KAN河大桥土工袋吹填围堰施工技术研究

KAN河大桥土工袋吹填围堰施工技术研究

韩二虎

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摘要：土工袋吹填围堰施工工艺在国内河道围堰施工中应用较为广泛，由不同尺寸袋装的砂袋叠加组合形成，砂袋围堰的反渗透能力、抗冲击能力、稳定性都比较好，该方法施工机械设备简单，施工用的砂场能够就地取材，达到保护环境，节约施工成本的效果，施工操作技术容易掌握、工作效率较高、能够有效提升施工进度、降低工程施工成本。因此，土工袋吹填围堰施工工艺被广泛运用到临时围堰施工中。在非洲国家机械物资设备相对缺乏的情况下，实施本项施工技术难度增加，本文将着重针对土工袋吹填围堰施工工艺进行深入分析与总结。

关键词：土工袋；围堰施工工艺；吹填法；

背景资料：

KAN河大桥作为项目重点工程，跨越KAN河水域， KAN河流经铁比苏市，河面宽680m，类似“羊肚”型，为季节性河流，下游修建有蓄水设施，进出口流量较小。在APD报告中本桥设计流量为110m /s。此区域枯水期水面高程167.892m，水深约5m，经前期调查主要用于农业灌溉、饮用水源，在下游处有溢洪道，常年流速缓慢。经设计部门重新水文计算，现场核实，洪水位为169.65m。

KAN河大桥起点桩号PK29+762，终点桩号PK29+878，全桥位于Kan河深水区域，下部结构为柱式钢筋混凝土墩柱，柱式桥台，桩基础；上部结构为预制钢筋混凝土I梁，桥面板现浇混凝土，总长110.6m，桥面宽2×10m，每跨15.8m,共7跨。

围堰施工类型的选取：

由于桥梁位于河流中，根据现场情况，项目拟采用两种围堰方案进行施工：填土围堰和土工袋吹砂填筑围堰。经过两种围堰对比，填土围堰不适合水深6m的水中填筑，施工难度与安全风险较大。填土围堰施工进度缓慢，对当地的河流造成的污染较大，后续的拆除工程量较大并且缓慢。传统水中填土围堰填筑难度和安全性较差。造价高、施工工期长。

选用土工袋吹填围堰施工，施工安全、高效，机械化程度高，安全性也较传统填土围堰要可靠。土工袋吹砂围堰适合深水作业。一般可达到8m。并且是土工袋吹填，施工过程中对环境污染也较小，在后期拆除过程中迅速，对周围环境水域污染也较小。汛期如果水位超出警戒水位，采用砂袋加高围堰较易，在砂袋加高的同时，也增加了围堰的自重，增加围堰的稳定性，安全性也随着提高，汛期安全较有保障。

围堰的设计构想与结构形式：

根据现场实测，Kan河枯水期水位高程167.5m，水深5m。最高洪水位169.65m，临时施工围堰要求高出最高洪水位0.8m，河床底最低点标高162.5m,堰顶高程为170.45m, 围堰高度约8.0m，迎水面围堰坡度1：1.5，围堰内侧坡度1：1，根据围堰的横断面计算，围堰底最宽处25m，顶面设计宽度为5m，土工袋围堰分层填筑，每层高度和搭接长度均为1.5m，共6层；土工袋长度根据现场实际情况确定(围堰全长约640m，即（230+90+230+90)，土工袋内的填料选用当地的山砂。

围堰一端采用填石路基连接至河岸，围堰成型后，将围堰内水抽干并对围堰内河床进行基底宕渣处理，把桥梁水中施工改为陆地施工。为确保围堰的止水性能，围堰内侧底部进行土工袋加固处理。围堰迎水面须满铺止水薄膜，薄膜用小砂袋压紧，每隔一层设小砂袋压紧，间距为1.5m一处，小砂袋尺寸为50×30×20cm，背水面防止雨季雨水的冲刷，采用彩条布铺设并加固处理,顶面采用2m×0.5m×0.3m的小砂袋进行加固。

土工袋吹砂围堰施工工艺：

（一）施工准备：围堰施工前，在全面熟悉设计图纸及本围堰施工方案的基础上，进行现场复核和周围环境调查；进行现场勘察、察看现场水文地质情况，选择、准备好填筑的材料；根据图纸及工作面等进行测量放样、确定出围堰区域位置；准备好吹填材料及机械设备，满足生产计划需求。

土工袋的制作：土工袋制做成筒状，尺寸以纵断面的不同高程的尺寸加上搭接长度，在围堰横断面方向整体制作，纵向土工袋尺寸以施工现场为准；土工袋袖口每10~15m布置一处，呈梅花型，长度以浮出水面20~30cm为宜，袖口直径为30cm；土工袋缝制时，土工袋的所有接缝均采用包缝法拼接，局部不能采用包缝法可以采用丁缝法拼接。拼缝强度应符合设计要求。拼缝处应不少于2道缝制线，线与线间距均匀， 宜控制在1cm。缝制线宜采用丙纶线、涤纶线或锦纶线，强度应符合设计要求。缝制线应松紧一致，针脚间距宜12~13针/10cm，禁止出现跳针，每道缝不少于二道(先缝一道，折叠后再缝一道或两道)，确保袋体的接缝强度。为确保充填袋质量，由生产厂家制做，一次成型。缝制完成，折叠存放于阴凉干燥处，并注明土工袋的尺寸及充填位置。土工袋采用230g/㎡丙纶长丝机织布和150g/m²无纺土工布组成。

（二）测量定位和打设定位钢管

围堰的充填根据吹填土工袋断面尺寸及河底高程，计算出每层土工袋的堆放边线，铺设土工袋时采用GPS测量土工袋边线位置及袋两端中轴线位置，在铺底层及水下充填土工袋时沿袋体四周边线外侧约1m，每隔4～6m将Φ63mm钢管（钢管长度依水深而定）插入或打入泥中固定，以便铺设土工袋时固定。在铺袋施工时对围堰中轴线和内外边线、土工袋的起始点进行校核，若超过允许偏差范围及时调整，确保每层吹填土工袋的准确位置。

（三）土工袋的充填

1、卷袋：施工前将土工袋打开卷成筒状放置在工作船，工作船平行于围堰轴线两侧，沿围堰轴线方向移动船并配合打开铺袋。

2、铺袋：采用 (工作船)沿铺设位置将土工袋展开、水上铺设，展开土工袋在白天作业进行，展开后将土工袋两侧用绳索或8＃铁丝一头系砂袋，另一头做成圆环，扣套在定位钢管上，防止土工袋受水流影响漂移移位。再次复测充填土工袋施工位置，并检查充填土工袋是否固定牢固。土工袋袋体要求垂直围堰轴线铺设，边线对齐。上下层土工袋袋体应错缝叠加，以避免袋体相对滑动，出现贯通缝隙的现象。

3、充填土工袋：同层相邻土工袋袋体接缝处应预留收缩量1～2m，充填时应先充填四个角位，再从两端往中间充灌，确保充填后土工袋袋体相互挤紧。袖口系上浮标，以保证袖口始终露出水面。

利用自吸泵抽砂通过橡胶管输送到袖口灌砂，充填时应及时调整输送管口的方向，先从四角开始，并均匀冲灌，土工袋沉到指定位置后，检查位置和形状，是否符合要求且形状没有扭曲，继续充填土工袋。充填从两端往中间充填，每填充一个袋口检查充填平整度和饱满度，符合要求即填充下一个袋口，直至完成。

应控制好充填厚度和饱满度，土工袋袋体厚度控制在1.5m左右，袋体不平整将影响上下袋之间的稳定性，一般饱满度控制在85%。土工袋充灌完成之后将袖口扎紧。

（四）铺设止水薄膜

为确保围堰的止水性能，围堰迎水面须满铺止水薄膜，薄膜搭接处不小于30cm。薄膜下端用50×30×20cm、间距1.5m的小砂袋固定并沉入水中，确保止水薄膜与砂袋之间紧密粘结。 

（五）排水沟和集水井开挖

用挖掘机沿基坑四周开挖排水渠，排水沟宽度为0.5m，深度为0.5m。在基坑对角位置分别设置宽2m、长2m、深1.5m的集水井两个。

（六）抽水

集水井开挖完成后，采用两台6寸水泵进行24小时抽水作业，同时检验围堰漏水情况，开始抽水速度要慢，水位下降控制在3cm/h左右，使其逐渐承受水压力完成预变形，防止抽水过快围堰坍塌。

（七）彩条布坡面防护

堰体内侧边坡采用彩条布铺设，防止雨季雨水对铺面的冲刷，相互搭接宽度不小于30cm，采用扎带有效连接，上下端采用小砂袋进行加固。

（八）围堰拆除

围堰拆除季节选在旱季低水位施工，拆除时应由下游开始，由围堰顶至围堰底，背水面至迎水面，逐层拆除。水面以上采用机械配合人工进行拆除，土工袋体内的砂采用自卸车运至河岸边指定地点，水面以下部分采用自吸泵抽吸土工袋体内的砂到河岸，排水固结装车运到指定地点。

综上所述，土工袋吹砂围堰在基础设施建设中具有重要的发展作用。该工艺，具有良好的稳定性、防渗性、使用性、经济性、可靠性，符合当地环保部门的相关要求，对高速公路水中桥梁工程建设奠定基础。为非洲国家在今后的公路桥梁建设中提供丰富的施工经验。

参考文献：

[1] 袋装砂堤设计与施工技术规范 中国交通建设股份有限公司企业标准 Q/CCCC SY101—2017