袋装砂棱体夹防水土工膜临时围堰设计与施工

摘要：充填砂袋棱体夹防水土工膜临时围堰方案用于太仓市汽渡码头工程的施工。充砂袋夹防水土工膜围堰，充砂袋可抵挡潮水漫顶时的冲刷，不至造成已完工程量的流失。从运行情况来看，效果良好。

关键词：临时围堰、袋装砂棱体、防水土工膜

1概述

1.1 工作内容

太仓市汽渡码头工程位于长江口南支河段南岸、白茆河闸下游、长江大堤外侧河漫滩地段，包括引堤、防波堤、斜坡道码头和辅助设施等工程。

太海汽渡码头地处长江口区的河漫滩地，受潮汐影响，斜坡道均需在干地条件下进行施工，而该项目的部分或全部工作量均在平均低潮位以下，无法进行侯潮施工。为此必须修建临时施工围堰，利用水泵排水降低水位进行施工。

1.2 水文资料

（1）主体工程设计水位（85国家高程）：极端高水位4.26 m，平均高水位1.67 m，平均水位0.54 m，平均低水位-0.72 m，极端低水位-1.65 m。

（2）白茆站潮位（换算为85国家高程）：

白茆站潮位（依据长江委设计院统计资料和白茆站潮位站观测分析数据修正后）为：最高潮位3.33 m，平均高潮位2.28 m，平均潮位1.16 m，最低潮位-0.51 m。

（3）风浪影响：风浪影响为0.2~0.5m。

1.3 地质资料

临时围堰处地基表层为淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土及粉质粘土，其厚度一般为10~14m。W0=52.16%，ρ0=1.77g/cm3，e0=1.46，IL=1.51，KV=4.6*10-6cm/s，KH=7.0*10-6cm/s，C=14Kpa，Φ=120,CV1-2=0.45*10-3cm2/s，Cn1-2=2.66*10-3cm2/s，a0.1-0.2=1.30Mpa-1，ES0.1-0.2=3.30Mpa，Cu=23Kpa，fak=60Kpa。

2、围堰方案

经对本工程所在地地质、潮汐水文资料认真分析和多方调查研究，参照SDJ217-87《水利水电工程施工组织设计规范》相关要求，我们提出了《充填砂袋棱体夹防水土工膜临时围堰施工方案》，经专家论证、完善后实施。

2.1围堰施工措施

（1）临时围堰底部采用铺设砂肋软体排的方法进行护底，以使其保持整体性，沉降均匀与原长江滩地结合密实；

（2）根据围堰运行期最大内外水位差，按5倍水头重新选取断面尺寸；

（3）在围堰外侧铺设防水土膜以防堰体渗漏，并用袋装砂镇压，防浪淘涮；

（4）在码头防波堤修建时不仅对临时围堰进行防渗处理，还要对东、西防波堤和斜坡道南端隔堰进行防渗处理，以形成四周封闭的基坑；

（5）基坑排水采用梯级降水法，尽量减小围堰的渗透破坏。

2.2围堰施工标准

（1）围堰顶高H

H=Z+2+3

其中：Z――最高潮位，取3.33m；

2――风浪高度，0.1~0.5m；

3――安全超高，0.5m。

故：H=3.93~4.33m，取4.0m。

（2）围堰顶宽B

按SDJ217-87《水利水电工程施工组织设计范》要求，本工程围堰属4级临时建筑物，堤顶宽度采用3.0m。

2.3围堰结构型式

（1）边坡:围堰内、外边坡均为1:1.5，在+1.5m高程处设平台。围堰迎水面平台宽1.5m，背水面平台宽1.0m。

（2）围堰体:采用袋装砂棱体结构，中间夹防水土工膜。

2.4围堰材料

（1）砂肋软体排所选用材料是230g／m2丙纶机织布＋150g／m2聚酯短纤无纺布复合，砂肋管袋采用130g／m2聚丙烯编织布。

（2）围堰棱体砂袋迎水面压防水膜部分袋体在围堰运行期要承受经常性的风浪淘涮，所以采用强度较高的380g/m2针刺复合布，其他部位采用150g/m2 聚丙烯编织布。

（3）防水土工膜需有较好的防水性，为便于铺设，最好选用质地较软的产品。经对市场调查，我们选用了太仓市璜泾蓬布厂生产的涂塑布。该材料质地柔软、防水效果好、价格便宜、强度和耐久性能够满足要求。

（4）充填用砂取自长江内规定采砂区的粉细纱，粒径d>0.075mm的颗粒超过75％，粘粒(d

2.5防波堤防渗处理

东、西段防波堤起着侧向围堰的作用，为避免防波堤在斜坡道施工期间渗水过多，对防波堤段堤身结构进行调整，类似围堰采用袋装砂棱体夹防水土工膜型式。

棱体砂袋迎水面压防水膜部分袋体采用380g/m2复合布，其他采用设计编织布。

2.6方案的实施

2.6.1施工准备

（1）材料准备：根据围堰断面结构，并考虑施工的方便性确定护底软体排、袋装砂棱体用袋体、防水土工膜的尺寸，然后进行加工制作。

（2）测量放样：采用全站仪进行定位放样，用Φ50钢管直接插入原始泥面标出护底软体排的铺设外边线。此外边线同时可作为上面各层棱体袋施工的控制线，各层边线位置可根据断面图进行计算。

（3）设备准备：主要施工设备包括采砂船、运砂船、定位船、泥浆泵、工作平台（可浮在水面上供施工人员进行工作）等。

2.6.2主要施工程序和方法

（1）程序:采砂船采砂运砂船运砂泥浆泵充砂棱体袋充填、铺设（软体排铺设）袋装砂棱体防水土工膜铺设压膜袋体铺设

（2）施工方法

软体排、棱体袋、防水土工膜及压膜袋体均由人工进行铺设，铺好后由泥浆泵进行充砂。

（3）主要技术要求

软体排、棱体袋、压膜袋体制作时，接缝均采用“包缝”。防水土工膜采用热熔焊法拼接。软体排铺设时块间搭接不小于2m，棱体袋、压膜袋体铺设时块间搭接水下不小于2m、水上不小于1m，充砂时接缝处需人工踩踏密实。棱体袋充填厚度控制在0.4~0.6m，不能过厚，上下层袋体应错缝铺设。防水土工膜搭接不小于2m，铺设时需紧贴棱体袋成阶梯形铺设，不能张拉过紧。

3.6.3基坑排水

基坑来水包括五部分：

（1）围堰合垅后的初期积水、（2）排水过程中围堰四周及基础的渗水、（3）围堰体充填及基坑覆盖层中的含水、（4）斜坡道充填砂来水、（5）施工期雨水。其中，（1）、（4）、（5）部分为一次性来水，（2）、（3）部分为经常性来水。

（一）基坑水位

1、初期水位：按合垅时平均潮位，为1.16m。

2、施工水位：按施工需要，前沿墩台施工水位-2.4m，基坑现有底标高-3.2m，港池墩台前沿防护施工标高-4.6m。

（二）排水量估算

1、基坑初期积水

基坑面积：S=（200+220）*150.35/2=31574m2

各水位情况下积水如下表

2、基坑日渗水量

基坑周长：L=150.9+150.9+220+200=722m

围堰渗透系数：K=3*10-3cm/s（按土工布渗透系数）

地基渗透系数K=5*10-6cm/s，渗透量很小，略去不计。

则，基坑日渗水量如下表

注：上表工作水位低于围堰基础顶面（即地面高，按-1.8m），渗水垂面高按围堰外水位与地面高差计。

（三）排水设备配备

采用90kw柴油发电机，NL150-15型泥浆泵抽水进行围堰运行期内的排水，每台发电机可供3台泥浆泵用电。

（四）截水沟和集水井

围堰内脚设截水沟，深1米，边坡1：1.5，底宽0.8米。围堰四角各设集水井一个，以便抽水，集水井距围堰内脚15米。

3.6.4围堰运行情况

临时围堰工程在主体工程施工期间，围堰运行良好，没有出现大的管涌、渗漏等问题，运行效果良好，达到了预期目标。

4结束语

在以粉土为主的长江滩涂上修建临时围堰形式多样，但成功的先例不多，完全闭气更属首例，充砂袋夹防水土工膜围堰，充砂袋可抵挡潮水漫顶时的冲刷，不至造成已完工程量的流失，防水土工膜防渗比通常设闭气吹填砂效果更好，独立的袋体也增加了围堰的安全系数，遇有发生决口的情况时不致造成较大范围的溃坝。经过在太仓沿江开发项目新泾闸和太海汽渡码头工程中的应用证明是可行而经济的。

备注：本文中所涉及的图表请以PDF形式查看