CN106869149A - 一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，(1)采取开挖沟槽或者筑堤的方式在需要施工的地方设置封闭的围堰；(2)在围堰内确定储砂区位置并平整基床；(3)测量放线标记：(4)生态管袋安装；(5)采用抽砂泵对土工管袋填充砂。本发明能够明显提高土工管带施工效率，缩短工期，可充分利用有限水源、砂源，有效的节约施工成本。

Description

一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法

技术领域

本发明属于施工技术领域，涉及一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法。

背景技术

近年来，随着土工合成材料的迅猛发展，土工合成材料被越来越多的应用在滨海地区的海岸线整治工程、沿江地区的江岸治理工程、环保疏浚工程中。在陆上一般采用土工管袋充填砂的方式进行围堰施工，通常土工管袋充填砂施工分为水力充填作业与人工机械作业两种方式：陆地施工一般采取“机械装袋+人工缝合”的工艺，该工艺存在充填不饱满，不密实，后期沉降大，成形外观差的缺点，且该方法所需的人员及机械数量较多，成本较高，施工进度较慢；采用水力输充填的方式，需水量大，要求陆上作业区域不能离水源太远，否则会面临水泵输送距离远，增加机械动力成本，降低效率等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有施工方法的不足，提供一种的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，该方法包括以下步骤：

(1)采取开挖沟槽或者筑堤的方式在需要施工的地方设置封闭的围堰；

(2)在围堰内确定储砂区位置并平整基床

1)储砂区与施工区之间设置一个沟槽，并且确保储砂区靠近待施工的土工管袋棱体；

2)在整平围堰基床过程中，应适当设置小坡度使水回流至储砂区；

(3)测量放线标记：

施工前进行拦砂坝底层袋体轴线及边线放样，并在两侧充填土工管袋时沿袋体四周边线外侧，设置固定钢管以便铺设土工管袋时固定土工管袋；

(4)生态管袋安装

1)土工管袋安装前检查基槽是否清理完毕，避免尖锐物刺破袋体；

2)然后沿拦砂坝轴线方向展开铺土工管袋，展开后将土工管袋四侧的编织带与定位钢管连接，防止土工管袋在充填过程中变位；

(5)采用抽砂泵对土工管袋填充砂

1)在正式开工填充前，需进行试充典型试验，以取得相关参数，用于指导正式施工；

2)正式充填作业时应先充填四个角位以稳定袋体，然后由四周向中间预留的出水袖口方向充灌，充填时应注意及时调整输送管口的方向，达到均匀冲灌的目的；

3)充灌时应自下而上分层依次充填，在下层袋体滤水固结前，不应在其上部充填另一个袋体，整个拦沙坝棱体施工应按延伸方向呈阶梯状推进。

进一步的，所述的步骤(3)在铺袋施工时要求对围堰的中轴线和内外边线、土工管袋的起始点进行校核，若超过实施要求所允许的偏差范围则需及时调整；

当充填土工管袋出水后，直接用红油漆在下层充填袋上面标记出，上一层充填袋的中轴线和边线，确保每层充填土工管袋的位置准确。

更进一步的，所述的步骤(3)设置固定钢管具体为在充填两侧土工管袋时沿袋体四周边线外侧1m的位置设置固定钢管，固定钢管间隔4～6m，固定钢管直径为φ63～φ75mm，固定钢管长度根据施工水深而定，固定钢管插入或打入到原泥面固定。

更进一步的，所述的步骤(5)的步骤3)上下两层的袋体将袋体的缝为错位设置，错位在5m以上，以避免袋体相对滑动，出现贯通缝隙的现象。

更进一步的，所述的步骤(5)典型试验取得的相关参数包括充填砂浓度、充灌压力、屏浆时间和固结效果。

更进一步的，所述的步骤(5)所填充的砂的浓度为控制在40％-60％，填充时冲灌的控制压力范围为0.2～0.3mpa。

更进一步的，所述的还包括在完成平整基床后进行蓄水，同时在设计好的位置蓄砂。

本发明利用水力充填的原理作为基础，主要是通过在土工管袋施工位置区域四周以开挖或回填的方式形成围堰，围堰蓄水后形成封闭水域，再在封闭区域内合理设置储砂区和土工管袋施工区，利用抽砂泵使用循环水源进行土工管袋充填施工，施工用水从土工管袋中溢出后，始终在封闭的区域内，还可根据封闭区域内水量情况，适当增加用水。这样可确保区域内的水量始终满足工程施工需求。本施工方法尤其适用于：陆域进行土工管袋充填施工，对充填袋体质量有较高要求；在水深不超过2.0m的浅水环境中进行土工管袋充填施工；在取水困难或运输距离过远的情况下。

本发明的有益效果：

1、能够明显提高土工管带施工效率，缩短工期，采用本施工方法有效可避免受风、浪、潮影响，提高抽砂排施工的效率，同时有效缩短水力输送距离，提高抽砂排充填土工管袋效率。

2、采用本工法可避免频繁供水，同时因在同一封闭区域内施工，无水流、涨落潮影响，砂源不会出现较大流失损耗，可降低施工成本，可充分利用有限水源、砂源，有效的节约施工成本。

3、陆地浅水取砂施工较深水取砂施工，安全风险低，同时能有效避免充填过程中浪、流的作用导致管带充填高低不平，能确保充填后袋体饱满、美观，施工安全风险低，施工质量有保障。

4、在封闭水域中，循环使用水源，避免泥水四散污染周边环境，有效的保护环境。

附图说明

图1为施工位置示意图：

图2为用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进一步的详细描述。

一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，该方法包括以下步骤：

(1)采取开挖沟槽或者筑堤的方式在需要施工的地方设置封闭的围堰；

(2)在围堰内确定储砂区位置并平整基床

1)储砂区与施工区之间设置一个沟槽，并且确保储砂区靠近待施工的土工管袋棱体；

2)在整平围堰基床过程中，应适当设置小坡度使水回流至储砂区；

(3)测量放线标记：

施工前进行拦砂坝底层袋体轴线及边线放样，并在两侧充填土工管袋时沿袋体四周边线外侧，设置固定钢管以便铺设土工管袋时固定土工管袋；

(4)生态管袋安装

1)土工管袋安装前检查基槽是否清理完毕，避免尖锐物刺破袋体；

2)然后沿拦砂坝轴线方向展开铺土工管袋，展开后将土工管袋四侧的编织带与定位钢管连接，防止土工管袋在充填过程中变位；

(5)采用抽砂泵对土工管袋填充砂

1)在正式开工填充前，需进行试充典型试验，以取得相关参数，用于指导正式施工；

2)正式充填作业时应先充填四个角位以稳定袋体，然后由四周向中间预留的出水袖口方向充灌，充填时应注意及时调整输送管口的方向，达到均匀冲灌的目的；

3)充灌时应自下而上分层依次充填，在下层袋体滤水固结前，不应在其上部充填另一个袋体，整个拦沙坝棱体施工应按延伸方向呈阶梯状推进。

进一步的，所述的步骤(3)在铺袋施工时要求对围堰的中轴线和内外边线、土工管袋的起始点进行校核，若超过实施要求所允许的偏差范围则需及时调整；

当充填土工管袋出水后，直接用红油漆在下层充填袋上面标记出，上一层充填袋的中轴线和边线，确保每层充填土工管袋的准确位。

更进一步的，所述的步骤(3)设置固定钢管具体为在充填两侧土工管袋时沿袋体四周边线外侧1m的位置设置固定钢管，固定钢管间隔4～6m，固定钢管直径为φ63～φ75mm，固定钢管长度根据施工水深而定，固定钢管插入或打入到原泥面固定。

更进一步的，所述的步骤(5)的步骤3)上下两层的袋体将袋体的缝为错位设置，错位在5m以上，以避免袋体相对滑动，出现贯通缝隙的现象。

更进一步的，所述的步骤(5)典型试验取得的相关参数包括充填砂浓度、充灌压力、屏浆时间和固结效果。

更进一步的，所述的步骤(5)所填充的砂的浓度为控制在40％-60％，填充时冲灌的控制压力范围为0.2～0.3mpa。

更进一步的，所述的还包括在完成平整基床后进行蓄水，同时在设计好的位置蓄砂。

实施例：

一、施工项目：

某岛滨海公园侧岸滩整治工程，是整治滨海大道侧2#、3#堤坝间及堤坝外侧共计4.86km的范围的岸滩。其中B1～B28为2#、3#堤坝间的岸滩整治段，总长3567.427m，该段中的B1～B23段长3102.846m，需进行岸滩整治和岸滩防护，拦砂坝采用管袋结构，B24～B28段长464.581m，只需进行岸滩防护，拦砂坝采用块石护面结构；W1～W9为2#、3#堤坝外的岸滩防护段，总长1289.195m，拦砂坝采用块石护面结构。

二、本工程中实施所需的主要机械设备为冲砂泵船、长臂挖机、短臂挖机、自卸汽车、装载机等，主要材料为土工管袋，具体详见表1表2表3所示。

表1冲砂泵船主要性能表

表2陆地机械设备表

序号

机械名称

用途

规格

单位

数量

备注

1

长臂挖机

开沟引水、装卸车

小松220

台

1

2

短臂挖机

开挖、倒运材料

小松220

台

1

3

装载机

储砂

小松450

台

1

4

自卸汽车

倒运

30t

台

10

本工程主要使用材料为生态管袋Ⅰ、高韧聚丙烯有纺织物复合耐久纤维生态管袋Ⅱ及抗腐蚀聚丙烯长丝无纺土工布。

具体抽样组批原则及检验内容参照《水运工程质量检验标准》(JTS257-2008)的附录C《主要材料试验和现场检验抽样组批原则及检验项目》。

表3试验检测内容一览表

三、在时间工程中质量要求保证如下：

1、砂源质量：尽量选取粒径小、级配均匀的砂料，砂料需及时送检，质量应满足设计要求。设置储砂区时，先计算出各分段充灌砂施工所需砂料工程量，然后就近集中进行砂料堆放，间隔200m设置一个堆料点，减少材料损耗量。

2、蓄水围堰质量：在修筑可循环使用水进行水力充灌砂的蓄水围堰坝体时，需利用挖机二次压实加强坝体密实度及稳固性，减小基槽蓄水后水量渗透。

3、基槽整平质量：基槽整平应按设计标高进行控制，验收合格后方可进行蓄水，为避免袋体充灌过于饱满而造成爆袋的风险，同时兼顾到袋体后期沉降，可根据实际地质条件预留沉降量。

4、土工管袋制作质量：管袋长度方向应设置固定拉环，间距为5米(视管袋结构进行适当调整)，用于袋体铺设时轴线定位及充填时保持管袋稳定；管袋预留充填袖口间距为5～8米(可根据管袋充填厚度、宽度进行适当调整)，充填袖口直径450mm，长度900mm，减小填料流动性差导致袋体局部凹凸不饱满的影响；管袋的包装物必须为防紫外线型织物包装，且库存时注意防火防晒并保持通风。

5、土工管袋铺设质量：

1).土工管袋进场时要根据设计规格要求进行验收及送检，仔细检查袋体有无孔洞、破损、缝制线明显疏密不均、老化等缺陷；

2).袋体吊运时防止损坏袋体；在铺设前对管袋铺设位置进行基底清理及杂物清除；

3).袋体铺设前进行测量仪器校核，按测量放样时所放的边线控制桩铺设，铺设时将袋体平整捋直，确保袋体边线平齐，袋体展开时随时调整平面位置，避免全部展开后调整困难；

4).袋体长度方向与围堤轴线方向平行、边线对齐、管袋间搭接应符合设计规范要求，以保证袋体充砂后紧密，相邻袋体应错开布置，避免出现通缝；

5).袋体展开、拉直拉平后采用柔性尼龙绳将固定拉环与固定桩进行锚固，防止袋体平面位置偏移；

6).每10米用红绳拉设一条高程控制线，充灌砂将袋体边角压实，压实后及时解除固定桩，以防后续充填拉扯损坏袋体。

6、土工管袋冲灌质量

1).施工人员先将输泥管展放搭接，各段输泥管搭接处用钢丝固定且妥善处理钢丝外露以防刮破袋体，输泥管塞入优先充灌的袖口中，将袖口扎紧后启动泵机开始抽水再进行充灌砂施工；

2).利用泥浆泵将砂通过袖口灌入袋体，充灌时采取分层充灌的方法，并控制砂量浓度和流速，以保证土工管袋平整度；

3).充填过程中经常调整出泥管口方向，防止袋体在充填过程中受力不均匀而位移变形，如发现袋体偏移，应及时调整袋体位置；

4).当充填到约2/3厚度时暂停充填，扎紧袖口，让其固结，接着移砂泵管头充填相临的袖口，第一遍充填完毕后再从第一排袖口开始充填；考虑到冲灌砂的固结性及地表沉降，刚充满的袋体厚度比设计厚度大10～20cm，确保固结后袋体的厚度可达到设计厚度，充灌时注意防止局部出现充填不足现象；

5).为保证充填质量，首先需加强砂源质量控制，其次增加袋体充灌时间，利用水力将流质的砂均匀充灌袋体，最后是采用在袋体顶面人工来回踩踏挠动的方式，留有一定的固结脱水时间，以防袋体爆裂，采用人工加快砂体的排水固结，既能控制土工管袋的平整度，又能将充进袋体的粘土颗粒随水流排走，满足质量及美观的要求；

6).每个袋体完成充灌砂施工后及时将袋体表面上砂质、工具等物品清除，存在真空现象的袖口进行人工铲装砂施工，并及时用尼龙绳将所有袖口绑扎或缝合。

四、效益分析

采取本发明施工方法，对传统施工方与本方法充填方案综合成本进行了对比分析，分析结果如下：

1、经济成本对比如下表：

除上述直接经济效益外，因海上来砂变为陆地来砂，砂源更稳定且易组织，缩短了不少工期。

2、环保效益

利用本工法，充填管袋过程中的水体污染可得到控制及解决，施工方式取得当地海洋、海事等政府部门的认可，减少了治污防污染方面的成本投入。

综合来看，蓄水循环利用充填工艺虽增加围堰修筑费用，但总体较传统充填工艺节约成本13.56万元，同时减少了工程安全风险、缩短了工期约2天，并为工程项目的顺利实施提供了有利保障，为施工方赢得较好声誉。

上述工程实际应用施工实例：

上述某岛滨海公园侧岸滩整治工程，的B16～B20长约160m的典型段使用本方法施工。

经过分析，该典型段所在区域因内海疏浚开挖需要进行止水，处于干地状态，该施工区远离水域，取水困难，采砂船无法靠近施工区，水上打砂输送距离远。

本工程冲砂管袋拦砂坝作为沿岸景观带，外观质量要求较高，要求土工管袋充填饱满美观，顶层袋平头搭接。

在岸滩整治典型段施工过程中，项目部采用本蓄水循环利用充填方法，利用现场内海疏浚料将沿岸的即将要施工拦沙坝的区域围起，形成封闭围堰，开沟引水至该封闭围堰中，并在围堰中设置储砂区，用自卸车倒运砂至储砂坑中，然后利用抽砂排将砂充填至生态管袋中，因陆上砂源来源稳定，易组织，充填距离短，作业受环境因素影响小，工期质量得到保证，提前2天完成B16～B20段160m岸滩整治典型段施工，通过监理、业主单位典型段竣工验收，累计完成充填砂3000方。

以上所述的实施例，只是本发明的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)采取开挖沟槽或者筑堤的方式在需要施工的地方设置封闭的围堰；

(2)在围堰内确定储砂区位置并平整基床

1)储砂区与施工区之间设置一个沟槽，并且确保储砂区靠近待施工的土工管袋棱体；

2)在整平围堰基床过程中，应适当设置小坡度使水回流至储砂区；

(3)测量放线标记：

施工前进行拦砂坝底层袋体轴线及边线放样，并在两侧充填土工管袋时沿袋体四周边线外侧，设置固定钢管以便铺设土工管袋时固定土工管袋；

(4)生态管袋安装

1)土工管袋安装前检查基槽是否清理完毕，避免尖锐物刺破袋体；

2)然后沿拦砂坝轴线方向展开铺土工管袋，展开后将土工管袋四侧的编织带与定位钢管连接，防止土工管袋在充填过程中变位；

(5)采用抽砂泵对土工管袋填充砂

1)在正式开工填充前，需进行试充典型试验，以取得相关参数，用于指导正式施工；

2)正式充填作业时应先充填四个角位以稳定袋体，然后由四周向中间预留的出水袖口方向充灌，充填时应注意及时调整输送管口的方向，达到均匀冲灌的目的；

3)充灌时应自下而上分层依次充填，在下层袋体滤水固结前，不应在其上部充填另一个袋体，整个拦沙坝棱体施工应按延伸方向呈阶梯状推进。

2.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的步骤(3)在铺袋施工时要求对围堰的中轴线和内外边线、土工管袋的起始点进行校核，若超过实施要求所允许的偏差范围则需及时调整；

当充填土工管袋出水后，直接用红油漆在下层充填袋上面标记出，上一层充填袋的中轴线和边线，确保每层充填土工管袋的位置准确。

3.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的步骤(3)设置固定钢管具体为在充填两侧土工管袋时沿袋体四周边线外侧1m的位置设置固定钢管，固定钢管间隔4～6m，固定钢管直径为φ63～φ75mm，固定钢管长度根据施工水深而定，固定钢管插入或打入到原泥面固定。

4.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的步骤(5)的步骤3)上下两层的袋体将袋体的缝为错位设置，错位在5m以上，以避免袋体相对滑动，出现贯通缝隙的现象。

5.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的步骤(5)典型试验取得的相关参数包括充填砂浓度、充灌压力、屏浆时间和固结效果。

6.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的步骤(5)所填充的砂的浓度为控制在40％-60％，填充时冲灌的控制压力范围为0.2～0.3mpa。

7.根据权利要求1所述的用于土工管袋的拦砂坝蓄水充填施工方法，其特征在于：所述的还包括在完成平整基床后进行蓄水，同时在设计好的位置蓄砂。