土工織物材料在水運工程中的實踐應用

黃東

摘 要：土工織物材料具有成本低、強度高、整體性及耐久性好、可規模化生產、施工便捷等特點，使其在各類建設工程中得到廣泛運用，文章結合橫沙東灘促淤圈圍五期工程施工實踐，淺析土工織物材料在水運工程中的應用。

關鍵詞：土工織物；水運工程；應用

土工織物在工程中有隔離、反濾、排水、加筋、防護等作用，其在港工、水利、公路、建筑等工程領域均有大量的應用，隨著針對各項性能指標而綜合評定土工織物性能的研究越來越深入，使該類型材料在不同工程環境下有更好的適應性，其綜合性能及使用壽命得到不斷提升。

在水運工程中，特別是目前大范圍的圍海造地及岸灘整治工程，因工程多處在河流、近海的沿岸灘涂，大部分是軟土地基，工程所用建材主要是砂或砂土。所以，土工織物材料以其良好的透水性、地基適應性及對細粒料的隔離性能，成為水工工程結構的主要載體，如筑堤圍堰、岸灘防護、壩體護底等都有大量使用土工織物材料。

1 土工織物的類型

土工織物主要技術指標包括：單位質量、抗拉強度、延伸率、梯形撕裂強度、頂破強度、刺破強度、垂直滲透系數等，可根據不同使用要求選擇相應技術指標的材料。按不同制作的方法，土工織物可分為機織型、編織型、無紡型、復合型等，工程中可根據實際需求單獨使用或加工成復合材料使用。

2 土工織物的工程應用

橫沙東灘促淤圈圍五期工程，位于上海市橫沙島（橫沙縣）東側，北側為橫沙淺灘，南側為長江口深水航道，工程全長19km。筑堤堤體采用內外二級袋裝砂棱體+堤心砂結構，是典型的大量采用土工織物材料來進行施工建設的水運工程。

2.1 護底軟體排。在水運工程中的筑堤圍堰、丁壩、防波堤等的護底結構，常采用在灘面上鋪設土工織物材料的方法，來作為結構的基礎墊層，可以起到隔離、防沖刷、減少沉降等效果，常用材料有機織土工布，編織復合土工布，機織復合土工布。

本工程北側為淺灘，受風浪、潮汐影響小，直接采用250g/m2聚丙烯（丙綸）長絲機織布作為護底，機織布上面采用袋裝碎石及塊石壓載。

南側因面向外海，受風浪、潮汐、水流沖刷影響大，根據工況差異及壓載要求，排體結構主要有2種型式：（1）砂肋軟體排：排體底布采用380g/m2加筋編織復合土工布（230g/m2聚丙烯裂膜絲（丙綸扁絲）編織布+150g/m2聚酯（滌綸）短纖針刺無紡布），加筋帶選用3～5cm丙綸加筋帶，縱向間距為1.0m。其排體壓載使用充灌砂肋條，砂肋直徑為300mm，間距0.5m～2.0m，材料選用150g/m2編織布+150g/m2無紡布，砂肋采用縫在排體上的砂肋套固定，直徑較砂肋略小。軟件排上部的整體壓載采用袋裝碎石與塊石。（2）砼連鎖塊軟體排：排體底布采用380g/m2加筋機織復合土工布（230g/m2聚丙烯（丙綸）長絲機織布+150g/m2聚酯（滌綸）短纖針刺無紡布），加筋帶選用5cm丙綸加筋帶，縱向間距為1.0m。其壓載采用混凝土聯鎖塊，該類型排體主要在潮流較急、風浪較大的堤頭平臺位置使用。

2.2 大型充填編織袋。本工程采用大型編織袋裝砂作為其護底基礎及堤身主要結構，利用土工織物加工成大型編織袋體，采用人工鋪設，然后利用泵機設備充填砂土，通過排水固結穩定后，達到形成砂袋棱體結構的目的，該施工工藝具有施工速度快、成本低、可就地取材等特點。（1）護底通長砂袋：通長砂袋（50m*25m）采用200g/m2防老化聚丙烯編織布。加工袋體時，接縫應采用包縫法拼接，縫制后強度不低于原織物設計強度的70%。袋體結構具有較高抗拉強度，有良好緩沖性能，方便充灌成型，在凹凸不平的淤泥灘面上有很好的適應性。（2）堤身結構的袋裝砂棱體：袋裝砂棱體的充填袋在平臺以上采用130g/m2防老化聚丙烯編織布，平臺以下采用175g/m2防老化聚丙烯編織布。袋體規格可根據工程使用要求加工，一般寬度3～15m，長度20～30m。

2.3 護坡無紡土工布。砂袋筑堤的堤身結構施工完成后，將進行坡面的護坡結構施工，在漿徹塊石護面施工前，要對細粒材料（沙或沙土）形成的堤身進行反濾處理，在坡面鋪設無紡土工布可以起到很好的反濾、隔離作用。護坡材料采用450g/m2滌綸短纖無紡布。

3 施工實踐及注意問題

土工織物材料在運輸、加工、施工及使用后期都應注意保護，防止出現破損或老化，如有出現必須進行修補或更換。加強在加工拼接過程中的質量控制，使用的縫線應符合要求，有效的過程控制將有利于提高土工織物在工程結構中的耐久性。

3.1 護底軟體排及護底通長砂袋鋪設。施工前，應進行水下清障，清除水下雜物特別是尖硬物體，避免鋪設后損壞土工材料。完成清理后，按設計進行測量放樣，把排體或砂袋的軸線及邊線放出來并作好標記。本工程采用人工或機械鋪設施工，施工順序為先鋪設北側機織布與南側軟件排，再鋪設通長砂袋。低潮位露灘并可滿足施工要求時，機織布、通長袋及大部分軟件排采用人工鋪設，鋪設時要通過放樣把每張軟體排或砂袋的樁位與邊線位置明確，以保證施工質量。在南側水深較深的條件下采用大型鋪排船鋪設砼連鎖排及部分砂肋軟件排，軟件排樁位可通過船載軟件及GPS進行定位控制。

為保證護底有良好整體性，軟體排之間在圍堤軸線方向上采用搭接鋪設，砂肋軟體排之間搭接不小于2m，砼連鎖軟體排之間搭接不小于3m，通長砂袋之間要緊靠、擠密。通長砂袋對機織布壓載寬度不小于2m，對軟件排壓載寬度不小于3m。軟件排與機織布鋪設時，力求平整，并在橫向應有所松弛，張力不可過緊，鋪設后，及時進行壓載，防止被水流、風浪襲擊而導致移位。

3.2 大型編織袋裝砂棱體施工。施工期間，為保證砂袋棱體整體穩定性，減少風浪沖刷，棱體應在護底軟件排以及通長砂袋完成300m的超前護底后再進行。施工時，采用人工鋪袋，用專用泵機抽沙充灌，充灌過程人工配合調整，保證袋體不滑移，填充均勻。袋體應逐層加高，每層厚度控制在0.5～0.7m左右，不可一次性加高兩層或以上，上下層交叉排列，袋體之間應緊靠、擠密、均勻，不得出現通縫、通孔。應嚴格控制施工速率，兩層袋體的充填時間間隔應大于24小時。

棱體施工后，應及時進行外側反濾層及拋石的施工，防止袋體遭受水流淘刷或波浪襲擊。已充填好的袋體應及時保護，在平均水位以上袋裝砂棱體完成后防止長時間在陽光直射下暴露。同時，應避免人為和施工機械的破壞，若出現了破損或孔洞，應及時修補，防止袋體內細顆粒被沖刷。袋體的修補原則上采用相同材料，并且縫接寬度不應小于1.5m。

3.3 坡面無紡布反濾層施工。為使反濾層整體性更好，提高反濾、防護效果，無紡布在圍堤橫斷面方向宜整塊制作，沿圍堤軸線方向相鄰兩塊無紡布可采用縫接或搭接形式連接，縫接時采用二道錦綸線，針腳間距≤10mm，縫接寬度0.5m，采用搭接時，水下搭接寬度1.5m，陸上搭接寬度1.0m。

無紡布采用人工鋪設，布鋪設時應緊貼堤身棱體，并略有松弛，表面平整度的允許偏差30mm，鋪完后及時用袋裝碎石壓載以免被水流和波浪沖開。

4 結語

本文以工程實踐為基礎，探討土工織物材料在水運工程中特殊工程地質環境下的運用，闡述土工織物材料的應用需求，材料的技術特性及施工中材料的實際應用經驗，對后續施工有借鑒作用。

參考文獻

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