吹沙管袋作為打樁平臺的施工要點(diǎn)

趙四倍（上海城建水務(wù)工程有限公司，上海 200083）

1 工程概況

杭州灣北岸位于上海市金山區(qū)，屬金山島水域。根據(jù)1989 年《金山縣志》記載可知，金山大島島面積為 30 萬m2。2012 年諸島普查時(shí)，經(jīng)實(shí)際測算，島嶼覆蓋面積為 23萬 m2，島嶼面積縮小了 23.3%。其主要原因?yàn)楹Ｋ治g。要了解潮汐就必須對周圍島嶼的水文狀況建一個(gè)潮汐觀測平臺站。潮汐檢查站的位置必須長時(shí)間放置于海水中，因此，操作平臺的建設(shè)尤為重要。

本項(xiàng)目驗(yàn)潮站及引橋工程基礎(chǔ)由Φ800 鉆孔灌注樁構(gòu)成，鉆孔灌注樁端部進(jìn)入巖體 2 ～ 4 m。全部為端承樁，樁長為 9.736 ～ 32.100 m 不等，最外側(cè)泥面線的高程為-3.5 m，且常年浸泡于海水中，最里側(cè)高程為 4.2 m，漲潮時(shí)被海水淹沒，退潮時(shí)暴露出來。

2 施工平臺方案選擇

2.1 搭設(shè)平臺的必要性

鉆孔灌注樁由泥面線以下及泥面線以上兩部分組成。由于泥面線以上部分在漲潮時(shí)被海水淹沒（泥面線以下部分常年浸泡在海水中），為保證驗(yàn)潮站及引橋工程在施工時(shí)不因漲潮而停止施工，需要搭設(shè)一個(gè)施工作業(yè)平臺以滿足鉆孔灌注樁施工的連續(xù)性和安全性。

2.2 鋼棧橋和吹砂管袋丁壩方案選擇

（1）鋼棧橋的不利因素。① 施工時(shí)受風(fēng)浪和漲落潮影響較大。② 施工時(shí)安全隱患較大。③ 施工工期較長。④ 施工作業(yè)機(jī)械較多，電焊工等特殊作業(yè)工種較多。⑤ 造價(jià)較高。

（2）吹沙管袋施工平臺的優(yōu)勢。① 工期短。② 施工速度快。③ 工程造價(jià)低。④ 水上作業(yè)方便。⑤ 施工機(jī)械相對較少。

因此，在綜合考慮現(xiàn)場施工條件、工程造價(jià)及工期要求后，選擇吹沙管袋作為鉆孔灌注樁施工的作業(yè)平臺。

3 吹沙管袋施工

3.1 吹沙管袋結(jié)構(gòu)形式

吹沙管袋施工平臺需滿足鉆孔灌注樁要求。在潮位達(dá)到多年平均高潮位時(shí)，吹沙管袋施工平臺還需滿足正常施工要求，切不可因高潮位的影響而中斷施工。吹沙管袋施工平臺頂高程為 5.0 m，平臺橋面寬度 6.0 m，總長 82 m。其平面布置圖 1 所示。

圖1 吹沙管袋施工平臺平面布置圖

3.2 吹沙管袋平臺施工工藝流程

吹沙管袋平臺施工工藝流程如圖 2 所示。

圖2 吹沙管袋平臺施工工藝流程

3.3 吹沙管袋的制作

袋子寬度根據(jù)壩的寬度、海灘的高度和坡度確定，并適當(dāng)考慮沉降量。袋體的長度為 40 ～ 50 m，袋身縫制 35根三層尼龍線，縫制 3 個(gè)接縫（先縫制 1 個(gè)，折疊后縫制 2個(gè)），以確保接縫平整均勻、針跡牢固；應(yīng)考慮上下交錯(cuò)接縫。袋體中的機(jī)織織物應(yīng)符合相關(guān)規(guī)格要求，并應(yīng)根據(jù)所用的沙子材料，填充機(jī)和填充方法充分考慮沙子和風(fēng)浪的影響。袋子的主體是圓柱形的，袋子的大小取決于柱體的橫截面直徑大小，其直徑一般為 80 cm。

根據(jù)每個(gè)袋子的容量設(shè)置 1 個(gè)或 2 個(gè)填充管口，每層填充面積必須相等。在袋子頂部留出 3 ～ 4 對套管填充孔。袋身縫制 40 支雙層或三層尼龍線，縫制 3 個(gè)接縫即先整齊縫制 1 個(gè)接縫口，再進(jìn)行對折折疊再縫制兩個(gè)接線口。每一次縫制應(yīng)保接縫平整均勻，針跡清晰牢固。

每個(gè)袋子根據(jù)其容量有 3 ～ 4 個(gè)填充噴嘴。通常每 60～ 80 m2設(shè)置 1 個(gè)填充噴嘴。填充噴嘴的直徑約為 12 cm，長度約為 40 cm。裝滿沙子的試管袋通常具有 4～5 個(gè)注嘴，以李子形均勻分布。管袋的接縫處應(yīng)縫兩針，以確保牢固的接縫。

在充填之前仔細(xì)檢查每一只即將充填的袋子，對于那些不符合要求的袋子決不允許填充。填充完成后，應(yīng)及時(shí)用一根繩子將吹沙管的口部綁緊，以避免沙袋中的沙土流出。

3.4 吹沙管袋平臺的鋪設(shè)

本灘地最低高程 -3.50 m，低于多年平均低潮位 -0.23 m 和多年平均潮位 1.79 m，退潮露灘作業(yè)時(shí)間大約在 1 h時(shí)左右，部分區(qū)域甚至無法露灘，底層充泥管袋可能無法露灘施工。根據(jù)海灘灘面的高程，吹沙管袋平臺施工采取兩種施工方案即陸地上鋪設(shè)和水上鋪設(shè)。初步計(jì)劃 1.80 m 以下采用水上鋪設(shè)，1.80 m 以上采用露灘候潮鋪設(shè)。

3.4.1 吹沙管袋陸上鋪設(shè)

加工好的袋子由交通船運(yùn)從附件碼頭送至島上。利用退潮時(shí)段組織工人進(jìn)行管袋的攤鋪，所有的袖帶口均朝上，做好泥漿泵的管口與袖帶口的相連接。袋體根據(jù) GPS 測量定位確定具體定位，管袋底層用袋裝碎石包固定壓死，防止在漲潮時(shí)出現(xiàn)移動(dòng)。上一層袋子與下一層的袋子用鐵絲固定動(dòng)，以防止吹砂時(shí)出現(xiàn)滑動(dòng)。若下一層袋子出現(xiàn)滑動(dòng)跡象，則在施工上一層袋子時(shí)，對上一層袋子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整以確保管袋的整體性不受影響。

3.4.2 管袋水上鋪設(shè)

由于退潮時(shí)海灘裹露出來的時(shí)間大約為 1 h，且部分施工區(qū)域仍處在海水中，施工作業(yè)時(shí)間非常短暫。因此，水上作業(yè)使用“子母管袋法”分層施工，且子母管袋在施工中應(yīng)填滿每個(gè)管袋，直至在退潮時(shí)仍可漏出水面方滿足陸上施工條件。

水上吹沙管袋由子袋和母袋組成。子袋位于母袋兩側(cè)的端部，并與母袋垂直布置。

管袋由兩側(cè)的鋪排船拖拉著。施工前先將兩側(cè)鋪排船進(jìn)行定位和錨固，錨固完成后將管袋放置于待鋪設(shè)區(qū)域的兩端，再將鋪排船上的子母管袋的拉環(huán)用鋼絲繩與鋪排船兩端的卷揚(yáng)機(jī)連接，再啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)將子母袋拖動(dòng)到鋪設(shè)區(qū)域。通過收縮鋼絲繩的長度來調(diào)整管袋的位置，直至到達(dá)設(shè)計(jì)要求的位置。

子管袋定位完成后，施工作業(yè)人員先進(jìn)行子袋袖口與橡膠管結(jié)合。先進(jìn)行子袋施工，隨著子袋重量地加重，兩側(cè)鋪排船同時(shí)逐步釋放鋼絲繩索。待子袋施工完成后沉入水底，再進(jìn)行母袋施工。具體施工方法與子袋施工方法相同。

3.5 管袋充灌

陸上填充時(shí)，在海灘裸露時(shí)由施工作業(yè)人員將袋體攤鋪就位，做好管袋的固定和管口結(jié)合后，啟動(dòng)運(yùn)輸船上的泥漿泵進(jìn)行充填。在填充作業(yè)時(shí)，安排專人專門負(fù)責(zé)察看砂漿的動(dòng)向和速度，從而減少袋體變形和移位。泥漿泵在施工時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的情況進(jìn)行管口的旋轉(zhuǎn)，以確保布袋的平坦。

水下填充管袋中的泥沙在水中施工時(shí)比在陸地上更難控制，具體的施工過程與陸上施工相似。當(dāng)袋體即將充滿時(shí)，應(yīng)注意觀察運(yùn)送砂石料船上泥漿泵壓力表的壓力大小，以防止過分填充造成袋體的破裂，填充后應(yīng)系好袖帶口，以防出現(xiàn)漏砂現(xiàn)象。

吹沙管袋的最終形狀取決于黃沙的來源地。當(dāng)黃沙的淤泥含量過高時(shí)，無法一次性形成一個(gè)平整的平面。因此，用于水下填充的沙子其土壤的顆粒應(yīng)比陸地上填充的顆粒粗，在施工時(shí)有條件的話采用中砂且含量泥 ≤ 10%。

袋體的填充高度依據(jù)填充實(shí)驗(yàn)和黃沙中泥土的含量確定，袋體各層的厚度 ≤ 80 cm。面積較大的袋子可以略 ＞80 cm，再采取二次填充，需保證每層袋子都能在 1 個(gè)漲落潮中完成，應(yīng)避免海水流速過快造成袋體的滑動(dòng)。在施工過程中，要盡量保持同 1 層袋體厚度最終填充的高程處在同1 個(gè)高程內(nèi)，使下一次吹沙時(shí)可被很好地控制。在一次施工時(shí)，管袋的最高疊加高度不得超過兩側(cè)即 ≤ 160 cm，防止因施工過快造成袋體的滑動(dòng)。

在進(jìn)行編織袋填充棱體部位時(shí)，應(yīng)提前做好對該部位的防護(hù)，尤其是平臺水下的部位。特別是斜坡在鋪設(shè)土工布前，先鋪設(shè)一層碎石包充當(dāng)基礎(chǔ)墊層作用，土工布鋪設(shè)完成后再在四周鋪設(shè)袋裝碎石壓載，減少外棱體對土工布的傷害。施工時(shí)應(yīng)平行或垂直于丁壩軸線分層放置，袋體呈梅花狀堆疊，上下兩層袋體的接縫應(yīng)錯(cuò)開，左右兩只管袋盡量做到無縫隙對接，鋪袋時(shí)要壓袋施工，壓袋的長度控制在 2.0～ 3.1 m 之間。袋體在施工結(jié)束后，再進(jìn)行下一層袋體施工，其間至少空有 20 min 間隔，以便該袋體可將袋子中的多余水分排出。

當(dāng)遇到下一層管袋鋪設(shè)的不平整現(xiàn)象時(shí)，為防止在施工時(shí)出現(xiàn)上一層管袋滑動(dòng)現(xiàn)象，在施工前采取袋裝砂或袋裝碎石充分的填高以保證其在一個(gè)作業(yè)面內(nèi)。禁止使用塊石作為填高材料，以防止編織布袋被劃破使其不是一個(gè)整體。

在管袋施工過程中，需經(jīng)常檢查管袋是否存在破損。一旦發(fā)現(xiàn)袋子有破損的地方，應(yīng)立即停止施工及時(shí)用編織布蓋好并縫上針線以防止沙子和土壤流失。

在吹沙管帶施工時(shí)，要把握好施工時(shí)段該區(qū)域的潮位變化情況，特別是漲潮落潮的具體時(shí)間和潮位各個(gè)階段的海平面的高程。根據(jù)工程實(shí)際的施工進(jìn)度，計(jì)劃好每天的工作量，采取“高潮低灌、低潮深灌”的施工原則，以加快工程的整體進(jìn)度。

4 結(jié) 語

吹沙管袋施工平臺已成功吹填完成，其工期、質(zhì)量、安全等各方面均達(dá)到工程所需要的要求。經(jīng)工程實(shí)踐證明，吹沙管袋與其他施工平臺相比具有足夠的優(yōu)勢。特別是在工期緊、資金缺乏的情況下，其可發(fā)揮足夠的優(yōu)勢。