探讨铺排架水下充填砂袋施工技术

探讨铺排架水下充填砂袋施工技术

许跃荣

许跃荣

中铁港航局集团第一工程有限公司广东广州510660

摘要：铺排架水下充填砂袋施工技术是一种安全、简易、经济的施工方法，在水深条件较大、施工海况较复杂的工况中，采用铺排架水下充填砂袋施工技术能够发挥巨大的作用。本文以实际工程为例，简要介绍了利用铺排架进行水下充填砂袋施工的具体工艺流程和方法，并总结铺排架水下充填砂袋施工技术的施工经验。

关键词：铺排架；填充袋；水下；围堰

在风浪、水流等海况条件一般，水深条件较大的海洋环境下应用铺排架充填砂袋围堰施工技术，不仅克服了外部环境的影响，保障砂袋围堰施工的安全和质量，而且相比于铺排船施工更有经济性。本文立足于笔者自身的工作经验，希望能够为水下充填砂袋施工技术的推广应用提供一些经验和参考。

1.工程概况

本文以某人工岛的围堰堤工程为例，全长为570米，堤顶宽度为4米，堤底宽度为34米，外侧坡比为1：2，内侧坡比为1：1，两侧与石堤的接口断面坡比均为1：1，堤顶高程为8米，充填总方量为10.82万m3。充填袋采用机织土工布加工而成，土工布规格400g/㎡，共需要42507㎡，断面图如图一，本文主要讨论水下施工部分。

该地区属于亚热带海洋性气候，冬无严寒，夏无酷暑，全年的年平均温度22.6℃。施工区域的平均潮差为2.45m，涨潮历时15h，落潮历时10h左右。该地区的水深条件较大，施工海况比较复杂。

2.2制作充填袋

使用400g/m机织土工布缝制砂袋，采用包缝形式成袋，尺寸根据施工断面确定，袋体长度为堤底宽度外加富余量，宽度一般控制在20～50m。充填袋上缝制袖口，袖口呈梅花型布置，数量根据充填袋大小确定，一般每5m～10m设一只，袖口的直径约为30厘米，其长度以能浮出水面20cm～30cm为宜。在使用铺排架充填砂袋施工技术时，需在充填袋四周缝制拉手，根据受力需要缝制，一般每隔1～3m缝制一个，以便固定充填袋。

2.3制作铺排架

铺排架起到铺排展开充填袋的作用，使得充填袋能保持展开的状态，并形成一个可供作业人员在上面进行作业的平台。采用Φ80mm钢管做主框架，Φ20mm钢管做腹杆连接主框架。为满足便于拆卸的需要，将Φ80mm钢管做成三种不同长度的小框架，分别为1m，2m和3m长。小框架四个边角采用角钢与钢管焊接，并在角钢上设有小孔，便于各小框架间利用扭剪型高强度螺栓连接副连接组合，另外在每段小框架上绑定塑料泡沫（漂浮筒），将各小框架段连接组合到一起，就最终形成了一个能浮在水面上的铺排架。

2.4定位和铺设充填袋

测量定位的工作由测量组和定位船来完成，先将铺排架靠定位船初步定位于欲沉放充填袋施工区域的粗略位置，再在铺排架内以顺流方向铺展充填袋，进行精确放样定位后，并用钢管穿过边角的拉手，配合袋装小砂袋，使其能固定并使充填袋沿钢管下沉，每隔1～5m插设一根钢管。为防止铺设的充填袋被海底潮流卷走，需在充填袋上压沉足够多的袋装小砂袋。

2.5运送砂料

砂料的选择以中粗砂为宜，根据设计要求对含泥量进行控制。在相应的采砂区进行采砂，然后使用自航自吸自吹式泥驳船，将砂运到相应的充填地点。

2.6管道铺设、选择充填机械

本工程使用小型自航自吸自吹式船机机械，船舶的仓容约为200～350m3。小型自航自吸自吹式船机机械的船体较小，具有机动性强、操作可靠便利的优点。

输砂管道采用塑料浮管，需预先制作好，采用活口套头，以便与自航自吸自吹式船机吹砂口处联结，袖口处采用软管来联结，并进行牢固的绑扎。

2.7充填砂袋

吹砂船就位于铺排架附近，先选定4个靠近充填袋袋角袖口及4个充填袋较中心位置的袖口，将选定的袖口与输砂管道套接牢固，进行充填施工。

充填时，应先打开袋角位置的输砂管控制阀，待充填袋位置基本固定后，再打开充填袋中心位置的输砂管控制阀。充填时需保持其它袖口出口处通畅，可顺利进行排水排气。同时，注意经常调整输砂管出砂口方向，防止袋体在充填过程中因受力不均而移位变形。

在充填达到一定量后，袋体位置基本稳定，调整各剩余袖口位置继续充填，充填袋充填厚度一般控制在40cm～50cm。在充填砂量基本达到理想化后，采用探摸法进行充填袋的厚度检测，如果未达到要求，则继续选择相应位置的袖口进行充填。直到达到标准的充填厚度为止。

3.铺排架水下充填砂袋施工技术的施工经验

1）进行充填袋施工前，需要对海底进行水深测量，确定各断面海底面高程，用以确定各相应位置的充填袋的厚度。使得同一层砂袋顶面高程基本相同。

2）根据现场施工情况，填充袋定位，是本工程的难点和重点，铺袋时应尽量拉紧拉伸，定位钢管插入泥面要有一定深度，能承受充填袋的拉力而不会发生移位。

3）泥浆浓度宜控制的10%以下，充填饱满度宜控制为85%。

4）相邻充填袋和两层充填袋之间不得有通缝的现象，不同层充填袋的搭接缝位置应避免在同一条直线上，可以考虑调整奇数层或偶数层中某一个特殊充填袋纵向尺寸来实现错缝铺设，如奇数层首个充填袋的纵向长度为25m，则可取偶数层首个充填袋长度为20m，之后每个袋体纵向长度为25m。

5）对于施工中使用定位钢管时在部分充填袋形成的小孔，应进行修复处理，可采用外覆式的方法进行缝补，针线孔应密集，防止发生漏砂。

6）现场作业人员应考虑水流、风浪、对充填袋的影响，在风浪大，水流急的情况下，水下部分充填袋施工难度加大，虽有定位船定位，但铺排架摇晃较大，受水流作用力大，精确测量定位、开袋等控制均较困难，偏差较大，安全性也不高，应尽量避免在这种施工条件进行施工。

4.结语

本文以具体充填袋围堰堤工程为例，对铺排架水下充填砂袋施工技术的施工流程和施工内容进行了简要的介绍和分析。国内外对于水下充填砂袋施工的应用范围较为广泛，在应用该工艺时应该积极总结施工经验，以施工地区的实际情况为基础来开展相应的施工，为后续的类似施工项目积累施工经验。