水下铺设砂被施工工艺

摘要： 水下砂被铺设是水利行业最近两年新出现的施工工艺，它对阻隔碎石垫层、抛石等挤入淤泥和部分的水平排水具有很大的作用。水下铺设砂被作业的难点就在于施工机械都是船舶，作业点是水下，施工要求每次铺设必须要一次性铺设成功。本论文采用小洋山围垦工程为例。

关键词：水下铺设砂被船舶施工新工艺

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

底层砂被指在围堤填筑时，最先在淤泥表面铺设的一层砂被，作用是阻隔碎石垫层、抛石等挤入淤泥，并起到部分的水平排水作用。砂被里面填充的是透水性较好的粉砂或者是细砂（按设计要求），充填袋采用编织布（通常采用200g/m2）。为了加强施工安全性，确保一次性成功铺设，在每条编织袋幅宽4米处左右加缝一条加筋带，在砂被的两端改用复合土工布（450g/m2）大约30米的宽度，下包2米（复合土工布450g/m2）的宽度。这种复合土工布的抗拉强度很大，大大缩短了施工难度，提高了工作效率，也减少了迎水坡海浪的冲刷。

施工工艺:

1、材料

1.1、底层砂被充填袋编织布采用200g/m2编织布（为例），技术指标见前表。充填袋在现场缝制。底层砂被铺设采用铺排船水上铺设。砂被制作满足港工行业标准要求。砂被径向（或纵向）必须垂直堤轴线铺设。

表1底层砂被200g/m2编织布技术指标

1.2、砂被充填料宜采用透水性较好的细砂，粘粒含量（d＜0.005mm）应小于5％，粒径大于0.075mm的颗粒含量应大于85%。充填料质量检验每5000m3取样一个。

2、设备选用

选用铺排船进行施工作业，船上电机功率490千瓦，设有长28m，宽6m的自动翻板（施工中可根据船舶的具体宽度确定编织袋的缝制宽度），有效负重850KN；卷筒长28m，直径1.5m，可负载500KN拉力，另设有20t重的压紧梁装置一套。该船还配有6台冲水泵和6台泥浆泵，主电机功率200kW×2。充灌砂采用NL125-20立式泥浆泵，每小时充灌砂160立方米（根据充灌砂的速度我们可以控制充砂的时间)。

3、平面控制

根据提供的平面控制点，测出砂被被头位置的控制点及沉被方向并标明砂被编号，在相应位置用花杆标明每块砂被的控制方向，在杆头插上醒目的旗帜，并对控制点及花杆加以有效保护。施工定位采用先进的GPS卫星定位系统和HDJ软件操作系统。

4、砂被沉放施工

首先进行船体定位。按照放样的砂被边线，驳船上人员根据花杆进行粗略定位，再使用GPS进行精确定位，使用红外测距仪根据平面控制点进行测距，驳船的放被边缘位于设计砂被边缘线上，四边抛锚，锚缆采用卷扬机控制，移动简便迅速，且精度较高。

然后进行被头定位和放被。焊接钢管长25m，采用锚、钢丝绳控制。单独配置两个重5T的锚（带浮标）控制边线抛锚前测量出一定长度的锚绳，确定锚绳长度，并确定出平移距离和水深之间的函数关系，利用施工前测出的水下地形图，计算出被头沉到水下后平移的长度，驳船移动并进行抛锚，在抛锚过程中保持锚绳紧张。驳船移动到指定位置后，把锚抛好，当驳船放被边位于设计计算边线后，砂被充填袋拉开平铺在船上，被头至边线，系排头锚。然后用充袋管向砂被中冲砂，多根砂管同时施工。为加快施工速度，在充砂时派人在砂被踩踏，加速排水。在冲到设计要求后立即拔管扎袋口。

待平铺于驳船上的砂被都充满后，驳船后退，放排入水，依次类推，到指定位置排体铺设完毕后移船开始下一块施工。

砂被沉放后应立即跟进后续充砂管袋等施工，以保证底层砂被的稳定。

图1铺设砂被充砂袋图2沉放砂被

图3吹砂船

为完成上述工程，计划安排2条铺排船配2条吹机船，6条运砂船（其中1600m3四条，900m3的二条），3条插板船；铺排船和插板船成一列布设于整条堤坝上，完成上述工程后，铺排船和插板船全部撤离，不再返回；后期充砂管袋采用人工铺设。

5、质量检查及施工技术要求

5.1、外观要求：土工材料不允许有裂口，孔洞，裂缝或老化变质等；

5.2、砂被袋体在垂直堤轴线方向上须连续，不得分袋，在堤轴线方向上袋体宽度可根据施工机具条件确定；

5.3、砂被充填厚度应不小于50cm。砂被之间紧靠、挤密，砂被铺设质量需进行潜摸检验；

5.4、对已铺设完成的砂被应注意保护，防止施工船舶、机械等对袋体的破坏；

5.5、充填袋的充填口应布置在袋体表面，充填时应确定袋体的充填饱满度和平整度，充填袋的缝制强度不低于原布强度的70%；

5.6、施工后，应尽快进行护面铺设，减少施工期水流、波浪等因素的影响。若出现了破损或孔洞，应及时修补。修补原则采用相同材料，并且缝接宽度应不小于1.5m。上下层袋体交接处的角缝应采用小砂袋填缝；

5.7、袋体应逐层加高，不可在局部堤段一次性加高至设计标高。袋体加高应与内侧堤心砂的回填施工进度协调。

6、进度计划

根据潮位起落，每天每条船紧铺设两条充砂袋。所以要根据具体的工程特点、工期、船舶数量定夺。

参考文献：小洋山围垦工程招投标文件及施工组织设计

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。