1、潮汐河段深水袋装砂施工的实践与认识摘 要：在目前的水运和水利工程中，袋装砂在导堤、围堰、丁坝的形成中得到广泛的运用。袋装砂作为堤芯，有效的解决了在缺乏石料供应区域抛石斜坡堤块石供应不足的难题，并有效的降低了施工成本，而且在有防渗流要求建筑物的形成中，它有抛石坝所不具备的优势。 关键字：袋装砂 工艺 探索 根据以往的实践和资料，在沿海围海造地中，围堰采用袋装砂堤芯坝施工，袋装砂的施工基面一般在当地理论深度基准面-1m 左右。在导堤、挡水导流坝的施工中，一般水深在-2-3 米左右，在这样的浅水区，袋装砂都是采用人工（小船配合）布袋，充砂，形成堤芯。 当水深再加深，人工无法布袋，要形成袋装砂堤芯，以
2、往多是抛枕（充灌小砂枕，体积一般不大于 10m3）施工，加上后来本质上类同于抛枕的滑枕施工形成堤芯。这种方法形成的堤芯，相比陆上袋装砂施工的方法，用料多，密实性差，且袋体落位难以控制。 2010 年在长江下游福姜沙航道整治工程中，设计两条坝体北顺堤和南顺堤，主要是要起到挡水、导流、防止窜沟进一步发育的作用。在北顺堤长 3880 米的堤身上有轴线长度 2300 米的袋装砂堤芯，在南顺堤长7851 米的堤身上设计有轴线长度 1500 米的袋装砂堤芯。 自然条件 1、潮流特点 该河段南北跨度大且主要受长江口潮汐影响，河段落潮平均流速大于涨潮平均流速，以落潮流为主。从季节变化来看，各汊道洪季落潮平均流
3、速明显大于枯季；涨潮流速相对较小，中小潮期间部分断面中泓部分无涨潮流，或涨潮流出现时间较短。从流速沿断面分布看，流速表现为深槽处落潮流最大，边滩或岸滩涨潮流较大的特点。 2、流速、流向 依据设计文件及现场观察，流速在 1.0 米以下时间较多，在不同的时间、不同的位置、不同的高程，流速都不一样，在急涨、特别是急落潮时，当施工上层袋体平面高程较高时，由于已做的袋体表面有局部不平整，形成类似龙口时，观测到最大流速有 1.5 米左右；依据设计文件和现场观测，本次施工区域的流向和拟形成的堤坝轴线有很大夹角，流向大多在 70o85o 之间。 3、水深 水深对袋装砂施工有较大的影响。本工程最大施工水深，南顺
4、堤在11m12m 之间，北顺堤在 14.5m15.5m 之间。 施工船机 一个完整的袋装砂施工生产线包括：40 米沉排船一艘，吸砂船一艘，运砂船 12 艘，绞锚艇一艘。对沉排船的主要要求是卷筒长度、充灌砂的设备系统配套、精确的定位软件。本次施工，经计算，水深最大的地方，坝体底宽最大为 41 米左右，为提高施工效率，砂袋沉放为平行轴线方向。本次施工船舶横在水流里，对船舶的锚系系统就有较高的要求，相应的对锚艇就有较高的要求。 填充材料 填充材料大部分的情况下都已在设计文件里有明确的要求。一般而言，以细砂为好。粗砂虽然固结快，粘粒少，但对充砂泵要求高，磨损大，运送距离很短；粉砂含粘粒多，固结慢，从砂
5、袋孔流出的多。设计根据所使用的袋体布指标来对充填料做出要求，当然也要充分考虑现场的自然资源状况。本工程的充填料指标如下：袋装砂堤心充填砂料选用粉、细砂。粒径小于 0.005mm 粘粒的含量小于 10%，粒径大于 0.05mm 的含量大于 70%。 砂袋的充灌和沉放 施工时间的选择。顺利沉放袋头和袋尾是关键，经过多次不同的施工开始时间的选择，最终选择在高平潮前 12 个小时开工，这时涨潮的力量已很小，接近尾声，这个时候放袋头，成功率较高，有效充灌时间较长。具体每天的开始时间还是要现场观测，看是大潮还是小潮，它的根本原因还是流速的影响，所以最好能有一个流速仪在现场。 施工流向的选择。本次施工，经过
6、顺涨潮流施工、逆涨潮流施工、顺落潮流施工的多次实践，最终证明顺落潮流施工为最佳。 当沙袋在甲板上展平，经检查无误时，将沙袋卷上滚筒，卷上滚筒时，两侧由人工将沙袋拉伸，以求砂袋无皱褶收缩地卷在滚筒上。当砂袋头部正好在甲板边沿（或有一点在翻板边）时，停止卷袋，在砂袋的一侧从头部开始用标尺在袋体上每 2 米划一道标记，量水深做到心中有数。将充砂管头插入砂袋的第一排袖口，最好出砂口要超过袖口根部，否则容易将袖口根部冲坏。第一排袖口插入充砂管是很容易和方便的，因为袋体还没有处于受力状态，后面的每一排要想把充砂管头插入袖口时超过根部是有点费力的，袋体处于受力状态，上下两层袋体布紧靠在一起。但这时不能怕麻烦
7、和马虎了事，要尽量做到最好。这个过程还要注意在插入充砂管时，麻木蛮干，充砂管头部是硬的，太大力又不注意的情况下，会把下层袋体布戳破。 在整个的袋装砂施工的过程中，很小不起眼的一件小事在充砂时的袖口绑扎十分重要。很多次由于袖口绑扎不好，对充砂过程或质量产生影响。当在甲板上充砂时，绑扎不好可以重来，只是影响充灌效率；当在水下充灌时就没有办法来从新插管，从而影响充灌质量。充砂管从袖口滑出，一是绑扎不好，一是管内压力太大-反作用力大。主要是绑扎质量问题。水下充灌时绑扎不好，不能水下自动解开，就可能强制拉坏袖口，在袋体上留下一个大洞。袖口的绑扎不是高科技，但一点也不可轻视。袖口的绑扎只是需要认真和技巧。
8、 第一排袖口充灌的是袋体的头部，有隔舱，就是将隔舱基本充满规定的厚度，没有隔舱，就需要施工人员根据经验实施。袋头冲灌量以袋头能不能下放到理想的位置为原则，满足这个原则，袋头内冲的越少越好。所以，隔舱的大小也不是一成不变的。袋头充灌好以后要一次放到泥面，不可以袋头悬挂在水中进行第二排袖口的充灌，否则袋体容易破袋。袋头的下放，再一次校正好精确的船位。以尽可能慢的速度下放；在下放的过程中，没有特殊情况，中途不可以停顿，一次下放到泥面。下放速度快，当袋头接触泥面时，受到泥面的作用力大，可能会产生炸袋的现象，线缝或袋体布会炸开；中途停顿，袋体布受到一个较大的动载荷，也会产生炸袋的现象。 砂袋施工中处理好
9、下放的袋体长度和移船距离的关系以及尽可能的提高充灌的效率。袋体下放的长度一般要结合充砂袖口的位置，三米四米都关系不大，但究竟一次下放了多少心中要有数，可以根据在袋体布上做的记号准确了解到，因为这还关系到这一次移船大概要冲多少方砂，移船的距离一般小于等于放袋的长度，也可以不一次性放到位，中途时刻关注加筋带或袋尾牵拉绳的受力情况。充灌过程中，袋体太松，不能抵挡横向水流作用，太紧，易拉坏袋体。每一排袖口刚开始充灌时袋体也许是处于受力不大的状态，但随着不断的充灌，水下袋体内泥砂不断增多，袋体的受力就不断增大，所以要时刻关注，驾驶台要时刻准备调整船位。 袋尾的下放和充灌。刚开始，袋尾在甲板上充灌，很难成
10、功，也很难保证袋尾的充灌砂量。特别在水深很大的情况下，甲板到泥面的高差大于 15 米。后来在充灌袋尾时就水下充灌。最后一排袖口全部是双层袖口，充砂管在甲板上插入袖口，绑扎好，一要保证充砂时不脱出袖口，二要保证充灌结束能在水下顺利解开。把袋体全部放入水中，充砂管不受力的状态下随袋体下沉水下，不要一次将袋体放到泥面，在袋尾离泥面 12 米高的状态下充灌，让泥砂向前面袋头十几米的地方冲跑一跑，观察大绳的受力情况，当受力很大时，再将袋尾放到泥面，充灌较长的时间，一般是前面一排袖口的 45 倍时间。 对充灌效率的提高要注意的是要有备用充砂泵，控制充砂浓度，不可以堵管，分工明确，协调配合； 袋装砂堤芯的质
11、量控制及与质量标准的差异 充填料、土工材料的质量要满足设计要求。 袋体的加工规格尺寸要仔细计算好，形成的堤芯轮廓线不能大于设计断面线。 施工船舶定位用专用软件，并用移动 GPS-RTK 随时测量袋体沉放轨迹，系浮漂的方法只能参考，不可能大量全程采用。 最难控制的每层袋的充灌厚度只能大概把握，一是通过每排袖口控制的面积，大概的砂量，每个充砂口的每小时充灌砂量来确定每排袖口的充灌时间，间接控制，但由于每个充砂口的单位时间内的流量和浓度不是不变的，所以单位时间内每个袖口的出砂量是不等的；二是通过每一个砂袋的总的充砂量来控制，所以要控制砂袋的充灌厚度是困难的，明知已充灌结束的砂袋内的砂是高低不平的，没
12、有有效的手段去把它整平，砂袋的表面的平整度也是没有办法控制的。 目前所能采用的办法施工船砣测水深、测深仪测量水深、潜水员探摸都不能从根本上彻底的解决问题。袋体在水下刚充灌时，砣测、测深仪测是可以知道所测的这一点的深度和位置，但一两天后测量，因为袋体内的砂的固结，上层袋体有时是漂浮的，就不能真实反映堤身的高程，潜水员探摸点少，砂袋内的极细小的粘粒析出袋体，袋体上十分滑，潜水员操作很不便，再说潜水员的装备（如铅鞋）等也容易把袋体布损坏。对于不出水的大型深水砂袋坝（潜坝） ，在现有的生产设备和工艺条件下，砂袋坝体轴线是比较可以满足标准要求的，坡度指标只能勉强做到，其他标准指标较难做到。 结束语 目前
13、，袋装砂施工工艺在深水筑堤中的应用技术并不十分成熟，还需要从施工中不断摸索、实践，并不断调整、完善施工工艺，形成较为成熟的施工经验，建立一套更为完整的施工理论。我们也将通过此工程不断地总结，为以后的类似工程提供成熟的理论依据和成熟经验。 参考文献： 1闫澎旺等，长江口深水航道治理二期工程地基土弱化特性的试验分析（J）.中国港湾建设，2003，12：1-14； 2中华人民共和国交通部专项标准：长江口深水航道治理工程整治建筑物工程质量检验评定标准（送审稿） （2002 年 2 月） （S） ； 3长江下游福姜沙水道航道治理双涧沙守护工程设计文件； 4许四发，长江口深水航道治理工程软基处理研究（D） ； （作者单位：长江南京航道工程局）
