中低灘圈圍工程復(fù)合加筋土工布袋裝砂龍口護底施工技術(shù)

韓祝斌 上海市水利工程集團有限公司

近年來隨著圈圍工程在技術(shù)上的進步，圈圍庫區(qū)逐漸擴大，致使圍堤龍口斷面擴大，護底也相應(yīng)增大?，F(xiàn)沿海圈圍項目普遍在中低灘線上實施，造成龍口部位風險因素增大。龍口護底方案的選擇，對整個圈圍工程的順利實施尤為重要。

1.工程背景

上海某圈圍工程圍區(qū)圈圍面積為4.81萬畝,劃分4個圍區(qū)，根據(jù)圍區(qū)庫容及排水量計算，本項目分別在每個圍區(qū)各設(shè)置1個龍口，共4個龍口。龍口設(shè)計斷面口寬為400m～700m,底高程為-0.5m～0.0m。

2.龍口護底結(jié)構(gòu)要求

護底結(jié)構(gòu)自身的厚度應(yīng)盡量減少對水流的干擾，從而降低護底結(jié)構(gòu)外緣的沖刷；護底結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的透水性、保土性能。即護底排（袋）體材料的孔徑能阻擋灘面上泥沙級配中大部分泥沙通過，但水能排出；應(yīng)具有適應(yīng)河床沖刷變形的能力；自身的強度能滿足施工鋪放時的受力要求；護底結(jié)構(gòu)要求在水流、波浪作用下保持穩(wěn)定；護底結(jié)構(gòu)（排體或袋體）的加工、運輸、沉放，要滿足大規(guī)格、大批量、工廠化、標準化、高效安全施工的要求。

3.常用護底結(jié)構(gòu)型式分析

在上海地區(qū)的圈圍大堤建設(shè)中，積累了不少的龍口護底工程經(jīng)驗，龍口護底方式通常有兩大類：一是拋石護底，二是軟體排護底，上述兩種護底為上海地區(qū)常用的護底結(jié)構(gòu)。

3.1 拋石護底結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)是在龍口位置鋪設(shè)一層基墊布，再用充泥管袋壓重至龍口設(shè)計高程，其上再覆蓋290g/m高強度防老化土工布，并用塊石順水流方向呈條帶狀壓重，兩端堤頭（龍口）也用土工布和塊石保護。

圖1 龍口剖面示意圖

拋石護底結(jié)構(gòu)適用于圈圍面積較小，庫容較小，龍口部位灘地高程較高（一般大潮汛落潮能露灘的情況），龍口流速在3.0m/s以內(nèi)，龍口寬度較?。▽挾仍?00m以內(nèi)）的圈圍工程，該方案費用較小，施工簡單，但壓重塊石在龍口合龍時需清除干凈，往往在龍口合龍的關(guān)鍵、緊張時刻，塊石難以全部清除，對后續(xù)龍口的閉氣、防滲產(chǎn)生不利影響。

3.2 砂肋軟體排護底方案

該結(jié)構(gòu)排體布采用230g/m丙綸長絲機織布，砂肋采用200g/m丙綸長絲機織布，砂肋順水流方向通長設(shè)置，直徑一般為300mm，砂肋間距300mm～1000mm，砂肋通過排體上的加筋帶制成的砂肋套固定在排體上。軟體排長度按龍口順水流方向確定，寬度一般為40m，排體在工廠定型加工縫制生產(chǎn)，運至現(xiàn)場鋪設(shè)。高灘人工鋪設(shè)，水下可采取鋪排船鋪設(shè)，鋪設(shè)時橫向搭接一般為5m～7m。

該護底方案適用于圈圍面積較小，庫容較小，龍口寬度200m以內(nèi)，龍口流速在2.0m/s以內(nèi)，龍口護底結(jié)構(gòu)受波浪作用力小的圈圍工程。

3.3 混凝土連鎖塊軟體排護底方案

該結(jié)構(gòu)排體布采用380g/m復(fù)合土工布（無紡布150g/m，機織布230g/m），軟體排長度按龍口順水流方向確定，寬度一般為40m，排體在工廠定型加工縫制生產(chǎn)，鋪設(shè)時，排體上滿鋪混凝土連鎖塊，混凝土連鎖塊單塊規(guī)格為400mm×400mm×（120～200）mm，間距100mm，各塊之間用預(yù)埋的Φ14mm丙綸繩縱橫聯(lián)結(jié)，混凝土連鎖塊單元體在預(yù)制廠完成預(yù)制及連接。采用鋪排船水下鋪設(shè)，鋪設(shè)時橫向搭接一般為5m～7m。

該護底方式適合于庫區(qū)面積較大，庫容較大，龍口寬度較大（寬度700m以內(nèi)），龍口流速在3.5m/s以內(nèi)，龍口部位灘地在-0.5m以下的圈圍工程。但該方案會因相鄰連鎖塊軟體排可能存在局部增厚隆起，形成滲流通道而不利于閉氣。

3.4 混合軟體排上增加380g/m2復(fù)合加筋土工布袋裝砂龍口護底方案

該結(jié)構(gòu)排體布采用380g/m復(fù)合土工布（無紡布150g/m，機織布230g/m），軟體排長度按設(shè)計圖紙順水流方向尺寸確定，寬度一般為40m，截流堤范圍內(nèi)采用砂肋軟體排，截流堤堤身內(nèi)、外側(cè)全部采用混凝土連鎖塊軟體排，在混合軟體排上，充灌復(fù)合加筋土工布袋裝砂壓載。

該護底方案適用于庫區(qū)面積較大，庫容較大，龍口寬度較大（龍口寬度800m以內(nèi)），龍口流速較大（龍口流速在4.0m/s以內(nèi)），風大浪高的低灘圈圍工程。

4.護底結(jié)構(gòu)型式的選擇

考慮到截流堤底層全部采用混凝土連鎖塊可能存在滲流通道而不利于閉氣，龍口最大流速一般分布在截流堤堤腳上、下游一定范圍，因此兼顧、確保護底安全和有效閉氣兩重因素，龍口護底采用混合軟體排保護，混合軟體排護底在截流堤范圍內(nèi)采用砂肋軟體排，截流堤堤身內(nèi)、外側(cè)全部采用砼連鎖塊軟體排，在截流堤范圍內(nèi)的砂肋軟體排上充灌復(fù)合加筋土工布袋裝砂。綜合四種護底結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點和適用范圍以及結(jié)合本工程自身的工況條件，本工程龍口護底采用混合軟體排上增加380g/m復(fù)合加筋土工布袋裝砂方案。

5.施工工藝流程及操作要點

5.1 工藝原理

首先將230g/m丙綸長絲機織布和150g/m的滌綸短纖針刺無紡布進行拼接復(fù)合，其次在230g/m丙綸長絲機織布面層拼縫位置通長縫制一道寬5cm加筋帶，同時在垂直于拼縫方向通長縫制一道寬5cm間距1m的加筋帶，最后加工成袋體并設(shè)置一定數(shù)量袖口用于充灌施工。

袋體經(jīng)加工廠打包運輸至施工作業(yè)點，現(xiàn)場作業(yè)人員趁低潮位在護底部位展布平鋪于灘地上，袋體攤鋪就位后做好固定，袋體袖口與水帶管口聯(lián)結(jié)，并采用水槍配合泥漿泵將砂水混合物灌入袋體內(nèi)濾水固結(jié)成型。

5.2 工藝流程

原材進場復(fù)試檢驗（合格后）→土工織物復(fù)合→拼縫加筋→縫制成袋體→打包運輸至施工部位→現(xiàn)場測量定位→人工鋪袋→泥漿泵灌袋→質(zhì)量驗收

圖2 380g/m2復(fù)合土工布管袋制作示意圖

5.3 操作要點

5.3.1 土工織物原材質(zhì)量控制

土工織物加工前，先對其進行抽樣檢驗，抽樣檢驗批次一般為10000m一組，同時檢查質(zhì)保資料是否齊全，外觀及表面有無破損，門幅尺寸、品種規(guī)格是否正確，不允許使用有裂口、孔洞、裂紋或退化變質(zhì)等材料。對檢測合格材料進行編號入庫、保存，防止袋布因暴曬老化。原材檢測指標如表1、表2所示。

表1 復(fù)合土工布技術(shù)指標

表2 加筋帶檢測指標表

5.3.2 土工織物加工

土工布單幅寬度通長為4～6m，首先生產(chǎn)廠家將230g/m丙綸長絲機織布和150g/m的滌綸短纖針刺無紡布進行復(fù)合，土工布復(fù)合后按圖紙尺寸定制拼縫，拼縫采用工業(yè)縫紉機縫制，縫合線為35支1000D3×3股錦綸線，采用包縫法縫制（二道錦綸線，針距≤7mm）。土工布拼縫完成后需對拼縫進行抽樣檢測，縫處抗拉強度不低于土工布斷裂強度的70%，其后在230g/m丙綸長絲機織布面層拼縫位置通長縫制一道寬5cm加筋帶，同時在垂直于拼縫方向通長縫制一道寬5cm間距1m的加筋帶，待以上工序完成后將其縫制為成品袋體，袋體成型尺寸的長度根據(jù)龍口護底尺寸進行加工，寬度一般控制在35～40m左右。最后在袋體頂面按間距5m（平行于縫方向）×10m（垂直于縫方向）梅花型開孔，并在開孔處采用230g/m丙綸長絲機織布縫制為袖口用于灌袋及排水使用，袖口尺寸略大于水帶管口，直徑一般為25cm。

特別注意事項：加工時加筋帶和230g/m丙綸長絲機織布在袋體的面層，150g/m的滌綸短纖針刺無紡布在袋體的內(nèi)層，袋體邊緣線5m范圍內(nèi)及拼縫位置不允許設(shè)置袖口。

5.3.3 袋裝砂施工

合格的袋體經(jīng)加工廠打包運輸至施工現(xiàn)場，施工人員趁低潮按現(xiàn)場放樣位置進行人工鋪袋，鋪袋需確保平服無皺疊，其后采用扎絲將袖口與水帶管口綁扎固定。在各項準備工作完畢后啟動泥漿泵對鋪設(shè)的袋體進行充灌。在充灌過程中需注意袋體內(nèi)水壓，特別是在袋體充灌趨于飽滿期間，關(guān)閉部分泥漿泵減小平槳期間袋內(nèi)壓力，防止爆袋現(xiàn)象的發(fā)生。在充灌完畢后對袖口綁扎封閉，并檢查充灌質(zhì)量，對飽滿度不足的部位需進行二次充灌。

6.安全保證措施

落實安全生產(chǎn)責任制，嚴格遵守《安全生產(chǎn)法》等相關(guān)安全規(guī)章制度；安全部門做好各工種的安全技術(shù)交底工作，做好工人登記并進行“三級”安全教育；向當?shù)睾Ｑ髿庀箢A(yù)報中心定制氣象預(yù)報，每天由專人負責短信通知相關(guān)人員；成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組、配備專職安全員進行現(xiàn)場巡視檢查，由技術(shù)部門牽頭編制《水上水下安全施工專項方案》《應(yīng)急救援預(yù)案》《臨時用電專項方案》等相關(guān)安全方案及制度；現(xiàn)場用電安全及水上施工為此類工程重大危險源，需重點控制。

7.結(jié)語

本文以橫沙某圈圍工程為例，介紹了復(fù)合加筋土工布袋裝砂龍口護底施工技術(shù)，該龍口護底技術(shù)各工序工藝簡單，投入設(shè)備少，效果良好，關(guān)鍵有效解決了常規(guī)圈圍工程中龍口護底袋受水流沖刷易出現(xiàn)袋布破損的難題，有效的延長了龍口保護期，對類似工程起到一定借鑒。