广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710
摘要：膜袋砂围堰具有施工机械化程度高，施工速度快，可增强围堰的整体的稳定性和局部稳定性，软土地基上大型围堰工程是建设项目的关键，广东沿海大部分水闸围堰利用砂土膜袋技术，成功实现软土地基上快速填筑围堰，取得良好的社会效益和经济效益。
关键词：膜袋砂围堰；软土基础；施工技术
1、广东沿海工程地质条件
广东沿海大部分水闸都是建设在软土地基上，软基淤泥层不仅含水量高，孔隙比大、压缩性高，而且承载力低。围堰一次性填筑高度须小于天然地基临界堆载高度，否则由于快速加载饱和淤泥来不及排水，地基将发生塑性流动，产生局部剪切破坏。
2、围堰地基处理方案
软土地基的处理方案从改善地基状态的效果上来说，大致可分为两种。
①对软土进行加固，通过提高地基层的强度或形成复合地基提高地基承载力。
②利用力的平衡原理通过改善地基土体受力状态维持地基稳定。第一种处理方案可以通过搅拌桩、砂桩等处理方式提高地基强度，但是这种处理地基方法不经济，施工难度大，工期较长。第二种方案采取真空预压结合载排水固结及膜袋砂结合反压平台成堰方案。
真空预压结合堆载排水固结方案，利用基坑上填土形成真空预压干地施工平台，在堆载及真空负压作用下，淤泥中的水通过塑料排水板经真空装置排出，淤泥发生排水固结，强度逐步提高，达到加固的目的，但该方案固结时期较长，在潮水中施工难度大。
膜袋砂结合反压抛石平台成堰方案，利用水力机械，以适当的压力将砂料以浆体形式充填入膜袋，砂料在膜袋中泌水固结后形成较为密度的填筑体，经层层叠袋后形成围堰。
该方案不仅可以就地取材，施工机械化程度高，施工速度快而且膜袋的加筋和对土体的包裹作用显着改善了土体的强度和变形特性使围堰的整体及局部稳定性大大提高，因此广东沿海地区大部分围堰采用膜袋砂围堰。
3、膜袋砂围堰施工
为确保围堰稳定及整体性，围堰填筑材料的选择和围堰的施工工艺是关键，特别是围堰的施工工艺，它将直接影响到围堰稳定性和整体性。
3.1、材料选择
土工膜袋采用编织土工布，单位面积质量为200g/m2,径向抗拉强度40KN/m,纬向抗拉强度28KN/m,径向纬向断裂伸张率，顶破强度3.2KN，梯形撕破强力（纵向）膜袋砂充填采用牛皮砂，粒径0.1mm的颗粒含量不小于85%，黏粒含量不超过10%。
3.2、堰体基础处理
每个堰体基础由于受涨退潮及淤积时间长短，基础高差相差较大，为保证围堰安全，要把围堰基础采取一些措施，使堰体基础基本上是一个平面，采用方案有两种，第一种方案是把高的部分用挖泥船或绞吸船把高的部分清除如图1
3.3测量放样，打钢管桩或木桩
根据建设单位提供的测量控制点和拟建围堰设计坐标，将围堰轴线测至河面上，用花杆或浮标等标志物作为围堰施工的依据，打φ50钢管桩，桩下部嵌入河床2-3米，必要时上部连成整排。
3.4膜袋制作
膜袋制作一般根据设计堰体的长度、宽度以及吹填能力，水流情况综合考虑。对于常年低潮位以下膜袋选用大体积膜袋，袋容量一般为2000-4000m3左右袋高。对于接近平均潮水位的膜袋，宜根据工程实际情况，设置膜袋，膜袋0.8m-1.0m容量为1000-2000 m3 ，袋高0.5m-0.8m平均潮水位以下膜袋受涨退潮影响不大，而且膜袋越大，整体性越好。平均潮水位以上膜袋，为很好与地基沉降相适应，膜袋尺寸相对较小，容量一般为100-500 m3，袋高0.3m-0.5m为防止围堰渗水膜袋设计时，上、下层不能通缝。因此合理确定膜袋尺寸是围堰能否吹填成功关键。
3.5土工格栅铺设
为提高基底的承载能力，在铺设膜袋前要沿设计轮廓线在河底铺设一层土工格栅，土工格栅连接为焊接或梆接，土工格栅铺设沿控制桩铺设，铺设时最好是潮位平潮时，铺设过程中边铺边抛砂袋沉底。
3.6膜袋摊铺
为了很好固定膜袋， 沿膜袋四周每隔5m车一个袋体耳环，膜袋摊铺宜选择平流时进行，将膜袋展开平铺在水面上，并将膜袋上的耳环绑在钢管上精确定位，以免袋体发生位移，铺设时应注意不同断面、不同膜袋型号的变化。
3.7吹填砂料
膜袋填充的施工流程为：一次填充——迸浆——二次填充——再二次迸浆——袖口部位人工补填。砂料吹填利用泵砂船进行。目前充灌填料有两种设备，一种是带有充填设备的自喷自吸泵砂船，另外一种是不带吹填设备，施工程序是先把泵砂船固定在某一合适位置，通过高压射水把砂船砂灌入膜袋，无论采用哪种泵砂设备要根据砂源、航道长度、航道交通环境来决定。如果河道比较开阔，可以同时摆下七、八艘自带吹填设备的自喷自吸泵砂船，一般采用自带吹填设备的泵砂船进行填充，这样施工时充灌袋可以平行施工，受力较为均匀膜袋饱满度较好，河道较窄流速大时，一般采用泵船施工，泵船一般只有两个充灌口，泵船压力大，连续作业强度高但是充灌均匀性没有自吸船好。
充填前首先将充填管接入充填袖口内并往船上砂料中灌水使其形成砂水混合料，利用砂船上配备的高压泵将砂水混合物通过充填管充入膜袋内，整个充填过程严格按照施工流程进行，一次充填完成后必须经过泌水迸浆待牛皮砂袋凝固后才进行二次充填，充填过程中注意多次更换袖口以保充填体的平整和饱满避免局部充填过高。在充填过程中利用人工在膜袋上不断踩踏以加快迸浆速度，同时保证填充砂厚度均匀。最后，因在高压泵的压力下，袖口无法充满，需人工将牛皮砂灌入袖口再灌水踏实。
3.8围堰与接头处理
为了防止围堰与围堤接头处渗漏，必须拆除围堤砌石护坡，使膜袋与围堤防渗土体紧密结合。
3.9膜袋外坡防护
为了延缓膜袋因日晒、风浪作用而老化，在膜袋土闭气后，在土工膜铺设时先在堰脚用砂包与土工膜边角线用铁丝扎住，使其稳定，当围堰外坡面土工膜铺设完成后再抛投砂包把土工膜压实。
3.10反压抛石
为了防止潮水对堰脚的冲刷及围堰基础滑移造成对围堰的破坏带来安全隐患，需要在围堰上、下游边线抛石作一反压平台。
3.11围堰沉降位移观测
由于工期短，施工速度相对较快，加上每日两次涨落潮的作用，填筑过程地基将产生较大的沉降、位移变化为了很好掌握围堰每层填筑变形，应该在上层膜袋边线及下层膜袋之间设置位移沉降点，在围堰填筑过程中，通过加强围堰垂直度水平向变形与位移观测，控制加载速率，当地表垂直沉降速率超过20mm/d或最大水平位移超过5mm/d暂停填筑，待垂直沉降及水平位移稳定后恢复施工。
4结语
4.1 广东沿海地区经济发达，在软土地基上建筑重大建设工程较多，利用膜袋砂围堰技术可以很好解决围堰建造的难题，社会效益和经济效益巨大，在番禺龙湾水闸、东涌水闸磨碟头水闸及珠海洪湾水闸，中山大涌口水闸等水闸围堰都是膜袋砂围堰，根据目前的反馈信息，利用模袋砂围堰技术在软基造堰是合理施工方法，值得在类似工程中推广。
4.2 模袋砂围堰受潮水影响较小，施工方便速度快，大大增强围堰的整体稳定性和局部稳定，有效提高了各种破坏模式的安全系数，并阻止江水渗入，达到预期效果。
参考文献：
[l]刘文清，主编，最新水利水电工程一级施工实用技术与管理[M]
[2]钱宁，万兆惠，泥沙运动力学[M]，北京:科学出版社，1983
[3]徐涛，膜袋砂围堰在小水利工程中的应用[J]工程技术，2013(5):53一54
论文作者:马定球
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/25
标签：围堰论文; 地基论文; 水闸论文; 位移论文; 方案论文; 袖口论文; 很好论文; 《防护工程》2017年第7期论文;