鋪排船深水鋪設充泥管袋技術在圍墾工程中的應用

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(安徽水利開發股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

鋪排船深水鋪設充泥管袋技術在圍墾工程中的應用

陳媛媛,蘇穎

(安徽水利開發股份有限公司， 安徽 蚌埠 233300)

充泥管袋以其快速形成度汛斷面和材質廉價等優點，在灘涂促淤、圍墾項目中的海(江)堤施工中日益廣泛應用。本文介紹了鋪排船輔助鋪設充泥管袋技術的特點、原理和施工過程，旨在說明該項技術既經濟、高效又具有極大的適用范圍，代表了圍墾行業充泥管袋筑堤技術的發展方向。

鋪排船； 充泥管袋； 大體積； 深水區； 充填

1 前 言

隨著我國沿海經濟快速發展，沿海城市的規模得到了高速擴張，土地的供需矛盾日益激烈，為積極緩解這一矛盾，國土部門越發重視開發利用海洋、拓展發展空間，灘涂圍墾工程開始向外海拓展進入高灘深水區域。一般情況下，深水區域的原始灘面高程以-5～-7m 為主，竄溝深槽等高程則可達到-10～-16m(吳淞高程)。深水區域浪高潮大，對充泥管袋的施工和成品保護都有著嚴格的要求。

因此，尋找一種能快速形成度汛斷面、抵抗風浪沖刷效果好的施工方法非常必要。伴隨中國造船水平的大幅提高，大型鋪排船投入到充泥管袋鋪設過程中，使得大體積和高強度加筋充泥管袋得到充分利用，施工期間受潮水影響較小，連續施工作業能力強，提高了生產效率，保證了施工質量，縮短了工期，經濟效益、社會效益顯著。

2 充泥管袋和鋪排船特征

2.1 充泥管袋

充泥管袋定義：在管袋內充入流體狀粉質土經排水固結后的袋裝土體(《灘涂治理工程技術規范》(SL 389—2008)。

材質：充泥管袋袋布采用專用編織布或丙綸長絲機織布進行制作，開闊水域水流流速大于4m/s時可采用230g/m2丙綸長絲機織布。加筋帶材質為聚丙烯，主要指標為：拉伸強度不小于18000N，伸長率不大于25%。土工織物技術指標如下表所示：

土工織物技術指標表

2.2 鋪排船

鋪排船又名沉排船，一種非自航工程作業船，是為適應航道治理工程的需求滿足對軟質基礎河床構造建筑物的要求而設計的專用工程船舶，主要用途是鋪設護底軟體排布。該船可通過自帶計算機控制系統監控整個施工過程，自動化程度高；采用多通道測深儀，雙頻差分式DGPS系統和四角吃水測量系統定位及全液壓驅動鋪排，定位準確、施工精度高；鋪排深度變化范圍為：0.8～20m，最淺可達1m、最深可達30m，可適應各種水深的鋪排作業需求，作業靈活性強。采用大型鋪排船作為主要施工設備，現場輔助作業人員大幅減少，有利于現場管理，效益高、風險低。

3 技術原理

按照圍堤設計尺寸，在場內集中加工大體積和高強度的充泥管袋并運至現場，利用鋪排船的滾筒將加工成型的充泥管袋翻卷和纏繞，船載GPS定位系統定位測量，鋪排船下錨就位。開啟泥漿泵持續由靠駁的運砂船向充泥管袋首部袖口內充填砂料，開動滾筒下放鋪排船滑板讓袋體利用自重緩慢下沉到設計位置，繼續施放一定長度的袋體，通過鋪排船單獨配置的計算機監控系統控制錨索收放移動船體。袋體沉入水中后，繼續進行充填施工，至整個袋體充填到尾部袖口，尾部袖口與輸泥管連接后繼續施放滾筒，通過連接繩將袋體尾部準確沉放于設計邊線，當充泥管袋達到理論計算量時停止充灌作業，即完成單個袋體施工。回收連接繩，施放下個袋體重復以上工序，逐袋逐層進行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的海(江)堤堤身到達設計要求。袋體沉入水中后，繼續進行充填施工，至整個袋體充填到尾部袖口，尾部袖口與輸泥管連接后繼續施放滾筒，通過連接繩將袋體尾部準確沉放于設計邊線，當充泥管袋達到理論計算量時停止充灌作業，即完成單個袋體施工。回收連接繩，施放下個袋體重復以上工序，逐袋逐層進行水下充泥管袋施工直至充泥管袋所形成的堤身到達設計要求。

4 施工過程

4.1 測量放樣

利用GPS配合測深儀進行水下地形測量和鋪排船定位，利用測得的數據繪制斷面圖，根據鋪排船型號和設計要求，確定每層袋體加工尺寸。根據測量結果在施工區域用浮標標示堤軸線和施工邊線。

4.2 充泥管袋袋體加工

充泥管袋采用土工織布在場內集中加工，其長度由海(江)堤設計底寬決定，最長可以達到200m，寬度根據現有鋪排船的滾筒尺寸可達40～60m，單個充泥管袋最大工作量達到18000m3。

在充泥管袋表面均勻縫制加筋帶，加筋帶間距一般為1.5m，以提高袋體的抗拉強度，滿足機械化施工的需要。

袋體縫制采用丁縫型式，袋體尾部設套環，套環直徑一般為30cm。充填口采用袖口式，袖口采用橫條幅丙綸長絲機織布縫制，袋體表面長度方向上一般每隔10～15m設置一排袖口，寬度方向上袖口間距一般為5～8m；進漿口直徑為進漿輸砂管線直徑的1.2倍，進漿口長度一般為1.0～1.5m(見圖1)。

圖1 袋體平面示意圖

4.3 砂源選擇

充填料應采用排水性較好的砂性土、粉細砂類料，其滲透系數不低于i×10-3cm/s(1≤i<10)；要求粒徑大于0.05mm以上的顆粒含量大于85%，含泥量不得超過5%，確保沒有雜物和有機質混入。砂料可在海、江域就近取材。

4.4 充泥管袋筑堤施工

4.4.1 袋體展鋪

將加工成型的充泥管袋在鋪排船上展開，充泥管袋尾部的套環上系連接繩，從尾部開始按進漿口朝內的方式均勻卷在鋪排船滾筒上，充泥管袋首部留在鋪排船的展鋪板上，首部兩端系上浮球。

4.4.2 船舶定位、設備準備

將卷好充泥管袋的鋪排船精確定位在施工邊線處，鋪排船鋪設方向垂直或平行于堤軸線，運砂船靠近鋪排船停泊，并用繩索連接，吹砂泵安裝在運砂船上，將輸砂管線與充泥管袋的進漿口連接。

4.4.3 袋體充填、沉放

首先充填留在展鋪板上的充泥管袋，充填飽滿度達到預計值后，開放滾筒并下放鋪排船的滑板，讓充填好的充泥管袋緩慢下沉到設計位置。

4.4.4 移船，續放袋體、充填

充泥管袋首部下放到施工邊線后繼續釋放0.5～1.0m充泥管袋，縱向緩慢移船，移船速度與滾筒釋放速度協調一致，待充填好的充泥管袋沉入水中，繼續充填，充填量達到預計充填量后，割斷或收回輸砂管線，并循環連接留在展鋪板上的進漿口，繼續進行充泥管袋充填，待整個充泥管袋充填至尾部時，繼續釋放滾筒，使充泥管袋尾部沉放于施工邊線處，同時繼續充填充泥管袋，達到預計充填量后收回連接繩，使充泥管袋完全沉放至原始灘面或下層袋體上。

4.4.5 橫向移船，鋪設下一充泥管袋

橫向移動鋪排船到下一個施工區域，重復上述工序繼續下一充泥管袋的鋪設、充填。充泥管袋充填如圖2所示。

圖2 充泥管袋充填示意圖

5 施工經驗探討

5.1 袋體加工注意事項

袋體一般采用150g/m2編織布或230g/m2長絲機織布。袋體縫制采用丁縫縫制，縫制線采用35支棉綸線；拼接處疊兩層、縫三道(先縫一道，折疊后再縫兩道)；縫合針腳應順直，采用鏈式結構，針腳密度宜為12針/10cm。接縫強度不小于原織物拉伸強度的80%；根據設計堤身棱體斷面確定每層袋體的尺寸，并預留一定的富余度；袋體受拉方向不可設置接縫，防止施工中接縫處破裂，應與鋪設方向平行設置。

5.2 管袋充填施工質量控制

5.2.1 隱患排查

成立日常巡查小組，對充填全過程進行檢查，如：施工中袋體出現小部分撕裂、破損，應及時組織縫補修復，出現貫穿袋體的撕裂時，應更換充泥管袋重新進行袋體鋪設施工；監督船舶規范施工，嚴禁船舶在施工區域拋錨等對水下袋體有破壞的動作；嚴格控制移船速度和滾筒施放速度，先施放袋體后移船，防止袋體張拉過緊產生撕裂現象等，消除各類質量隱患，切實保護充泥管袋的完整性和抗沖刷能力。

5.2.2 技術措施

水下充泥管袋施工中，應及時進行護腳拋石施工，對已經施工的袋體進行防沖保護；水下袋體兩端施工邊坡應不大于1∶3，以利于袋體穩定；充泥管袋施工中，應在袋體首部、中部、尾部系上浮球，以便為下一層袋體施工時提供參考位置，同時可直觀觀察袋體鋪設位置。

5.2.3 節奏控制

每層袋體充填完畢后，應留有足夠的固結時間，嚴格控制施工節奏，做到堤身“均衡施工、同步抬升”，每100m范圍內堤身袋體高差不宜超過50cm。

5.2.4 質量監測

施工過程中，及時進行動態監測，出現異常情況時，可安排潛水員進行水下探摸，查找原因并輔助整改；充泥管袋施工完成后，應進行水下地形測量，分析充泥管袋位置是否符合設計要求。

6 結 語

研發并成熟地運用鋪排船深水鋪設充泥管袋技術，深水區域充泥管袋施工定位精確，吹填堤身整體性好，機械化施工速度快、風險低，實現了各種海面工況下(異常惡劣自然天氣除外)的連續施工，作業時間可達到最大化，同時還縮短了水下充泥管袋的施工工期，提前完成度汛節點任務。依托本技術開發的《鋪排船輔助大體積加筋充泥管袋深水施工工法》被評為2012年度安徽省省級工法(工法編號AHGF85-12)，申請的國家發明專利《利用鋪排船深水鋪設大體積加筋充泥管袋的方法》也已公告進入實質性審查階段，有望于年內取得授權，充分保護了公司對此項技術的知識產權。

Application of Arrangement Ship Deep-water Mud Pipe Bag Pavement Technology in Reclamation Project

CHEN Yuan-yuan, SU Ying

(Anhui Water Resources Development Co., Ltd., Bengbu 233300, China)

Mud pipe bag is widely applied gradually in sea (river) dam construction of beach siltation and reclamation projects due to its advantages of forming flood control cross section rapidly and low material cost, etc. Features, principles and construction process of arrangement ship auxiliary pavement mud pipe bag technology are introduced in the paper aiming at describing that the technology is economical and efficiency with extremely large application scope. It represents the development direction of mud pipe bag dam construction technology in reclamation industry.

arrangement ship; mud pipe bag; large volume; deep-water area; filling

TV52

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1005-4774(2014)08-0044-03