一種創(chuàng)新型聯(lián)體軟體排-砂袋護(hù)底工藝及應(yīng)用

單志浩，韓崇蛟，李少俊

（上海交通建設(shè)總承包有限公司，上?！?00136）

一種創(chuàng)新型聯(lián)體軟體排-砂袋護(hù)底工藝及應(yīng)用

單志浩，韓崇蛟，李少俊

（上海交通建設(shè)總承包有限公司，上海200136）

分開(kāi)鋪設(shè)的護(hù)底軟體排和袋裝砂在工況條件復(fù)雜情況下難以確保鋪設(shè)質(zhì)量，施工進(jìn)度受到制約，施工成本增加。通過(guò)技術(shù)革新，改變常規(guī)的排袋加工工藝及施工方法，將尺寸較短的兩張軟體排和一張砂袋體加工為一張通長(zhǎng)的聯(lián)體排袋，進(jìn)行整體鋪設(shè)及充灌，解決了常規(guī)鋪設(shè)軟體排及袋裝砂的施工質(zhì)量問(wèn)題，大幅度提高了施工效率，降低了施工成本，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

護(hù)底軟體排；袋裝砂；聯(lián)體排袋；加工工藝；施工質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)效益

上海國(guó)際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)四期工程西側(cè)導(dǎo)流堤工程全長(zhǎng)1 509.5m，采用軟體排及充灌袋裝砂護(hù)底結(jié)構(gòu)，其中軟體排鋪設(shè)8.4萬(wàn)m2，袋裝砂充灌5.6萬(wàn)m2。西側(cè)導(dǎo)流堤位于東海大橋、小烏龜島、西圍堤及南側(cè)碼頭交匯處，流場(chǎng)變化復(fù)雜，平均泥面標(biāo)高在-9m左右，實(shí)際平均水深11 m左右，施工區(qū)域流急水深[1]。而同一橫斷面護(hù)底結(jié)構(gòu)由北側(cè)25 m軟體排、中間63 m充灌袋裝砂及南側(cè)40m軟體排三張排體組成。常規(guī)護(hù)底施工工藝為：先鋪設(shè)南北側(cè)的軟體排，再充灌中間袋裝砂，鋪設(shè)質(zhì)量難以保證，施工進(jìn)度受制約，施工成本增加。在這種工況下，采用了創(chuàng)新型聯(lián)體軟體排-砂袋護(hù)底工藝并獲得成功應(yīng)用。

1　工程概況

1.1工程位置

西側(cè)導(dǎo)流堤位于洋山深水港區(qū)四期工程的最西端，作用是歸順碼頭前沿水流，堤軸線全長(zhǎng)1 509.5m，東端與西圍堤相接。

1.2護(hù)底結(jié)構(gòu)

護(hù)底結(jié)構(gòu)采用鋪設(shè)砂肋軟體排及0.5 m厚的充灌袋裝砂[2]，其中南北兩側(cè)軟體排長(zhǎng)度分別為40m和25 m，中間充灌袋裝砂長(zhǎng)63 m[3]。

2　設(shè)計(jì)要求及施工難點(diǎn)

2.1設(shè)計(jì)要求

排體采用500 g/m2針刺復(fù)合土工布，由380 g/m2機(jī)織布與120 g/m2無(wú)紡布復(fù)合而成[4]；軟體排砂肋直徑為30 cm，采用380 g/m2機(jī)織布制作而成；軟體排布縱向每米設(shè)置1根10 cm寬的加筋帶；鋪設(shè)后相鄰軟體排的搭接寬度不得小于3 m。

充灌袋裝砂采用380 g/m2機(jī)織布制作而成，中間每米增加1根10 cm寬通長(zhǎng)加筋帶；每5 m增加1排袖口，可供尼龍管插入袖口進(jìn)行充灌。

2.2施工難點(diǎn)

本工程區(qū)域水流動(dòng)力條件復(fù)雜，施工區(qū)域處于水流沖刷通道，漲落潮流速較大，在2～3 m/s左右，施工過(guò)程中絕大部分時(shí)間（除平潮時(shí)段）軟體排受水流沖刷嚴(yán)重，施工區(qū)域平均泥面標(biāo)高在-9 m左右，實(shí)際平均水深在11 m左右。軟體排受到水流直接沖刷，25 m或40 m的軟體排懸掛在翻板上，其抗拉和抗偏移能力較差，軟體排易發(fā)生偏移，單側(cè)偏移距離可達(dá)到2～3 m，大潮汛施工時(shí)最大偏移距離達(dá)到5～6 m。當(dāng)排體觸底后，軟體排已經(jīng)產(chǎn)生了較大的偏移，施工質(zhì)量無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟體排在急流下偏移變形照片見(jiàn)圖1。

圖1　軟體排偏移變形照片F(xiàn)ig.1　Offset deformation field photosof softmattress

在試驗(yàn)段施工中，潛水員在潛摸北側(cè)1號(hào)、2號(hào)排尾時(shí)發(fā)現(xiàn)比北側(cè)3號(hào)軟體排尾短4～5 m。隨即在北側(cè)2號(hào)軟體排排尾C點(diǎn)（如圖2）重新下水進(jìn)行定點(diǎn)潛摸，潛摸結(jié)果顯示1號(hào)、2號(hào)排尾橫向搭接較小，排尾未到位。通過(guò)施工過(guò)程中的質(zhì)量巡查及施工結(jié)束后的潛摸情況來(lái)看，在本工程施工區(qū)域施工條件較差的工況下，較短的軟體排會(huì)出現(xiàn)鋪設(shè)不到位的情況，需要重新補(bǔ)排，大大降低了施工效率和鋪設(shè)質(zhì)量，增加了施工成本。

圖2　潛水員水下潛摸范圍示意圖Fig.2　Sketch of the driving and touch range for divers under water

3　新型聯(lián)體排袋護(hù)底工藝的創(chuàng)新及應(yīng)用

3.1新型聯(lián)體排袋構(gòu)思

針對(duì)軟體排施工過(guò)程及潛摸檢測(cè)出的問(wèn)題[5]，設(shè)想將南北兩側(cè)的軟體排及中間的充灌袋裝砂加工為1張通長(zhǎng)的聯(lián)體排并將其作為整體鋪設(shè)下水。聯(lián)體排袋創(chuàng)新的核心思路是：通過(guò)改進(jìn)，將2張軟體排和1張充灌袋裝砂袋體串聯(lián)，形成一個(gè)整體進(jìn)行施工，避免因軟體排過(guò)短導(dǎo)致尾部鋪設(shè)不到位，可大大提高鋪排船施工效率，提高施工進(jìn)度，節(jié)約施工船舶的使用成本。

3.2聯(lián)體排袋加工

本創(chuàng)新工藝最大難題在于聯(lián)體排袋體加工，將3塊排體加工為一體，并保證其抗拉強(qiáng)度及各項(xiàng)指標(biāo)符合要求是成功與否的關(guān)鍵。

為保證聯(lián)體排袋的整體性及抗拉性，采用通長(zhǎng)加筋帶貫穿整張聯(lián)體排袋體，同時(shí)軟體排與袋裝砂之間的拼縫強(qiáng)度必須滿足要求。經(jīng)過(guò)多套方案研討，最終確定排袋體加工程序?yàn)椋?/p>

1）單幅進(jìn)行拼接、加工成1張128m×30 m的380 g/m2的機(jī)織布排體。

2）排頭25 m長(zhǎng)度范圍按照設(shè)計(jì)軟體排縫制要求，復(fù)合1張25m×30m的120 g/m2無(wú)紡布。

3）排尾40 m長(zhǎng)度范圍復(fù)合1張40 m×30 m的120 g/m2無(wú)紡布。

4）將事先已裁好的128m通長(zhǎng)加筋帶按照設(shè)計(jì)1 m間距縫制到排體上。

5）在中間63 m范圍內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)每5 m縫制1排袖口。

6）單幅拼接、加工成1張63 m×30 m的380 g/m2的機(jī)織布排體，并按照設(shè)計(jì)要求每1 m縫制加筋帶。

7）將63m×30m的排體與128m×30 m的排體（排頭、排尾已針刺復(fù)合、加筋帶及袖口已縫制）進(jìn)行拼接，拼接處采用丁縫法。為保證抗拉強(qiáng)度，在拼縫橫向處增加1道或2道加筋帶，增加拼縫強(qiáng)度。至此1張聯(lián)體排袋加工完成，加工示意圖詳見(jiàn)圖3。

圖3　聯(lián)體排袋加工示意圖Fig.3　Schem atic processing of coup let p latoon

4　應(yīng)用效果

4.1施工效率

聯(lián)體排袋護(hù)底工藝應(yīng)用到西側(cè)導(dǎo)流堤工程中，大大提高了施工效率，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。由于原先設(shè)計(jì)的排體較短，排頭需要在平潮水流較緩的時(shí)段進(jìn)行鋪設(shè)，3張排體至少需要3個(gè)平潮方能完成鋪設(shè)，需要36.5 h左右，耗時(shí)較長(zhǎng)；采用聯(lián)體排袋工藝，施工時(shí)間在24 h左右，縮短約12.5 h，施工效率提高了約34%。新工藝與原方法施工效率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1　新工藝與原方法施工效率統(tǒng)計(jì)表Table1　Statistical tab le for construction efficiency of new technology and conventionalmethod

4.2施工成本

生產(chǎn)成本主要包括鋪排船、錨艇及其他輔助船舶費(fèi)用、人員管理費(fèi)用及排布加工費(fèi)用。新工藝在施工效率提高34%的情況下，施工時(shí)間大幅縮短，相應(yīng)的施工船舶及管理人員費(fèi)用也減少。新工藝需要將3塊單一軟體排、砂袋拼接為1張聯(lián)體排袋，加工工序增多，加工成本上升。原方法3張排體需要2個(gè)搭接，采用1張排袋體后可以減少2個(gè)搭接，同一斷面（30 m寬）可以減少600 m2搭接排布。經(jīng)測(cè)算，同一斷面新工藝可減少生產(chǎn)成本18.6%，見(jiàn)表2。

表2　成本對(duì)比表Table2　Cost com parison table元

4.3施工效果

排布的寬度為30m，施工過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，在水流較急的情況下采用丙綸繩對(duì)排布兩側(cè)進(jìn)行拉伸固定，防止水流沖刷排布引起位移。經(jīng)過(guò)典型段施工，聯(lián)體排袋在翻板上偏移量比較小，鋪設(shè)質(zhì)量較好。鋪設(shè)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行潛摸及旁掃[6]，結(jié)果顯示鋪設(shè)效果較好，相互之間的搭接在2～3 m左右，排頭排尾的邊界均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)（圖4），達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖4　新工藝施工后旁掃圖Fig.4　Side sw eep map after the construction of the new process

5　結(jié)語(yǔ)

針對(duì)洋山深水港區(qū)四期工程西側(cè)導(dǎo)流堤護(hù)底軟體排及袋裝砂鋪設(shè)中遇到的技術(shù)難題，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，工藝改善，采用了創(chuàng)新型聯(lián)體排袋施工方法，在同一橫斷面上進(jìn)行整體鋪設(shè)及充灌，解決了在水深流急、排布袋體尺寸較短情況下鋪設(shè)效果不理想、施工效率低、施工成本高等問(wèn)題。

創(chuàng)新型聯(lián)體軟體排-袋裝砂護(hù)底工藝達(dá)到了預(yù)期的效果，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，積累了寶貴的施工參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)，值得在其他類似工程中推廣。

[1]中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司.上海國(guó)際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)四期工程西側(cè)導(dǎo)流堤工程施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明[R]. 2014. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction design description of the diversion dike on the west side of Yangshan deepwater portphase IV project in Shanghai internationalshipping center[R].2014.

[2]JTS154-1—2011，防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S]. JTS 154-1—2011,Code of design and construction ofbreakwaters [S].

[3]中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司.上海國(guó)際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)四期工程西側(cè)導(dǎo)流堤工程施工圖[R].2014. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction drawing of the diversion dike on the west side of Yangshan deepwater port phase IV project in Shanghai international shipping center[R]. 2014.

[4]JTJ239—2005，水運(yùn)工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]. JTJ 239—2005,Technical code for application of geosysynthetics forportand waterway engineering[S].

[5]JTS257—2008，水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S]. JTS 257—2008,Standard for quality inspection of port and waterwayengineering construction[S].

[6]JTS 131—2012，水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范[S]. JTS 131—2012,Specification for port and waterway engineering survey[S].

A bottom protection technology for coup let of innovative softmattress and sand bags and its app lication

SHAN Zhi-hao,HANChong-jiao，LIShao-jun
（ShanghaiCommunications Construction Contracting Co.,Ltd.,Shanghai200136,China）

Separate laying of the bottom protection softmattressand sand bags in the complexworking conditions is difficult to ensure the laying quality,the construction progress is restricted,and the construction cost is increased.Through technical innovation,we changed the conventional processing technology and construction method of the softmattress and sand bags, connected two shortsoftmattressesand a sand bag intoa long coupletplatoon,whichwas laid and filled in thewateras awhole. It has solved the laying construction quality problems of softmattress and sand bags,and greatly improved the construction efficiency,reduced the construction cost,created ahigh economic efficiency.

bottom protection soft mattress;sand bags;couplet platoon;processing technology;construction quality; economic benefits

U656.2

A

2095-7874（2016）10-0013-03

10.7640/zggw js201610003

2016-03-23

2016-07-25

單志浩（1973— ），男，安徽碭山人，碩士，高級(jí)工程師，技術(shù)部經(jīng)理，港口與航道工程專業(yè)。E-mail：szh760912@163.com