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摘要：能否在有限工期内高效完成围堤对工程有重要影响。本文针对工期紧、质量要求高、吹砂船舶有限、吹填区土质差等情况,采用了布置临时砂库、准确计算加载间隙期、加快充填砂固结等一系列措施,有效地节省了工期。在围海造陆工程中,围堤技术是关键,其中采用大型充砂袋围堤最为复杂。
关键词：围海造陆； 围堤； 大型充砂袋； 施工技术
Abstract: in limited duration can finish to project high mentioned have an important influence. This article in view of the time limit tight, high quality requirements, blow the sand is limited, the ship fill areas such as soil blow, the temporary sand library, decorate accurate computation loading clearance period, speed up a series of measures such as sand filling consolidation, effectively save time limit. In the sea land building engineering, the beach is the key technology, including the large ShaDai filling most complex mentioned.
Key words: circle the sea land building; Beach; Large ShaDai filling; Construction technology
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号
前言
充砂袋工艺具有工程费用低、作业面多、施工速度快等优点,在堤防工程、陆域形成工程等领域的应用非常广泛。大型充砂袋的材料选择：充砂袋袋体选用聚乙烯编织土工布，质量符合工程设计要求，一般采用200g/㎡。充砂袋袋体加工缝接采用三股锦纶绳包缝缝接，每接缝不少于2道，针距不大于10mm。充砂袋袋体四周缝制加筋带，加筋带采用5cm宽的丙纶加筋带。充砂袋周边布置扣环，受力点在加筋带上，扣环每4米一个，直径30cm。充砂袋袋体加工长宽尺寸为成品袋体净尺寸，均不含布料接缝损耗量。充砂袋袖口材料同袋体，直径30cm间距4M，充砂袋编织土工布在袋体长度方向两端1m范围不得出现接缝。土工布充砂袋在我国各个施工领域中的应用已有很长一段历史，早些时候，土工布充砂袋被许多研究人员称为砂肠，国内学者包承钢等专家把土工布充砂袋归类为土工特种材料，而按荷兰土工合成材料和海岸工程专家的分类方法，编织袋、土工沉排、土工布充砂袋和土工包统称为土工系统而有别于土工合成材料。土工布充砂袋与传统的块石和预制混凝土构件等相比，它是利用土工布制作成管状，充填疏浚材料或泥浆等制作成的土工布充砂袋，具有降低工作量、缩短施工周期、节约工程费用、就地采用当地淤泥砂及当地设备、降低工程维修费用等优点，同时在一些砂石料等极其短缺的地区，采用土工布充砂袋技术也不失为一种经济、高效的好方法。
一、工程介绍
以某工程为例，围堤工程累计总长度为 9 116.81 m，其中结构设计安全等级二级围堤长度为 5 978.14 m，临时隔堤长度 3 138.67 m。围堤及隔堤为斜坡实体式结构，堤心材料采用大型充砂袋，内外上边坡 1∶1.5，下边坡 1∶2。外侧采用 300 mm 厚 50 ~ 100 kg 块石护面，内侧采用 300mm 袋装碎石护面。海底泥面 （0.1 ~ -11.1 m） 主要为淤泥及淤泥质粉质粘土。堤底采用抛填砂垫层，打设塑料排水板，顶部铺设土工布进行常规地基处理。
二、施工方案分析
本工程节点工期明显，必须在冰冻期前完成充砂袋及护面层施工，否则在海水冻胀融沉及潮汐的侵蚀下，对充砂袋的破坏是十分巨大的。由于该工程东围堰部分海底泥面较高，土质差不能作为吹填取泥区，吹砂船数量有限，如何快速完成充砂袋施工，成为制约工期的关键。对此，采用了布置充砂袋砂库方案。在泥浆泵有效吹距范围内布置临时砂库，虽然增加了工序，造成了一定吹填砂的流失，但增加了工作时间和工作面，有效地节省了工期。在施工的同时，计算充砂袋加载间歇期，避免盲目等待加载间歇期造成的时间延误。对传统的施工工艺进行优化设计，舍弃了不必要的工序。
1、 临时砂库的布置。
由于施工船舶有限，每艘吹砂船的施工效率约 200m3/h，这样就限制了充砂袋施工的速度。对此，采用在泥泵的有效吹距内布置砂库的方案，可以利用临时砂库进行充砂袋施工，扩大了工作时间，提高了工作速度。砂库一般选择在泥面较高，易于施工的位置，吹填之前，底部放置砂袋布，周围布置袋装砂以减少砂流失。吹砂库的时间为吹砂船的闲置时期，但距充砂袋施工的时间不宜过长，以减少潮汐对砂库的影响。
本工程东围堰 0~300 m 段充砂袋施工采用布置临时砂库方案，通过实际统计，增加的工程费用约占综合单价的20 %，但工期比预计减少 30 %以上。成功地在节点工期内完成了施工任务，带来的经济效益是无法估量的。因此，在工期紧迫的情况下，采取此种方案，是切实可行的。
2、加载间隙期的计算
在围堤施工中，由于海底多为淤泥质土，承载力较小，在施加上覆荷载时会引起围堤沉降。围堤沉降未稳定时施加上覆荷载，会导致围堤沉降突然增大，造成围堤失稳破坏。对此需要计算在上一级荷载作用下，底部土体固结 70 %所需的时间。
塑料排水板间距：l = 100 cm；塑料排水板按正方形布置，其影响范围的直径：de= 1.128 l = 112.8 cm；标准塑料排水板可按直径为 5 cm 的砂井进行计算，即：dw= 5 cm；井径比：n =de = 22.56。
参数：
式中：H 为竖向排水距离，单面排水，此处取 13 m；Ch为水平固结系数，当标高达到 3.5 m 时，据地质勘察报告取3.0 × 10-3cm2/s；Cv为竖向固结系数，当标高达到 3.5 m时，据地质勘察报告取 2.0 × 10-3cm2/s。则，第一级荷载加载的间歇期：
式中： 为平均固结度，围堤基本稳定时，取 70 %。
3、施工工序的优化设计
充砂袋砂源来自运砂船及临时砂库，分别采用吹砂船、泥浆泵施工。临时砂库利用船舶闲置期、加载间歇期进行吹填，这样在船舶有限的情况下，提高了施工效率，节省了工期。
对传统的施工工艺进行改进，采取充砂袋二次吹填、加快固结的方案。吹填按充填→迸浆→二次吹填至袋内土体厚度满足设计要求的工序进行。
三、施工方法分析
1、充砂袋施工根据潮水分层施工，底层袋充灌需在最低潮时进行，后面几层砂袋在低潮和涨潮初期充灌。
2、袋子布置：袋子在横向应为整体，在纵向尺寸应大于横向，垂直于堤轴线，水下宜设定位桩，纵向层接错缝不小于 3.0 m，采用补角法进行定位。同层相邻袋体接缝处应预留收缩量，确保充填后两袋相互挤紧，且两袋间严禁有贯通缝隙。
3、充砂袋施工采用水力充填法施工，要求充填砂性土，其粒径大于 0.075 mm 的颗粒含量应大于 50 %，粘粒含量应控制在 10 %以内。
4、充填施工应用高压水枪进行水力造浆，泥浆浓度宜为 20 %～45 %。袋子充填厚度一般控制在 0.4～0.5 m 之间，充填饱满度宜为 80 %。
5、充砂袋在充填过程中，人工视现场情况在袋体顶面来回踩踏，使砂颗粒重新排列趋于紧密，并加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达 70 ％的饱满度时，应适当减少充填砂袋机械或停止充填，以防布袋爆裂。
6、在充填过程中如 1 次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，进行 2 次充填，直到达到理想的充填厚度。充填袋在固结度达到 70 ％后，可以进行上一层充填袋的施工。
四、结语
本工程采用临时砂库，加载间歇期计算，优化施工工艺等方案，有效地节省了工期，提高了工作效率。一是通过构建临时砂库，增大了工作面，在吹砂船舶有限及吹砂船无法作业时可以有效地提高施工速度。但增大了吹砂工序，砂库在潮汐作用下易流失。二是通过计算加载间歇期，得出在瞬時加载完成后下一级加载所用的时间，避免了盲目等待造成的时间浪费。三是通过优化组织设计，采用二次吹填、加快固结排水的方案，达到了砂袋不破裂，表面平整的目的，降低了返工率。
参考文献：
[1] 陈全会，李国繁． 放於固堤工程吹填土的沉降固结性能[J]． 人民黄河，1990，（12）：25-27.
[2] 孙文怀． 基础工程设计与地基处理[M]． 北京：中国建材工业出版社，1999．
[3] 洪乘礼． 港口规划与布置[M]． 北京：人民交通出版社，2005．
[4] JTJ300-2000，港口及航道护岸工程设计与施工规范[S].
关键词：围海造陆； 围堤； 大型充砂袋； 施工技术
Abstract: in limited duration can finish to project high mentioned have an important influence. This article in view of the time limit tight, high quality requirements, blow the sand is limited, the ship fill areas such as soil blow, the temporary sand library, decorate accurate computation loading clearance period, speed up a series of measures such as sand filling consolidation, effectively save time limit. In the sea land building engineering, the beach is the key technology, including the large ShaDai filling most complex mentioned.
Key words: circle the sea land building; Beach; Large ShaDai filling; Construction technology
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号
前言
充砂袋工艺具有工程费用低、作业面多、施工速度快等优点,在堤防工程、陆域形成工程等领域的应用非常广泛。大型充砂袋的材料选择：充砂袋袋体选用聚乙烯编织土工布，质量符合工程设计要求，一般采用200g/㎡。充砂袋袋体加工缝接采用三股锦纶绳包缝缝接，每接缝不少于2道，针距不大于10mm。充砂袋袋体四周缝制加筋带，加筋带采用5cm宽的丙纶加筋带。充砂袋周边布置扣环，受力点在加筋带上，扣环每4米一个，直径30cm。充砂袋袋体加工长宽尺寸为成品袋体净尺寸，均不含布料接缝损耗量。充砂袋袖口材料同袋体，直径30cm间距4M，充砂袋编织土工布在袋体长度方向两端1m范围不得出现接缝。土工布充砂袋在我国各个施工领域中的应用已有很长一段历史，早些时候，土工布充砂袋被许多研究人员称为砂肠，国内学者包承钢等专家把土工布充砂袋归类为土工特种材料，而按荷兰土工合成材料和海岸工程专家的分类方法，编织袋、土工沉排、土工布充砂袋和土工包统称为土工系统而有别于土工合成材料。土工布充砂袋与传统的块石和预制混凝土构件等相比，它是利用土工布制作成管状，充填疏浚材料或泥浆等制作成的土工布充砂袋，具有降低工作量、缩短施工周期、节约工程费用、就地采用当地淤泥砂及当地设备、降低工程维修费用等优点，同时在一些砂石料等极其短缺的地区，采用土工布充砂袋技术也不失为一种经济、高效的好方法。
一、工程介绍
以某工程为例，围堤工程累计总长度为 9 116.81 m，其中结构设计安全等级二级围堤长度为 5 978.14 m，临时隔堤长度 3 138.67 m。围堤及隔堤为斜坡实体式结构，堤心材料采用大型充砂袋，内外上边坡 1∶1.5，下边坡 1∶2。外侧采用 300 mm 厚 50 ~ 100 kg 块石护面，内侧采用 300mm 袋装碎石护面。海底泥面 （0.1 ~ -11.1 m） 主要为淤泥及淤泥质粉质粘土。堤底采用抛填砂垫层，打设塑料排水板，顶部铺设土工布进行常规地基处理。
二、施工方案分析
本工程节点工期明显，必须在冰冻期前完成充砂袋及护面层施工，否则在海水冻胀融沉及潮汐的侵蚀下，对充砂袋的破坏是十分巨大的。由于该工程东围堰部分海底泥面较高，土质差不能作为吹填取泥区，吹砂船数量有限，如何快速完成充砂袋施工，成为制约工期的关键。对此，采用了布置充砂袋砂库方案。在泥浆泵有效吹距范围内布置临时砂库，虽然增加了工序，造成了一定吹填砂的流失，但增加了工作时间和工作面，有效地节省了工期。在施工的同时，计算充砂袋加载间歇期，避免盲目等待加载间歇期造成的时间延误。对传统的施工工艺进行优化设计，舍弃了不必要的工序。
1、 临时砂库的布置。
由于施工船舶有限，每艘吹砂船的施工效率约 200m3/h，这样就限制了充砂袋施工的速度。对此，采用在泥泵的有效吹距内布置砂库的方案，可以利用临时砂库进行充砂袋施工，扩大了工作时间，提高了工作速度。砂库一般选择在泥面较高，易于施工的位置，吹填之前，底部放置砂袋布，周围布置袋装砂以减少砂流失。吹砂库的时间为吹砂船的闲置时期，但距充砂袋施工的时间不宜过长，以减少潮汐对砂库的影响。
本工程东围堰 0~300 m 段充砂袋施工采用布置临时砂库方案，通过实际统计，增加的工程费用约占综合单价的20 %，但工期比预计减少 30 %以上。成功地在节点工期内完成了施工任务，带来的经济效益是无法估量的。因此，在工期紧迫的情况下，采取此种方案，是切实可行的。
2、加载间隙期的计算
在围堤施工中，由于海底多为淤泥质土，承载力较小，在施加上覆荷载时会引起围堤沉降。围堤沉降未稳定时施加上覆荷载，会导致围堤沉降突然增大，造成围堤失稳破坏。对此需要计算在上一级荷载作用下，底部土体固结 70 %所需的时间。
塑料排水板间距：l = 100 cm；塑料排水板按正方形布置，其影响范围的直径：de= 1.128 l = 112.8 cm；标准塑料排水板可按直径为 5 cm 的砂井进行计算，即：dw= 5 cm；井径比：n =de = 22.56。
参数：
式中：H 为竖向排水距离，单面排水，此处取 13 m；Ch为水平固结系数，当标高达到 3.5 m 时，据地质勘察报告取3.0 × 10-3cm2/s；Cv为竖向固结系数，当标高达到 3.5 m时，据地质勘察报告取 2.0 × 10-3cm2/s。则，第一级荷载加载的间歇期：
式中： 为平均固结度，围堤基本稳定时，取 70 %。
3、施工工序的优化设计
充砂袋砂源来自运砂船及临时砂库，分别采用吹砂船、泥浆泵施工。临时砂库利用船舶闲置期、加载间歇期进行吹填，这样在船舶有限的情况下，提高了施工效率，节省了工期。
对传统的施工工艺进行改进，采取充砂袋二次吹填、加快固结的方案。吹填按充填→迸浆→二次吹填至袋内土体厚度满足设计要求的工序进行。
三、施工方法分析
1、充砂袋施工根据潮水分层施工，底层袋充灌需在最低潮时进行，后面几层砂袋在低潮和涨潮初期充灌。
2、袋子布置：袋子在横向应为整体，在纵向尺寸应大于横向，垂直于堤轴线，水下宜设定位桩，纵向层接错缝不小于 3.0 m，采用补角法进行定位。同层相邻袋体接缝处应预留收缩量，确保充填后两袋相互挤紧，且两袋间严禁有贯通缝隙。
3、充砂袋施工采用水力充填法施工，要求充填砂性土，其粒径大于 0.075 mm 的颗粒含量应大于 50 %，粘粒含量应控制在 10 %以内。
4、充填施工应用高压水枪进行水力造浆，泥浆浓度宜为 20 %～45 %。袋子充填厚度一般控制在 0.4～0.5 m 之间，充填饱满度宜为 80 %。
5、充砂袋在充填过程中，人工视现场情况在袋体顶面来回踩踏，使砂颗粒重新排列趋于紧密，并加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达 70 ％的饱满度时，应适当减少充填砂袋机械或停止充填，以防布袋爆裂。
6、在充填过程中如 1 次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，进行 2 次充填，直到达到理想的充填厚度。充填袋在固结度达到 70 ％后，可以进行上一层充填袋的施工。
四、结语
本工程采用临时砂库，加载间歇期计算，优化施工工艺等方案，有效地节省了工期，提高了工作效率。一是通过构建临时砂库，增大了工作面，在吹砂船舶有限及吹砂船无法作业时可以有效地提高施工速度。但增大了吹砂工序，砂库在潮汐作用下易流失。二是通过计算加载间歇期，得出在瞬時加载完成后下一级加载所用的时间，避免了盲目等待造成的时间浪费。三是通过优化组织设计，采用二次吹填、加快固结排水的方案，达到了砂袋不破裂，表面平整的目的，降低了返工率。
参考文献：
[1] 陈全会，李国繁． 放於固堤工程吹填土的沉降固结性能[J]． 人民黄河，1990，（12）：25-27.
[2] 孙文怀． 基础工程设计与地基处理[M]． 北京：中国建材工业出版社，1999．
[3] 洪乘礼． 港口规划与布置[M]． 北京：人民交通出版社，2005．
[4] JTJ300-2000，港口及航道护岸工程设计与施工规范[S].