水下土工布鋪設施工技術研究

李虎 王敏 李鵬舉

（1、邯鄲市水利水電勘測設計研究院水利水電工程專業，河北 邯鄲 056000

2、邯鄲市水利水電勘測設計研究院工程管理專業，河北 邯鄲 056004）

水下土工布鋪設施工技術研究

李虎1王敏1李鵬舉2

（1、邯鄲市水利水電勘測設計研究院水利水電工程專業，河北 邯鄲 056000

2、邯鄲市水利水電勘測設計研究院工程管理專業，河北 邯鄲 056004）

圍墾技術的發展與進步在灘涂圍墾工程建設中作出了巨大的貢獻。對軟弱基礎圍墾工程中的關鍵施工技術從以下幾個方面進行分析研究：水下鋪設土工布、水下碎石墊層鋪設、堤身拋石、堤身沉降觀測等，本項課題的研究，對進一步掌握軟弱地基圍墾施工技術，為同類工程從主要施工設備選擇、主要技術風險控制等方面提供可借鑒的施工經驗。

軟弱地基；圍墾工程；土工布鋪設

1 水下土工布鋪設施工技術

1.1 鋪設方案

灘面鋪設前對基礎加以平整，灘面上的雜物如雜草、魚網等應清除干凈。土工布開始鋪設時，作業船舶按定位方法進入鋪設位置，然后拋錨定位，船四角的四支錨按八字形拋設固定。之后將卷好的土工布滾筒固定在土工布鋪設船上，再將土工布滾筒緩慢放入水中，土工布起始端用小錨固定好，通過作業船上四臺鉸錨機將船只緩緩移動，拖動滾筒鋪設土工布，隨鋪隨拋船載碎石。同樣的程序進行下一塊土工布的鋪設。

1.2 施工流程和技術要點

施工流程：土工布加工→土工布運輸檢測→土工布卷設→鋪布船裝料→鋪布船拋錨定位→滾筒下放，土工布鋪設→刁拋碎石鎮壓→本塊土工布鋪設完成。

技術要點：（1）測量控制網設置及測量放樣。建立基站，繪制土工布放樣圖并導入船載導航圖，形成施工導航圖。確定土工布卷設邊緣在滾筒上位置，調整船上使船只航海導航圖上顯示兩紅色坐標點為土工布邊緣坐標，并用移動站校核船載坐標準確性，無誤后方可卷布。（2）涂面清理。采用兩艘船拖長鋼絲繩對施工范圍內的涂面進行掃海工作，拖鋼絲繩時要保證鋼絲繩貼緊涂面，來回各一遍，兩艘船上均配備定位系統，以保證清理范圍不小于設計鋪設區域。（3）土工布加工、運輸、檢測和卷布。土工布加工、存放首先將土工布在陸地上進行縫制拼接，將單幅寬度6米的土工布拼接成寬度23米的土工布，并按設計加工長度進行剪斷。土工布經檢測合格后，進行卷布工作。（4）石料裝料及運輸。土工布卷設完成后，鋪布船靠在裝料碼頭裝載石料，船只裝完料，自行行駛到施工區域，在計劃實施的鋪布位置拋錨。（5）船只定位。使用定位裝置國際較為先進的GPS實時差分定位系統。（6）土工布鋪設。土工布在水下正常打開后，通過控制絞錨機按著設定的鋪設區域位置進行水底攤鋪，移動時必須4個錨機同時進行，兩個拉緊，兩個放松，如不同時或走偏必須及時進行調整。在攤鋪過程中每次移動左右的距離，反鏟挖掘機拋投碎石將攤鋪的土工布壓住，使其不能上浮。鋪至末端時，適當增加碎石拋投量，放松滾筒吊索，將攤鋪船移出鋪設區，提升鋪設滾筒，整個鋪設過程完成，再移動鋪設船進行下一幅布的鋪設。（7）碎石拋填。碎石拋填施工，主要工作有裝料→運輸→定位→拋填，施工內容及要求與鋪布相同，施工重點在于控制碎石墊層厚度。土工布搭接處，不得重復拋灑碎石，在相鄰塊土工布未鋪設時，預留距離暫不拋填，避免因為碎石拋灑完成，兩塊土工布搭接質量不好。土工布鋪設完成后，吊起滾筒，收起定位錨，單張土工布鋪設完成。（8）鋪布質量及碎石墊層質量檢查。土工布鋪設質量檢查，主要有水上鋼管探查和水下摸查兩種。水上探查在施工過程中進行，采用探測工具為直徑4cm厚度3mm的鋼管，鋼管長度大于2.5~3m米，當水深過深時，采用直徑3cm鋼管，防止鋼管過沉造成人員落水。探查方法為，在土工布鋪設過程中，乘坐交通艇在土工布邊緣處用鋼管向下插設至涂面，通過鋼管觸底的感覺來判斷土工布是否鋪設到位，有土工布的觸底有彈性且無法再向下插探，沒有彈性，且可以繼續插探的則沒有土工布。碎石墊層檢查采用水下潛水員摸查。

1.3 水下鋪設土工布施工船只和定位方法

定位系統由3臺高精度的GPS、電腦、打印機及相關軟件等組成，其中岸上1臺，舟合上2臺形成實時差分定位，能準確確定船舶的行走軌跡，定位精度為5厘米，且可以實現全天候作業；土工布鋪設裝置由鋪設滾筒、吊索、臂架、提升卷揚機等組成。土工布鋪設中，吊索為起吊滾筒的繩索，由于在鋪設時的拉力較大，因此吊索必須具有足夠的抗拉強度才能保證不被破壞。臂架為滾筒的懸臂支承架。提升卷揚機主要為提升滾筒提供動力，在鋪設時用以調節滾筒的深度，以防止滾筒過分的壓緊泥涂面，使土工布滾筒因受阻力太大而滾動困難，造成土工布不能連續張開。

1.4 隨鋪布同時同步拋灑石料鎮壓土工布

石料拋填方法為，每移動一次船只移動距離為1米左右，自滾筒一側至另一側拋填塊石，做到不漏拋不重拋，拋設完成后方可下一次移動船只。碎石鎮壓方面，每完成3-5塊土工布鋪設，緊接著進行碎石墊層及拋石鎮壓。

2 堤身拋石施工技術

2.1 堤身拋石施工技術流程

施工船裝料→施工船運輸→施工船定位→石料拋投→檢查拋投斷面→驗收→補拋位置標識→施工船裝料。

2.2 施工技術要點

具體放樣過程本工程堤身拋石施工中采用信標機配合羅盤定位，每條施工船舶配置一套信標定位系統，定位系統包括一臺信標機、一臺電腦和施工定位軟件。首先測量人員根據堤身設計圖紙畫出施工放樣圖，并導入到施工軟件當中，現場施工人員根據電腦桌面上實時顯示的施工船位置和使用羅盤調整方向，指揮拋石船進行定位、施工。

2.3 堤身拋石施工控制

堤身拋石分別按加載計劃分層梯級推進，每層拋填順序橫向先拋中間后拋兩邊的方向進行，即先拋堤心，再拋內外海側鎮壓層。

2.4 分區施工控制

根據施工進度要求和水上施工作業面，并考慮施工時潮位影響和堤身拋石和面層石施工相結合等因素，對施工區域進行了劃分。施工船考慮一個淺水工作面和一個深水工作面，保證在小潮水時也可以連續施工。水下分層拋填施工時要在拋填的位置做好標識，填寫拋投記錄，避免漏拋、多拋，并詳細記錄加荷時間及加荷厚度，己便控制堤壩的沉降速度。網格全部拋投完成后，在退潮時，檢查水上拋填部位的填筑斷面，對于退潮后仍不能露灘部位，由測深儀或測深桿檢查，對于欠填部位，做好標記，在下個高潮位補拋，直至合格。

3 堤身沉降觀測

3.1 沉降觀測實施方案

測試目的：測得地基在各級荷載下的沉降量，了解地基的沉降規律，判斷地基的固結、穩定情況，起到控制施工加荷速率的目的；測試項目的布置：海堤地表沉降測試設計有12個地表沉降觀測斷面。在促淤堤軸線、內海側和外海側布置地表沉降觀測設施，監測斷面沿堤軸向間距為300m；監測儀器的埋設與觀測。由于全部測點均位于海上，且只有少數斷面測點在低潮時可以出露，因此采用全站儀和水準儀進行測量。

3.2 沉降觀測分析

通過對施工過程的原位觀測及其成果的分析，我們得出：在海堤建設中，要采取有效措施保證加筋土工布的鋪設質量，鋪設前做好堤面整平工作，鋪設后及時用小粒徑石料壓牢，盡量避免大塊石直接拋填到加筋土工布上；濱海相淤泥質軟土的流塑高，強度低，水平擠淤沉降往往占預壓期間總沉降的25%～35%；軟土地基上筑堤時，可采用分級填筑法進行施工，使軟土地基強度逐漸適應上部荷載的增加，保證地基的穩定性；海堤的軸線一般都較長，為了避免局部低洼段一次性加載過大，在加荷前需對其補拋找平。此外，為了減少工后的沉降和不均勻沉降，必須盡早完成荷載填筑，盡量使理砌時補填的荷載量小。

[1]徐承祥，俞勇強.浙江省灘涂圍墾發展綜述.浙江水利科技[J].2003.

[2]陳秀良，吳文華.圍墾工程中圍堤技術研究思路探討.浙江水利科技[J].2006.

[3]宮寶軍.淺談海堤施工的施工要點.中國高新技術企業[J].2007.