1、桔园洲防洪沙堤工程施工技术特点【摘要】福州桔园洲吹填沙防洪堤设计新颖，为吹填透水沙堤，施工采用的工艺先进，生产效率高，干密度控制指标合理，围堰修坡方法经济实用，文中对施工中关键技术进行总结，供相关工程参考。 【关键词】 吹填沙 防洪堤 施工 Abstract Fuzhou orange Chau blowing sand filling embankment design for hydraulic fill sand, water, used in the construction of advanced technology, high production efficiency, dry
2、 density control indicators of rational, cofferdam slope mending method is economical and practical, the key technique during construction were summarized, for relevant engineering reference. Key words blowing sand filling embankment construction 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 工程概况 福州闽江下游
3、南港桔园洲防洪工程中的堤防工程位于闽江下游南港建新南堤外侧的沙洲上，起点位于建新镇洪塘，终点位于建新镇湾边，堤线全长 9.15km，为新建堤，防洪标准采用百年一遇，除与金山大桥交叉段共 400m 长的防洪堤采用钢筋混凝土外，其余均为沙堤，堤防工程等级为 2 级。 根据标段划分，C5 标全长 1560m(桩号 7+450- 9+010)，终点位于湾边，处于强潮陆相河口，潮型为规则半日潮，多年平均高潮水位为罗零5.0m，沙堤位于闽江下游的冲积平原，地形平坦。堤基主要是松散状中沙层，局部(桩号 8+ 250 桩号 8+952)位于夹薄层淤泥、淤泥层。河槽宽浅，大多河段宽达 1200 2000m，是泄
4、洪、泄沙和储沙河段，经建材地址相差，沙均为中沙，储量 300 万 m3 以上，完全能满足本项目的需要。块石需外购，主要由陆运、水运解决。 2 沙堤结构型式 21 设计堤型 设计堤型断面如图 l 所示，堤脚用抛石棱体挡水冲刷，堤身用反滤体碎石、土工网格、土工布包裹，用边长 25cm 正六边形 C20 混凝土预制块干砌作护坡，为透水沙堤。 图 1 沙堤设计横剖面示意 为增加堤后内河高水位时的渗径，堤后压载部分也为吹填沙，即罗零 8.0m 高程以下至基底全部吹填沙。为了改善水流条件，避免对堤身迎水坡抛石冲刷，在桩号 8+600、8+725、8 十 850 布设三条潜丁坝，长50m，抛石 8000 m
5、3，设计堤形新颖，充分利用当地材料，造价省、工期短，原计划用两年工期，实际仅用了六个半月，主体工程具备设计防洪挡水能力。 3 施工方法说明及附图 根据设计特点，总体施工顺序为：清基抛石棱体底部土工布、卵石及袋装卵石施工抛石棱体施工抛石棱体背水坡土工网、袋装卵石、土工布、袋装卵石施工吹填沙堤身迎水坡、背水坡反滤 体土工布、碎石施工护坡混凝土预制干砌施工。 3.1 清基 根据设计要求，主要清除了堤身范围内的耕土层、草皮、树根等杂物，除桩号 8+250 8+980 为淤泥、夹沙地基外，其余均为沙基。 3 2 抛石棱体护岸 RT 坝施工 棱体抛石要求孔隙率小于 30%，单块石重 20 100kg，石料
6、容重应大于 2.5tm3。抛右前先铺一层土工布和 30cm 卵石滤层，水下部分先铺一层 50cm 厚袋装卵石，然后进行抛石，断面形成后背水坡理砌至无棱角，迎水坡干砌。本标段共抛石 80000 m3，抛石强度大，采用陆运、水运，高峰期达 1200 m3/d。 丁坝施工采用陆运、船运块石抛投和少量利用道路拆除混凝土块抛投，三条丁坝共抛石 8000 m3，低潮位水上部分理砌成型，坡比l：1.5。 3.3 反滤体施工 反滤体按部位不同，设有土工布、土工网格、袋装卵石、卵石、碎石。 3.3.1 土工布 3.3.1.1 土工布技术指标 用于反滤体的土工布既要透水，又不能漏沙，是保证沙堤安全的关键结构，共铺
7、设 100000 m2 土工布。由江苏省宜兴市非织造布厂生产，主要技术指标参数见表 1，每次进货 2.0 万 m2 后同检一次，共检验四次，均符合要求。 3.3.1.2 土工布搭接、缝制 土工布连接采用上海产的 Gkg 手提式电动缝包机(净重 4.5kg)缝制，供电采用小型发电机供电。缝制厚度最大 9mm（相当于 3 层） ，针脚长度5 9mm，用涂纶线。缝制接头强度经检验大于母材强度。 在水下和接头缝制有困难时，设计采用搭接，搭接长度 4m。另外，在岸坡和与水闸边墙连接处，增加一层附加层，成 L 形布置，每边长度2m。 3.3.1.3 土工布铺设 铺设前首先在加工厂缝制，单幅规格（长宽）为
8、50x5(m)，长边缝制后运至铺设面，短边在铺设工作面现场缝制或搭接。铺设时基层面的硬物或者其它带棱角的杂物要清除掉，并且尽可能宽、皱。接缝预折叠40cm，斜坡面铺设时，伸缩接头多余 40cm 部分朝向坡脚，以防止堤身变形时被拉裂。 铺设过程中，如发现有被淤泥污染现象，及时用高压水冲洗干净，以免降低土工布透水性能，铺设完后及时进行下一道工序，以防长时间爆晒老化，降低使用寿命。 桩号 8+250 至湾边岸坡边水下土工布铺设时，采用低潮水位人工涉水作业，工序安排时充分利用低潮水位、袋装卵石和块石挡水反铲整理作业，以保证搭接长度和水下带棱角杂物清除干净。 3.3.2 土工网 设计要求在抛石棱体背水坡
9、理砌后铺设土工网，网格性能满足以下要求，单位面积质量 600g/m2，网眼尺寸不大于 2525mm，纵横向最大拉伸强度不小于 5 .8kN/m，最大拉伸强度时的伸长率不小于 15%，采用江苏丹用鼎泰工程材料有限公司提供产品，经现场抽检，全部符合要求。土工阿格单幅为长 x 宽为 302.55(m)，连接接缝搭接 20cm，接头处用直径 4mm 尼龙绳梅花形绑扎，对尼龙绳质量每次进料都必须检查，绑扎点间距 7 - 8cm，绑扎时打死结。铺设时与理砌面紧密结合，最上端伸入压顶混凝土底部 Im。本标段共铺设土工网格 15000m2。 3.3.3 卵石、碎石反虑体 用于本项目反滤体粒径范围见表 2。 卵
10、石、碎石均外购，进货时控制含泥量和粒径大小。 分层铺设时，分层明显，上、下层不混层。袋装时要求用新编织袋，严禁使用回收袋。斜坡铺设时装袋饱满，错缝搭结，紧密靠拢。 堤身迎水坡、背水坡铺设反滤体时，先用高压水冲洗干净，并冲洗碎石石粉，以免石粉堵塞渗透途径，致使高水位过后，沙堤积水流不出去，防止产生液化现象，影响沙堤稳定。 3.4 吹填沙施工 C5 标所处河岸两岸地形平坦，河槽宽浅，为保证抄堤安全，吹沙要求取沙后形成的沙坑边缘距堤轴线不小于 300m，沙坑底高程不得低于罗零 1.0m。颗分试验参数见表 3 所示为中沙，不良级配。沙层渗透系数在1.9 2.410-2cm/s 之间，属强透水性沙土。
11、本标段共吹填沙 68 万 m3。工期从 2000 年 12 月 25 日至 2001 年 5月 4 日结束。 3.4.1 吹沙船布置、吹沙工艺 3.4.1.1 吹沙船吹沙能力 吹沙船为绞吸式挖泥船，自装柴油机，主要布置 420、600、1200HP三艘吹沙船吹填，高峰期增加 1000、300、250HP 各一艘，吹沙船吹填能力见表 4。 3.4.1.2 吹沙船布置、吹填工艺 江面开阔水面平稳，冬季风浪不大，吹填期内无台风，吹沙船沿堤脚外 300m 以外布置，架浮管浮筒，吹沙管水陆结合处用柔性接头，避免死弯和水位变形拉开吹沙管，架好后直接吹沙。 吹填工艺流程：测量放线清基压实抛石棱体及护岸施工棱
12、体背水面理砌、铺土工网格、铺袋装卵石、铺土工布吹沙船就位安装浮筒、架吹沙管、接出沙口弯头吹填施工。 3.4.2 吹沙体质量技术指标 本工程设计堤型新颖，国内无类似工程， 堤防工程施工规范(SL260 98)用相对密实度和干密度控制压实质量，仅对吹填粗颗粒土有规定，工程实践中，福州马尾、江滨大道曾经采用过，但工程规模不大。在施工中业主曾多次邀请福建省内有关专家审查咨询，一是对堤型合理性进行论证，二是提出压实质量控制指标，同时业主技术负责人广泛征求国内堤防工程设计和施工规范编委专家的意见，最终结合本工程实际提出，并经设计、监理工程师认可，采取的沙堤施工质量控制措施为： （1）对于常水位(C5 标为
13、罗零 5.0 m) 以下部分，考虑到潮水位作用和上部堤身压载及碾压效果，以水力进行吹填沙筑堤，可不实施碾压。（2）对常水位以上部分，采用水力吹填为主，机械碾压为辅的施工方法。 （3）为确保筑堤工程质量，堤身吹填沙时应严格控制每次上升高度（即吹填厚度） ，一般不大于 l.2m。施工单位要派专人经常移动喷沙管的出口。 （4）部分堤身采用机械碾压，其碾压机具应采用 16t 以上的振动碾，分层碾压，灌水量不小于填筑方量酌 20%碾压不小于 6 遍（其中振碾不少于 4 遍） 。 （5）吹填沙体或碾压沙体质量，暂按于密度 1.45g/cm3 控制，即其干密度不得小于 1.45g/cm3，并据此制定吹填和碾
14、压的工艺参数。同时还需作占总量 20%的沙体相对密度试验。个别标段干密度指标视具体情况另行研究决定。 （6）吹沙填区土料固结干密度检测数量为 200 - 400 m2 取一个土样。 根据实际工期和质量控制指标，我们用于密度测定仪和相对密度仪作了大量的试验，实测干密度共测 832 个点，最大值 1.52g/c m3，最小值 1.43g/ cm3，最小值达设计干密度的 98.6%，相对密实度最大值0.68，相对密实度与干密度是非线性关系。 干密度试验合格率为 98.4%，符台施工规范和评定标准及业主补充通知要求。沙堤总体评定为优良。 3.4.3 吹沙分医、分段、分层 （1）分区施工遵循先抛石棱体，
15、再吹沙原则：平面分区如图 2、图3 所示。吹填顺序：一区二区三区四区五区六区。 （2）分段 分段吹填主要是在同一区内不同型号的吹沙船吹填时，便于计量，排水时沙不被冲走为原则，即遵循每一艘分一段，结合部位采用同时吹填和交错方法，吹沙船之间双方认可，便于计量和结算。 （3）分层 堤后压载部位的沙不分层，即从基底吹至罗零 8. 0m 高程。 堤身罗零 5.0m 高程常水位以下从基底吹填至罗零 5.0m 高程，不分层，由振动碾沿吹沙形成的斜坡面(1：10)碾压。 堤身罗零 5.0m 高程至堤顶分层吹填、分层碾压，分层高度与围堰相结合不超过 1.2m，分层碾压取样合格后才能吹填下一层。 3.4.4 围堰
16、、砍填、碾压、修坡 根据分区、分段、分层吹填方法，堤后压载和堤身罗零 5.0m 高程以下不做围堰，仅在堤身罗零 5.0m 高程至堤顶做围堰分段分层吹填。 （1） 围堰 分区、分段均需做围堰，现在两端堤脚处各做一道纵向围堰，然后根据吹沙船马力和吹沙管长度，一艘吹沙船为一区，长度 200m 左右做横向分隔，构成分区分段闭合围堰进行吹填。 横向围堰垂直于堤轴线，用沙体分隔。 纵向围堰结合“减法”修坡和吹填面大小，采用第三种方法。 第一种：在靠近坡脚 3m 以外用推土机垂直于堤轴线方向推吹填面上的沙，堆积在靠坡脚 3m 以内的沙面上，边堆边洒水，边线大于设计边坡线 11.5m，堰高 11.2m，振动碾
17、压 6 遍后形成纵向围堰。每个仓设排水口，宽度一般 5070cm，用沙袋、塑料彩条布防渗做成泻槽排入闽江，在罗零 5.08.5m 高程吹沙面积比较大时采用，如图 4 所示。 第二种：在吹抄面上取沙，装入编织袋，沿设计坡面线堆码，宽度0.5m，高度 1m，最下层嵌入吹沙面 0.2 0.3m，表层用塑料薄膜贴面，端头设一出水口接人闽江。吹填接近堤顶，断面小时采用，密实度容易保证，但吹沙速度快时容易垮堰， “减法”修坡工作量偏大，如图 5。 第三种：用推土机、反铲将吹填碾压后的吹填面中间的沙移至两侧，形成 V 型槽，槽内靠上端用塑料彩条布铺盖形成围堰，坎填至靠上层时，拉起彩条布，周转使用，端头设出水
18、口。效率比较高，修坡后多余的沙移至压载部分，但围堰下部靠边坡一侧机械扰动后的沙体密实度受影响，吹填后大量灌水以提高密实度如图 6。 （2）吹填、碾压、修坡 吹沙管居中布放出沙口弯头垫高，距吹沙面 1m 以下，采用端进法直至吹填仓末端（出水口设在对边靠江一侧） ，每层吹填厚度 l.01.2m，吹满后移动吹沙管，16t 振动碾行走平压一遍，强压 5 遍，取样测干密度，达不到要求的点，再用水泵抽水灌水碾压，直至达到要求，一般第一循环都能达到要求，局部区段粉细沙，要重复一次。碾压时振动碾平行于堤轴线行走，痕迹重叠不小于碾宽的 1/3。 碾压后修坡采用二种方法，均为“减法”：一种用袋装沙成坡，按预留沉降
19、后的坡比放样挂线，作围堰时，袋装沙内边与斜坡面基本相交，用碾压后多余的沙装成袋，堆码时错缝挤密，按挂线尺寸要求斜铺于沙体斜坡面，铺袋前先用高压水充分冲灌后再压沙袋，铺码堆压后用高压水冲洗一道沙袋。 另一种为直接用机械修坡，即收填至第二层后，将多余的斜坡面沙用反铲浩斜坡面挖至堤内，平铺后浇水碾压。斜坡面用平板振动器沿斜坡面上下拖动振捣密实，可达到作业人员行走时无脚印的效果。 3.4.5 提高沙体密去皮的措施 结合围堰施工方法采用以下措施，提高沙体成坡后的密实度。 （1）召开班组长会议，提出技术要求、操作要求，交底至班组内每一个作业人员。 （2）加强现场管理，项目部质检科长负责施工现场检查，达不到干密度 1. 45g/cm3 要求的工作面，不能进行下一层吹沙，特别是斜坡部位，
