幾種圍堰施工技術在沿海地區(qū)吹填工程中的應用

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摘要：隨著沿海地區(qū)圍海造地工程的開展，圍堰施工的重要性越來越明顯。本文介紹幾種常用的圍堰形式及適用條件，并結合沿海地區(qū)吹填造地工程的實際情況，對袋裝砂圍堰和袋裝泥圍堰的施工技術進行介紹，并對其適應性進行分析。袋裝泥圍堰具有良好的應用前景，但是受制于施工技術仍需完善，現(xiàn)階段袋裝砂圍堰仍然是主要的圍堰施工方法。

關鍵詞：圍堰施工技術；吹填工程；袋裝砂圍堰；袋裝泥圍堰

1、引言

自20世紀90年年代以來，我國的基礎施舍建設飛速發(fā)展，對土地的需求也越來越大，沿海地區(qū)土地匱乏的問題尤其明顯，通過圍海造地的方法可以較好的解決這一問題。我國擁有18000余公里的海岸線，近代海積軟土分布十分廣泛，沿海灘涂開發(fā)潛力巨大。在圍海造地工程中，圍堰施工首當其沖，其施工質量和進度往往成為影響工程的關鍵因素。圍堰主要用作吹填施工期間對吹填泥漿進行保護，兼作施工便道、吹填管線通道、安放真空預壓施工設備等使用。

2、圍堰的基本形式及適用條件

2.1 土石圍堰

土石圍堰由土石填筑而成，多用作上下游橫向圍堰，它能充分利用當?shù)夭牧?，對基礎適應性強，施工工藝簡單。按基坑是否允許淹沒分：過水圍堰、不過水圍堰。一般多用于不過水圍堰，如用于過水圍堰，允許汛期過水，應予以妥善保護，需要做好溢流面，圍堰下游基礎和兩岸接頭的防沖保護。土石圍堰的防滲結構形式有土質心墻和斜墻、混凝土心墻和斜墻、鋼板樁心墻及其他防滲心墻結構。土石圍堰包括以下幾種形式：土圍堰、土袋圍堰、木樁竹條土圍堰、竹籬土圍堰、竹、鉛絲籠圍堰、堆石土圍堰。

2.2 木板樁圍堰

對深度不大，面積較小的基坑可采用木板樁圍堰。為了防滲漏，板樁間應有榫槽相接。當水不深時，可用單層木板樁，內部加支撐以平衡外部壓力。水較深時，可用雙壁木板樁，雙壁之間用鐵拉條或橫木拉緊，中間填土。木板樁圍堰的高度一般不超過7米。

2.3 木籠圍堰

在河床不能打樁、流速較大，同時盛產木材和石料的地區(qū)，可用木籠做圍堰的堰壁。最常用的形式是用方木做成透空式木籠，迎水面設多層木板防水，就位后，在籠內填石。為減少與河床接觸處的漏水，一般用麻袋盛土或混凝土堆置在木籠堰壁外側。

2.4 鋼板樁圍堰

是最常用的一種板樁圍堰。鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，其截面有直板形、槽形及Z形，常見的有拉爾森式，拉克萬納式等。其優(yōu)點為：強度高，容易打入堅硬土層；可在深水中施工，防水性能好；能按需要組成各種外形的圍堰，并可多次重復使用。在橋梁施工中常用于沉井頂?shù)膰?，管柱基礎、樁基礎及明挖基礎的圍堰等。這些圍堰多采用單壁封閉式圍堰內有縱橫向支撐，必要時加斜支撐成為一個圍籠，以提高圍堰的整體穩(wěn)定性。

3、幾種常用的圍堰施工技術

3.1 袋裝砂圍堰

3.1.1袋裝砂圍堰的適用性

袋裝砂圍堰適應地基變形及沉降的能力較強、工程費用低、作業(yè)面多、施工速度快，因此在隔堤施工中采用的較多。

袋裝砂圍堰對砂的用量大，在砂源豐富的地區(qū)，該圍堰結構有很強的競爭力。但是在砂源緊缺地區(qū)，受制于砂源的影響，施工成本相對較高。袋裝砂圍堰施工技術在海上施工需要開挖航道，施工前期的準備工作相對繁瑣；同時運砂船在海上航行時會經過漁民養(yǎng)殖區(qū)，容易受到漁民干擾，不能保證連續(xù)施工。

3.1.2 袋裝砂圍堰施工工藝

主要施工工藝如下：

施工放線→土工布袋加工→土工布袋運輸→鋪設布袋→沖灌袋裝砂→檢測驗收。

1）施工放線

圍堰施工前，首先對圍堰的走向進行測量放樣，確定圍堰的位置，為后續(xù)施工提供保障。

2）土工布袋體加工和運輸

袋裝砂袋體及作為覆蓋層的無紡布、編織布、土工膜等材料均事先在專門的土工織物加工廠，按設計要求的尺寸進行加工，并經過材料檢測滿足要求，加工完成的袋體通過陸路運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。

3）土工布袋體鋪設

在土工布袋體鋪設前，用測桿探測淤泥層的厚度與分布，了解鋪設土工布袋體的地形，如果是坡面地形，鋪放時在上坡方向放出10～20cm，土工布袋體根據(jù)測量放樣的位置進行鋪設。

4）砂料

在沿海地區(qū)的吹填工程中，常采用水路運輸+輸砂管道輸送的方式輸送至臨時砂庫區(qū)內，利用吹砂船并結合管線將砂打到中轉砂庫區(qū)，然后用接力泵通過送砂管線將砂輸送至施工現(xiàn)場。袋裝砂通長袋采用接力泵送砂管安裝分頭后直接灌袋的工藝進行施工，袋裝砂棱體由臨時砂庫區(qū)用泥漿泵取砂進行充灌。

5）土工布袋體充灌

通過泥漿泵將砂充灌到土工布袋體（包括砂被、袋裝砂棱體）內，從袖口開始充灌，當充灌標高達到設計要求后，換到其他袖口繼續(xù)充灌，直到整個袋體充灌到設計要求。充灌過程中注意控制砂袋的均勻和飽滿度，連續(xù)幾次充灌，待砂袋充到60%～80%時，停止對砂袋的充灌。

3.2 袋裝泥圍堰

3.1.1袋裝泥圍堰的適用性

傳統(tǒng)的圍堰施工方法為石料填筑或袋裝砂，很多沿海地區(qū)由于地理環(huán)境等因素，可提供砂石料供應的礦山較少，并大都被私人壟斷，供應強度受到限制。隨著沿海產業(yè)帶進入大規(guī)模開發(fā)建設階段，圍堤修筑材料短缺并且成本昂貴問題已經成為制約圍墾項目進度和成本的重要因素。沿海圍墾市場急需一種能替代傳統(tǒng)圍堤施工工藝的新工藝。袋裝泥技術以淤泥粘土為充填材料，受到地域和氣候影響較小，被視為圍墾技術的一個轉折點。

袋裝泥圍堰具有取材方便、滲徑短、排水暢通等優(yōu)點，適用于砂源短缺地區(qū)，流塑、軟塑狀態(tài)淤泥（天然含水率接近或大于液限、天然空隙比大于或等于1.0、壓縮系數(shù)大于0.5MPa-1、不排水抗剪強度小于30kPa），包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭土等。

3.1.2袋裝泥圍堰施工工藝

1）袋體加工：聯(lián)體式管狀充填袋的土工織物為一次性織成的聚丙烯土工織物袋，由多條管狀袋縫制而成，聯(lián)體式管狀充填袋采用防老化聚丙烯土工織物組成。袋體縫制時要保證線縫平順均勻，縫合牢固，縫制強度為原土工織物抗拉強度的60%以上。

2）袋體鋪設：袋體加工完成后對縫制好的袋體進行檢查，符合要求方可進行鋪設。袋體采用聯(lián)體式鋪設，盡量采用較寬布幅，袋體橫向應為整布，縱向尺寸應大于橫向，管袋的大小根據(jù)設計尺寸及現(xiàn)場試充經驗進行調整。充灌袋應垂直于堤軸線鋪設，上下層袋體應錯縫鋪設，同層相鄰袋體接縫處應預留收縮量，確保充灌后兩袋相互擠緊。根據(jù)充填作用區(qū)相當?shù)脑瓌t設置充填袖口，聯(lián)體式管狀充填袋鋪袋施工上下層采用層與層之間錯縫排列，鋪設過程中應防止袋體連接處出現(xiàn)通縫。

3）管袋充填：啟動泥漿泵，通過排泥管，將泥漿推送進入模袋。袋體分層錯縫堆疊、排列有序、無空隙，當袋體逐步充滿后，在屏漿期限間注意控制好屏漿壓力，防止布袋破裂。充填過程中應調整輸送關口方向，以免袋體受力不均而導致變形移位。充盈度達到要求后，停止吹填拔出充泥管并扎緊充泥袋袖口，檢查充填袋體的完好情況，充填下一袋體。

4）鋪設排水板

每層充填管袋充填完成后，在兩條管狀袋間沿縱向方向鋪設塑料排水板，縱向方向每層袋接頭處應設有橫向排水通道。

5）充灌質量

充填過程中應及時調整輸泥管口的方向，以免被充袋體受力不均而導致移位。若袋體一次充填達不到理想厚度，則采用二次充填，并采用人工擾動以加速土的固結。在袋體逐步充滿時，控制泥漿泵的出口壓力為0.2～0.3MPa，以避免充填造成砂袋破裂。

4、結論

1）袋裝砂圍堰具有較為成熟的施工工藝，雖然受制于砂源緊缺等問題，但是在沿海地區(qū)吹填工程中仍然是一種主要的圍堰施工工藝，并得到了廣泛的應用。

2）袋裝泥具有取材方便且材料取之不盡，對地方資源依賴減少，不會受到海砂和石料價格影響。圍堰的施工時間縮短，因為施工工藝可在任何天氣下作業(yè)，以及前期準備工作較少。因此袋裝泥圍堰推廣應用性強，但是現(xiàn)有施工經驗較少，其施工工藝仍需要不斷完善。

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