武汉市汉阳市政建设集团公司
摘要：主要对管袋冲沙围堰施工的工艺设计、验算，管袋冲沙施工围堰不失为值得推广的行之有效的工艺方法。
关键词：围堰施工；管袋；应用推广
1、工程概况
宁波杭州湾新区滨海二路西延延伸（三八江~职教西路）市政工程标段共有5座桥，三八江桥是其中一座水中简支桥，桥向东西，桥宽33米，中间绿化带分隔为左右幅，跨径布置7跨*20m（pm01~pm08），两端为桥台结构，中间为系梁、墩柱、盖梁结构。灌注桩桩基68根，桩长65~88米，墩柱高度大于6m，盖梁几何尺寸为 L*H*B=16.58*1.40*1.70，全桥共系梁、盖梁各12个（片）。
2、围堰方案比选
三八江宽160米，常年水深3~5米，流速3m/s。附近水流汇集经三八江上闸门排放入海，每年汛期水深可达4.5~6.5米。航道管理部门为保证航道畅通以及满足泄洪能力，要求施工中不得截断水流，最少保证1/2河道宽的水流通过。
2.1 钢板桩围堰
施打前，钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求，必须备有导向设备，需对钢板桩的锁口用止水材料捻缝，以防漏水。同时，需要水上打桩设备机械，投入大。钢板桩定额综合单价 2300元/T ，另外钢板桩租赁费（8元/天•T），造价高。
2.2 钢套箱围堰
钢套筒围堰较适用流速≤2.0m／s，覆盖层较薄，平坦的岩石河床；双壁围堰适用于大型河流的深水基础，覆盖层较薄、平坦的岩石河床。钢箱围堰 30万左右/个（且不含制作费，制作费 7750元/T），造价较高，工艺复杂。
2.3 管袋冲沙围堰
土工管袋围堰是采用聚丙烯、聚乙烯土工布缝制成袋体，袋体具有一定的透水性，待泥浆泵将粉沙土泥浆冲入其中后，让泥水随土工袋上方出口流出，泥砂则沉积于袋中，自然排水固结，因充满泥砂的土工冲泥管袋的体积大、自重大，将其沉于水中，不易被水流冲走，从而形成围堰堰体的一种技术，其具有以下特点：
（1）一次喷灌成型，结构简单，施工简便、速度快，就地取材；
（2）理想的充填材料为粉砂性土，其粒径小于0.005 mm 的黏粒含量小于10%，粒径大于0.075 mm 的颗粒含量应大于50%。
（3）能适应各种复杂地形，特别在深水护岸、护底等不需填筑围堰，可直接水下施工，机械化程度高，设备简单。
袋体尺寸可依现场实际情况定制，一般而言，配备两个水枪枪头，24小时四人换班，可以把袋长50米，宽1.5米，高1米的袋体充盈满。
根据地质报告显示，三八江河床乃至整个杭州湾新区滨海地区主要为沙质粉土及粉质粘性土。
根据河道现场实际情况及有关施工规范的要求，拟采用管袋冲沙筑坝围堰的施工方案，同时考虑通水需要，分东、西两半幅分别围堰，土坝围堰顶高程高于最高水位100cm左右。
三、主要施工工艺及要求
3.1土源的物理特性和充泥管袋布的选择：
3.1.1根据地质勘察报告，该施工区域浅部主要为粉土、粉质粘土，砂源充足，是较为理想的吹填材料。
3.1.2选用土工编织长管袋，主要应考虑具有良好的排水性与保沙性。根据地勘报告显示，三八江土源粒径，小于0.005 mm 的黏粒含量小于10%，粒径大于0.075 mm 的颗粒含量应大于50%，是最佳的充填材料--砂性土，选用600g／m2、当量孔径O90＝0．02mm的土工编织布定制加工而成的长管袋。用泥浆泵进行充填时，袋布必须满足抗拉强度，透水保沙性能等方面的要求。根据有关试验结果表明，当袋布的抗拉强度大于750N/50mm时，采用泥浆泵充填是基本可行的。在内河河道充填管袋，由于水流速度平缓，流态单一，对袋体中泥沙基本没有影响。而渗透压力引起的管袋漏沙量又是有限的，根据现场试验保沙率可达到96%。长管袋主要技术指标：
3.3袋体的稳定性及其尺寸选择：
3.3.1水流作用下沙袋的稳定性是充沙管袋围堰设计和施工的重要依据。根据不同的施工阶段，袋体在水流作用下的稳定性分为袋体贴在河床上的稳定性和相邻管袋间的稳定性两种情况。据有关试验和工程实践表明：长宽比（L/B）较大的沙袋（如长管袋），由于袋体迎流面受力不均匀，袋体头部易发生侧向偏转，而侧向偏转又增大袋体的迎流面积，从而导致袋体快速横向扭转滑动，甚至折断，也即是要增大管袋临界失稳流速，除需增大管袋的长度外，还应同时增加管袋的宽度，使管袋满足最佳的长宽比。由于三八江桥位处河中流速十分低缓，因此采用长管袋是可行的。
3.3.2充泥管袋为筒式土工编织布袋，宽度以棱体断面不同高程而定，长度一般为50m，每只袋视容积不同设置数量不等的袖口，加工时根据设计要求进行划线放样，然后进行袋体的缝合，缝合处和接头处均需缝三道，（先缝一道，折叠后再缝二道。）保证缝合牢固。根据测量定位，对于第一层管袋施工，先在管袋两侧按4m间距插打钢管进行定位，将编织布袋展开，平铺在钢管限定的铺设位置上。袋体要注意展平，不能有折皱，铺好编织布袋后，进行充填，充填用砂尽量选择砂性重的粉土，以利排水固结。为了防止施工的管袋围堰移位，施工第二层管袋前，用横向钢管水平扣在竖向钢管上，这样对第一层管袋加固。施工在管袋接近浮出水面时，再用水平钢管扣在钢管上对拉。见《水下管袋施工图》
3.4施工工艺流程
总的施工工艺：采用水力冲灌土工编织袋加泥芯的堰体结构。即两侧冲泥管袋封堵，中间充土的办法。然后进行管袋填充泥施工，管袋冲填完毕后再对中间2.5 m的夹层进行充填土，最后在顶上7m宽的位置回填厚度35cm的宕渣作路床封顶。
3.4.1放线定位
先在北侧打设钢管进行定位，将编织布袋展开，平铺在钢管限定的铺设位置上。
3.4.2袋体的冲灌施工
每个冲灌袋施工前应先确定冲灌强度，强度太低会影响施工进度，强度太高又会 冲爆袋体，一般情况下，1只袋由两台泥浆泵充填。该工程所用袋布抗拉强度为800N/50mm＞750N /50mm，故充填是安全可行的。袋布按设计铺设好以后，将泥浆泵的输浆管套入预先做好的冲灌口，并用铁丝扎紧。在冲灌过程中要随时用棍棒敲打以保证袋内土方沉淀均匀，并借以加快排水固结。一般冲灌结束后，冲灌口处的土方高程比别处要低，在停泵后更应加强该处干扰，保证施工质量。
3.4施工工艺流程
总的施工工艺：采用水力冲灌土工编织袋加泥芯的堰体结构。即两侧冲泥管袋封堵，中间充土的办法。然后进行管袋填充泥施工，管袋冲填完毕后再对中间2.5 m的夹层进行充填土，最后在顶上7m宽的位置回填厚度35cm的宕渣作路床封顶。
3.4.1放线定位
先在北侧打设钢管进行定位，将编织布袋展开，平铺在钢管限定的铺设位置上。
3.4.2袋体的冲灌施工
每个冲灌袋施工前应先确定冲灌强度，强度太低会影响施工进度，强度太高又会 冲爆袋体，一般情况下，1只袋由两台泥浆泵充填。该工程所用袋布抗拉强度为800N/50mm＞750N /50mm，故充填是安全可行的。袋布按设计铺设好以后，将泥浆泵的输浆管套入预先做好的冲灌口，并用铁丝扎紧。在冲灌过程中要随时用棍棒敲打以保证袋内土方沉淀均匀，并借以加快排水固结。一般冲灌结束后，冲灌口处的土方高程比别处要低，在停泵后更应加强该处干扰，保证施工质量。
4 安全保障措施
4.1水上作业
4.1、1进入施工现场必须戴好安全帽和其它个人劳动保 护用品，另还应配备好救生圈及救生衣。
4.1.2、严格遵守劳动纪律、坚守工作岗位，上班前不准喝酒，进入施工现场必须穿戴整齐，戴好安全帽，不得赤脚、穿拖鞋、打赤膊工作。
4.1.3、水上作业应配齐救生设备。水上施工船舶必须锚固可靠，无论在顺水、逆水或有风浪的情况下，都应该有足够的控制能力。
4.2汛期应急措施
4.2.1三八江是排涝的主要河道，为保证汛期水位上涨开闸排涝，水流对堰体破坏的危险，考虑采取对钢板桩进行拉锚加固的措施；
4.2.2 汛期增派巡查人员进行24小时安全排查；
4.2.3配备相应的应急物资（袋子50米、冲袋沙1000立方、钢板桩200米等）、机械设备（挖机2台，后八轮6辆，水泵4台）等。
4.2.4如无法满足汛期排涝、泄洪要求，项目部无条件拆除围堰。
土工管袋围堰作为沿海筑堤挡潮的一种新技术，具有就地取材、工程成本低，经济效益明显、施工方便、进度快、拆除简单，施工环保程度高等显著优点。杭州湾新区滨海二路西延延伸三八江桥，从围堰冲沙到堰内抽水完毕开始施做便道（半幅）仅仅花了16天，东、西两半幅围堰与专业班组签订的合同价为30万（全包）。下部结构施工期间由于沿海每年台风汛期影响，期间应业主要求暂停停工，最终完成全桥下部结构所用时间228天，假如采取其他的围堰施工，比如钢板桩围堰，相比之下，其二者的费用高低就不言而喻了。土工管袋围堰作为沿海筑堤挡潮的一种新技术，在江浙等粉沙土普遍存在的地区广为流行使用，极大地节约了工程成本，对环境也起到了积极的保护作用。在大力提倡精细化施工，挖潜增效，积极推广四新技术的今天，我想土工管袋围堰技术无疑具有积极的推广意义。
参考文献：
[1]《杭州湾主线三八江施工设计图》
[2]《堤防工程施工技术规范》（SL260-200X）
[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）
[4]《软土地区工程地质勘测规范》（JGJ83-91）
论文作者:张晶晶,张良
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签：围堰论文; 土工论文; 钢管论文; 汛期论文; 钢板论文; 水流论文; 抗拉强度论文; 《基层建设》2017年第23期论文;