袋裝砂拋填補(bǔ)坡施工工藝在長(zhǎng)江深水航道整治工程中的應(yīng)用

單國(guó)輝 章小旺

摘 要：袋裝砂拋填補(bǔ)坡主要應(yīng)用于航道整治工程中的護(hù)底施工，在長(zhǎng)江-30 m以上深水條件下拋填袋裝砂補(bǔ)坡施工國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的施工工藝，該文通過(guò)論述袋裝砂拋填補(bǔ)坡施工工藝在長(zhǎng)江南京以下12.5 m深水航道護(hù)底工程中的應(yīng)用，重點(diǎn)闡述深水條件下袋裝砂拋填補(bǔ)坡施工工藝以及質(zhì)量控制，為以后深水條件下補(bǔ)坡施工提供參考。

關(guān)鍵詞：深水航道 袋裝砂拋填 補(bǔ)坡

中圖分類(lèi)號(hào)：U617 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（c）-0-03

長(zhǎng)江南京以下12.5 m深水航道一期工程整治建筑物工程，位于長(zhǎng)江太倉(cāng)至南通間的通州沙和白茆沙水道。

根據(jù)工程工前測(cè)量結(jié)果顯示，長(zhǎng)江南京以下12.5 m深水航道狼山沙左緣沖刷嚴(yán)重，并形成-30 m以上沖刷深坑，沖深坑帶來(lái)的主要問(wèn)題是深坑邊坡坡度陡于1∶3，不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求的鋪排坡度緩于1∶3要求，需進(jìn)行補(bǔ)坡處理，即采用拋填袋裝砂進(jìn)行補(bǔ)坡。拋填砂袋分為4 m×6 m和2.8 m×2.8 m兩種規(guī)格，其中4 m×6 m規(guī)格砂袋用于大面積粗拋，2.8 m×2.8 m規(guī)格砂袋用于局部精拋和補(bǔ)拋，兩種砂袋沖灌厚度均按50 cm考慮（圖1、圖2）。

1 工程施工特點(diǎn)

（1）本工程施工區(qū)域原泥面主要為粉細(xì)砂，且袋裝砂直接拋填在原泥面上，所以袋裝砂在拋填過(guò)程中會(huì)引起水流變化，造成原泥面新的沖刷，加劇邊坡變化，因此袋裝砂在拋填過(guò)程中需不斷測(cè)量斷面，觀測(cè)河勢(shì)變化，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

（2）施工區(qū)域受長(zhǎng)江徑流和潮汐共同影響，流速較大，袋裝砂拋填過(guò)程中漂移距離較大，拋填精度較難控制，因此在袋裝砂拋填過(guò)程中需不斷測(cè)量砂袋漂移距離，以指導(dǎo)施工船定位，保證袋裝砂落點(diǎn)位置準(zhǔn)確。

2 袋裝砂拋填施工工藝

2.1 施工流程

如圖3所示。

2.2 袋裝砂拋填施工要點(diǎn)

⑴水深測(cè)量

對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行工前水深測(cè)量，形成斷面圖（10 m一個(gè)斷面），分析需要補(bǔ)坡的區(qū)域。

⑵施工船定位

袋裝砂拋填施工采用常規(guī)鋪排船，利用鋪排船滑板進(jìn)行袋裝砂的拋填。

就位：根據(jù)潛水探摸及水深斷面圖所繪制的沖刷溝平面位置定位，施工船就位采取平行于軸線(xiàn)定位，斷面方向上垂直于軸線(xiàn)移船、里程方向上沿軸線(xiàn)方向移船，從深水區(qū)向淺水區(qū)進(jìn)行袋裝砂拋填施工。

定位：通過(guò)水深斷面圖（斷面間距為10 m），計(jì)算拋填的層數(shù)（每層按50 cm考慮）、每層排列個(gè)數(shù)和充砂袋排列組合方式，控制拋填工程量。將拋填區(qū)域按縱斷面6 m、橫斷面4 m間隔繪制網(wǎng)格，形成DXF文件導(dǎo)入GPS移動(dòng)臺(tái)電子手簿，施工時(shí)根據(jù)袋裝砂漂移距離控制施工船定位位置。隨時(shí)根據(jù)坡度斷面尺寸搭配不同長(zhǎng)度的砂袋與層數(shù)，以?huà)伋?∶3設(shè)計(jì)要求坡比。

⑶充灌砂袋

施工船定位完成后，砂袋在滑板上一字排開(kāi)，然后同時(shí)充灌。充灌時(shí)應(yīng)注意及時(shí)排水，使砂袋的充盈率達(dá)到80%時(shí)停止沖灌。充滿(mǎn)后系好檢測(cè)繩，以便用GPS檢測(cè)砂袋的漂移距離。

⑷沉放充砂袋

在松放滑板前，再次確認(rèn)施工船定位情況，無(wú)誤后準(zhǔn)備拋填。當(dāng)系在砂袋上的檢測(cè)繩無(wú)變化時(shí)，用GPS測(cè)量檢測(cè)繩，測(cè)量完畢后計(jì)算并記錄好砂袋漂移距離，根據(jù)砂袋漂移距離調(diào)整施工船位置，確保砂袋落在拋填區(qū)域，減少砂袋流失，拋填過(guò)程中分三個(gè)階段：

第一階段：根據(jù)斷面圖所作的拋填輪廓線(xiàn)，進(jìn)行深坑區(qū)域的拋填，控制砂袋的落點(diǎn)集中在深坑區(qū)域，拋填厚度5～6 m。

第二階段：選擇水流較緩時(shí)段進(jìn)行1：3坡度的成型拋填，根據(jù)流向，確定拋填走向，拋填中加密測(cè)量標(biāo)高檢驗(yàn)成型情況。

第三階段：根據(jù)加密測(cè)量的結(jié)果，對(duì)缺失砂袋的區(qū)域或坡度較陡部位進(jìn)行精拋。

3 袋裝砂拋填質(zhì)量控制

3.1 充填砂質(zhì)量

充填砂質(zhì)量必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的技術(shù)指標(biāo)，充填砂采用級(jí)配良好的砂料，粒徑大于0.075 mm的顆粒含量不小于75%，含泥量不得超過(guò)5%，無(wú)雜物和有機(jī)質(zhì)混入。

3.2 砂袋加工質(zhì)量

砂袋充灌施工前，對(duì)砂袋的加工質(zhì)量進(jìn)行檢查。檢查土工織物的品種、規(guī)格及拼縫連接方法、縫制質(zhì)量是否符合要求，土工織物不應(yīng)有破損。

3.3 拋填砂袋尺寸的選用

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)袋裝砂拋填施工可以看出：砂袋越大，漂移距離越小，砂袋越小，漂移距離越大，但過(guò)大的砂袋在滑落過(guò)程中受水流力作用，容易發(fā)生扭斷現(xiàn)象，破損率較高，因此施工時(shí)選用4 m×6 m和2.8 m×2.8 m兩種規(guī)格砂袋。

3.4 拋填時(shí)間的選擇

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流速和流向的觀察，漲潮一小時(shí)后到高平潮后一小時(shí)區(qū)間內(nèi)流速較小，是拋砂效率最高的時(shí)段，在該時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行精拋、補(bǔ)拋；高平潮后一小時(shí)到漲潮后一小時(shí)區(qū)間內(nèi)水流較急，砂袋漂移量較大，不適宜精拋，該時(shí)間段只能進(jìn)行大面積粗拋施工。在急落流時(shí)段深水拋砂暫停，避免砂袋流失。袋裝砂拋填過(guò)程中應(yīng)根據(jù)水流、水位以及流向變化，適當(dāng)調(diào)整施工船位置來(lái)修正偏移距離，確保袋裝砂拋填位置準(zhǔn)確。

3.5 拋填過(guò)程中質(zhì)量控制

⑴袋裝砂拋填過(guò)程中斷面測(cè)量控制：

由于袋裝砂直接拋填于原泥面上，在袋裝砂拋填過(guò)程中會(huì)引起河勢(shì)新的變化，所以在袋裝砂拋填過(guò)程中不斷加強(qiáng)斷面測(cè)量尤為重要。袋裝砂拋填測(cè)量采前、中、后三個(gè)階段同一斷面比較法，比較同一斷面地形變化，確定砂袋裝砂填效果。

拋填施工前，對(duì)準(zhǔn)備拋填袋裝砂的施工區(qū)域進(jìn)行工前水深測(cè)量，形成水深斷面圖（10 m一個(gè)斷面）。

拋填過(guò)程中，測(cè)量人員對(duì)拋填區(qū)域進(jìn)行斷面測(cè)量，同時(shí)用旁?huà)呗暭{配合檢測(cè)，查看砂袋的破損以及堆疊情況，指導(dǎo)下一步拋填。

根據(jù)拋填后測(cè)量斷面，分析是否符合設(shè)計(jì)1：3坡度趨勢(shì)及拋填平整度。雖有些滿(mǎn)足坡度要求，但平整度不符合，會(huì)增加軟體排鋪設(shè)收縮，仍需補(bǔ)拋找平，直至滿(mǎn)足鋪排施工要求。

經(jīng)斷面測(cè)量發(fā)現(xiàn)，袋裝砂拋填過(guò)程中引起河勢(shì)新的變化，出現(xiàn)原坡面坡肩沖刷后退現(xiàn)象，拋填后符合設(shè)計(jì)要求緩于1：3坡度是由袋裝砂拋填與原坡面坡肩沖刷后退共同形成的，因此拋填過(guò)程中加強(qiáng)斷面測(cè)量，掌握河勢(shì)與原泥面變化十分重要。

測(cè)量?jī)x器：

斷面測(cè)量使用 odom hydrotrac測(cè)深儀、Hypack軟件測(cè)量處理斷面數(shù)據(jù)，同時(shí)使用Klein 3900型聲納系統(tǒng)配合檢測(cè)砂袋水下分布以及堆疊情況。

odom hydrotrac測(cè)深儀、Hypack軟件主要應(yīng)用于水深斷面測(cè)量，能夠提供高質(zhì)量的定位和測(cè)深數(shù)據(jù)。

Klein 3900型聲納系統(tǒng)在一個(gè)高分辨率的顯示器上顯示聲納數(shù)據(jù)，能夠提供精確的水下圖像。

⑵袋裝砂拋填過(guò)程中漂移距離控制：

袋裝砂拋填前，需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流向與流速進(jìn)行觀察，掌握流向與流速變化規(guī)律。根據(jù)流向與流速變化規(guī)律，指導(dǎo)施工船定位，預(yù)留出袋裝砂漂移距離。同時(shí)在拋填過(guò)程中，不斷測(cè)量袋裝砂在不同流速下的漂移距離，不斷調(diào)整施工船位置，保證袋裝砂落點(diǎn)位置準(zhǔn)確，減少流失。

4 結(jié)語(yǔ)

袋裝砂拋填補(bǔ)坡施工工藝在長(zhǎng)江南京以下12.5 m深水航道整治工程中取得了良好的施工效果，但由于深水拋填袋裝砂補(bǔ)坡施工條件復(fù)雜、影響因素較多，還有待于進(jìn)一步分析和研究其施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)和控制手段，以不斷改進(jìn)施工工藝，更好地適應(yīng)工程建設(shè)的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)交通部.JTJ312—2003航道整治工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004：1.