充泥管袋技术在长江入海口滩涂赶潮区围堤施工中的应用

充泥管袋技术在长江入海口滩涂赶潮区围堤施工中的应用

梁苏正

(上海市水利工程集团有限公司  上海  201612)

摘要：冲泥管袋吹填施工作为江堤、海堤围堤施工中的一项重要技术，在我国沿海地区的围垦工程、抗洪抢险工程、地基处理工程等方面得到了越来越广泛的应用，并具有经济实用、布设灵活、取材方便等诸多优势。本文基于冲泥管袋技术在崇明岛堡镇港北等四座水闸外移工程（堡镇港北闸）配套衔接大堤、闸外导堤中的应用进行探讨，以期对今后类似工程的施工起到一定的指导和借鉴。

关键词：围堤、充泥管袋、施工工艺、质量控制

1 项目概况

本工程位于北沿三期北侧堤以西水平线方向位置，主要施工内容之一为新建堡镇港北闸配套衔接大堤、闸外导堤。其中水闸新建配套衔接大堤包含堤身结构、堤顶防浪墙、堤顶道路、新建护坡护脚、青坎绿化等，总长2570.5m，西侧配套达标大堤总长163.1m，配套支堤总长260m。水闸配套衔接大堤堤底采用充泥管袋通长布置并在两侧也填筑冲泥管袋，中间填筑堤芯砂。西侧配套达标大堤采用土方填筑。配套支堤采用充泥管袋填筑。

2 充泥管袋施工常见技术重难点分析及应对措施

本工程水闸新建大堤、围堰施工从采砂点采用绞吸式挖泥船挖土，排泥管道加接力泵船运输至现场吹填施工，砂源地距离围堤约15km，距离远。围堤范围内淤泥较厚，地基承载力较差，填筑进度及质量受基础处理及沉降控制制约。

2.1 距离砂源较远，长距离输泥管线布置与维护困难

输泥管线布置长度约15km，施工范围位于堤外高滩，水陆交通无法通行，管材运输、铺设只能靠人工完成，施工相对困难。

应对措施：

1、选择围堤施工经验丰富的管理人员和作业队伍，现场情况结合无人机排摸和现场踏勘，合理规划输泥管线铺设路径。

2、机械进场前，对绞吸式挖泥船停靠位置进行检查，选择运行状况良好、事故率低的绞吸设备，降低采砂过程中事故率。

3、采砂过程中，风力满足飞行要求的情况下，用无人机对输泥管线进行巡视；环境恶劣条件下，采用人工进行巡视，在输泥管道沿线，考虑安装太阳能室外球形监控摄像头，以实现输泥管线动态监控。

4、制定输泥管线及绞吸式挖泥船检修应急预案，如发生故障，按照预案进行紧急检修，确保不发生环境污染事故。

2.2 快速完成围堤分级加载是重点

在类似本工程的高滩围垦时，原滩面已有一定的淤积，堤基范围新近淤积的土层均为淤泥。也正是因为这层淤泥的存在，使得整个筑堤施工难度系数升高，处理不好对工期会造成影响，另一方面，工程工期进度要求紧，前期土方施工强度高。如何在相对较短的工期内完成顺堤分级加载是类似工程的难点。

应对措施：

（1）项目前期需安排专人办理相关的开工许可、开堤破缺、临时用电申请等手续，从工期上争取对整个大堤的稳定沉降提供条件。

（2）土方施工开始后，我们首先加大底层通袋的施工力度，对原滩面大堤基础范围内有一定的预压，堤身加载的过程中内外棱体均衡分层加载，将砂袋的厚度控制在合理范围内，正常厚度是不超过50cm为主，确保每一个作业区域能够同步执行，不允许过大高差的产生，以防止不均匀沉降对堤身造成的破环。

（3）开工后委托专业勘察单位对工程施工区域及堤线滩地重新测量，根据复测结果计算相应的预沉降量。结合现场观测和设计对大堤分级加载要求，加强沉降观测，控制沉降速率，对基础较差的薄弱地段，合理安排加载速度以控制沉降速率，并采取必要的加固防滑坡措施。

（4）堤身的施工形成，堤顶标高的控制是否适当，直接关系到最终设计顶标高是否满足工程要求。所以项目管理人员应结合以往类似工程有关经验，在施工前对地基沉降量、冲泥管袋及堤芯土沉降量、采用测量手段所引起的误差等进行计算和分析研究，在此基础上测算出合理的预留超高量，与设计要求的超高量进行对照，分段确定合理的超高量，同时结合动态监测数据及时作出阶段性调整。确保堤顶标高符合施工合同以及设计规范的要求。

3 充泥管袋施工工艺要点探究

本工程大堤及围堰采用充砂管袋堰身，基坑侧护坡采用200mm厚袋装土护坡，临水侧护坡铺防渗土工膜加250mm厚C25模袋砼，围堰顶采用200mm厚泥结石路面，围堰顶设2m高螺母块体防浪墙。具体结构形式如下：

大堤采用充砂管袋堤身，中心吹填堤心砂，外河侧护坡从下到上分别为C30素砼镇脚，C30封底螺母块，C30埋石砼平台，C30封底螺母块，C35钢筋砼防浪墙，堤顶道路为沥青混凝土道路，护坡各部位垫层均为450g/m2无纺布一层加150mm碎石垫层。具体结构形式如下：

支堤结构采用充砂管袋堤身，堤顶设C25灌砌块石450cm，护坡设C30封底螺母块，护底采用抛石，垫层均为无纺布一层加碎石垫层。具体结构形式如下：

3.1 施工顺序

根据围堤断面，在堤外侧袋装砂棱体下面的原泥面上铺设土工格栅，并用砂袋固定，并采用大型输砂泵利用分流输泥管进行充灌砂袋，作为砂被。然后在已铺设的砂被上采用人力就位砂袋，并采用充砂泵进行充灌砂袋。各分段外侧棱体完成后，分级吹填内侧砂袋并封闭顶端，在分级吹填内侧砂袋的同时吹填砂堤芯。袋装砂棱体、吹填砂分级进行交替上升，并及时沿形成的围堰外侧分段分高度及时进行坡面防护施工，保护已形成的围堤。

3.2 吹填灌袋材料

本工程通长充砂管袋采用190g/m3聚丙烯编织布，其他充砂管袋和子堰均采用160g/m3聚丙烯编织布，坡面找平袋装士采用130g/m2聚丙烯编织布。充填袋制作前作详细检查，编织布有孔洞、破损，经纬线明显疏密不均、老化等缺陷者，均不得使用。充砂管袋充填土土源采用粘粒（d<0.005mm）金量小于10%，d>0.075mm的含量大于70%的砂土。

3.3 灌袋筑堤

（1）施工准备

在正式施工之前，需要借助GPS等辅助系统进行定位，找出其侧边线位置进行标记。在底层铺设的时候，以袋体四周向外扩散，间隔距离控制在一个合理的范围，长钢管直接插入土中，便于沙袋铺设时候能够有效固定。

（2）土工织物袋铺设

充砂管袋铺设根据工程总体进度安排，施工时按600m一段安排班组进行施工，班组之间有序化施工，沙袋搭接宽度需控制在一个合理的范围内。

测量人员根据围堤的中心控制线，将砂袋的四个角的位置测放好，并钉好锚固桩。确保人工铺设时可以控制好砂袋的铺设方向，保证其铺设的准确性。砂袋铺设的同时立即开始充填砂，以防止砂袋被大风卷走。

在摊铺的过程中，根据已标记点位置，有序摊铺袋体，使得袋体的放置位置是准确的，在做好袋体放置工作之后，对铺设情况进行全面的检查，对于有些袋体进行适当的调整。

（3）管袋充填施工工艺

管袋展开铺设到位后，先进行临时压载（钢管桩、木桩或其他方式），并采用泥浆泵进行充灌砂袋，作为砂被。

（4）袋装砂棱体充填

从充填袋装砂棱体作业工艺流程如下：

定位→展铺编织袋，检查袋体完好状况→连接充砂管，扎紧充砂袖口→充砂、移动充砂管、均匀充填整条砂袋→充盈度达到要求，停止充填，拔出充砂管，扎牢充砂袖口→检查编织袋的完好状况→铺下一条编织袋。

①编织袋展铺

在展铺编织袋时，要注意检查编织袋缝制的完好情况，如发现袋体有缺陷和损伤的，严禁使用，并报现场监理确认，在每日的记录上标明。

②吸砂、冲砂都是借助于泥浆泵机组执行的，以高压水枪冲洗流砂混合物，然后用小泥浆泵或大型泥浆泵2500m3/d抽吸，将水砂混合物源源不断地利用输泥胶管或高强尼龙管送至施工点，有些大泥浆泵不容易被输送，需要借助于分流泥管进行输送，分流的时候，水和细砂会被分化出来，粗的砂砾会沉淀到袋中，等到砂料处于一个充盈状态之后，袋子填充结束，停止输送，对砂袋进行排水固结处理。开始下一步工序，袋装砂棱体完成后进行测量，保证棱体顶宽、顶高，满足两侧坡比及棱体轴线要求。

袋装砂棱体充填工序流程图

③插管移管

编织袋制作的时候，需要注意对细节方面的处理，间隔一定距离就需要预设充砂袖口，在冲砂过程中，中间以导管插入的方式确保两侧出水平衡，两侧袖口出水情况不一样，其中一侧袖口出现黑砂时，将冲砂管转向另一个袖口进行冲砂，如果两侧的袖口都出现冒黑砂的情况，需要停止运行，两个袖口采用收紧的方式，确保扎袋的稳定性。

对于冲砂管的铺设，其铺设形式上，我们主要采用平顺的方式，转弯处的铺设，需要将管道设置为圆弧形状态，避免铺设过程中出现管道折痕的情况，堵塞砂的流动。

4 质量控制要点分析

（1）对于土工织物的进场，需从出厂合格证、试验报告等方面对物理及技术性能指标进行检查。控制好材料配比，调整好材料尺寸大小。检查土工织物袋中填筑材料，对于材料类型和品种规格进行全面审查，将材料各项性能误差控制在一个合理的范围内。

土工织物充填袋施工过程中应进行下列检查：堤底清理、平整情况；充填料土质、颗粒级配、土料干容重；泥浆浓度、进浆压力；充填袋充填成形后的外形尺寸及平整度。要多方面检查土工织物填充袋施工的有序性，做好各个环节的衔接工作，对于铺设损伤要第一时间进行修复和解决。

（2）对于填充过程中泥浆泵和高压水泵的选择，需根据各项指标进行合理的选择，确保其运行的稳定性。

（3）控制好水砂混合物的调控比例，使其浓度符合填充需求。随时注意调整好泥浆泵的吸口高度，一般保持在砂面以上20cm左右。对于输砂管道，保证其水平垂直，不要出现平弯的情况。

（4）控制好编织袋的充盈度，一般以达到85%、每层砂袋的分高度宜控制在500～600mm，现场控制时，以两袖口均冒黑砂为准。

（5）充砂时，时刻注意理平袖口周围的砂料沉积面。控制好冲砂衔接压力。

充砂时注意输泥管线路平整畅通，转弯处用相应角度的钢制弯头或黑胶管连接。

（6）在吹填过程中，为加快编织袋内的土体排水固结及施工进度和质量要求，除需不断调整泥浆管口的方向外，还需辅助人工进行拍打、踩排，确保袋装砂的干密度达到设计要求。

（7）上、下层砂袋的搭接接缝相互错开5～10m，禁止通缝。进行填筑砂棱体施工时，需分层逐步交叉上升直至设计高程，考虑围堤的下沉量，实际施工高程大于设计高程。

（8）对淤泥较深地段，应严格控制加载速率，以防止内、外侧棱体滚袋滑坡。堤基沉降量为120mm，交工验收防浪墙顶高程以及堤顶道路高程按设计要求进行逐步过渡。

5 结语

充泥管袋技术在崇明岛堡镇港北等四座水闸外移工程（堡镇港北闸）配套衔接大堤、闸外导堤施工中得到了成功应用，并经历了一个长江汛期的考验，为水闸主体工程的干地施工创造了良好的条件。

工程实践表明：该技术能够克服沿江修筑围堰的困难，确保围堤工程的整体刚度、强度、稳定性和防渗能力，在最大程度上发挥了充泥管袋技术在深厚淤泥层或超软弱地基上的应用效果，因地取材，在节省工期的同时降低了成本费用。因此，本文通过对充泥管袋技术在崇明岛堡镇港北等四座水闸外移工程（堡镇港北闸）工程的施工经验进行总结，希望对同类工程施工提供借鉴。

参考文献

[1] 黄保俊,马继红. 挡潮坝围堰工程施工及验算，《中国水运（下半月）期刊》,2015

[2] 金毅,杨梅萍,曹茜茜,吴勇.浅谈吹填技术在温州东围堤工程中的应用，《大坝与安全期刊》,2011.11.3

[3] 赵作成,刘丹.袋装砂棱体充填袋结构在深水防坡堤中的应用，《中国水运（下半月）期刊》,2018.11.4