管道，確保管道順暢，清潔，無異物堵塞。

（4）泥砂采用細(xì)度模數(shù)小于1.8的粉細(xì)砂，砂中宜含有20%的泥漿，確保其流動性。

（5）嚴(yán)格控制施工過程中松木樁位及垂直度誤差，設(shè)置觀測點，每施工一層后用全站儀測量一次，如發(fā)現(xiàn)局部高差偏大，及時進(jìn)行調(diào)整。

4 安全控制措施

（1）施工前對所有參與施工的人員進(jìn)行一次針對性地安全教育、培訓(xùn)和考試，培訓(xùn)考試內(nèi)容結(jié)合現(xiàn)場施工實際，經(jīng)考試合格后方可上崗。施工前要進(jìn)行安全技術(shù)交底，針對不同的施工時段，提前做好每日安全預(yù)想，重點做好水上作業(yè)的安全控制事項，施工作業(yè)前施工人員必須穿戴好安全帽、黃色救生衣等相關(guān)勞動保護(hù)用品。

（2）加大安全宣傳力度，現(xiàn)場采用張貼宣傳標(biāo)語、警示標(biāo)志等措施，加強(qiáng)安全宣傳。

（3）加強(qiáng)施工機(jī)械日常的檢查、保養(yǎng)，和維修，保證在施工時機(jī)械能夠正常使用，所有機(jī)械操作人員按照規(guī)定持證上崗。停止使用施工機(jī)械時要及時鎖閉，鑰匙交項目部統(tǒng)一管理。

（4）佩戴和正確使用勞動保護(hù)用品。參加膜袋砂圍堰施工人員及作業(yè)船上人員必須佩戴安全帽、黃色防護(hù)服及救生衣等相關(guān)勞保用品，現(xiàn)場用電嚴(yán)格按照臨時用電相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（5）加強(qiáng)與當(dāng)?shù)貧庀?、水文站?lián)系，隨時掌握天氣動態(tài)，合理安排作業(yè)，當(dāng)超過六級大風(fēng)或暴雨時應(yīng)立即停止作業(yè)，將施工船只停在安全的地方，采取加固措施。

（6）做好應(yīng)急處置工作。施工前編制好各項可能發(fā)生的事故應(yīng)急預(yù)案，并組織開展一次水上作業(yè)人員落水應(yīng)急演練，確保作業(yè)人員掌握發(fā)生落水時必要的救援方案。水上施工時應(yīng)備齊專用救生船、應(yīng)急照明設(shè)備等應(yīng)急搶險設(shè)備。

5 施工成效

本工程圍堰采用模袋砂圍堰，圍堰施工結(jié)束后在后期箱體預(yù)制和頂進(jìn)施工中未發(fā)生滲漏和變形，工程按期完成，經(jīng)過比較計算，采用模袋砂圍堰施工，工期僅是鋼板樁圍堰1/ 2，造價僅是鋼板樁圍堰的1/3，即節(jié)約工程成本，又縮短施工工期。

6 結(jié)束語

膜袋砂圍堰施工具有就地取材方便，施工安全方便，施工時使用大型機(jī)械較少，對鐵路營業(yè)線運營影響較小，施工速度快，工程成本低，整體穩(wěn)定性高，防滲漏效果好，在深水圍堰施工中可借鑒使用。

責(zé)任編輯：王 華

來稿日期：2016-12-02