大砂袋围堰在河岸筑岛的应用

【摘要】：在临江隧道工程中，经常须进行围堰施工。本文探讨了在河岸筑岛施工中各类围堰形式的优劣比较，以及大砂袋围堰作为一种适应软弱地层的新型围堰形式在工程中的实际应用。

【关键词】：大砂袋；围堰；筑岛

1 工程概况

广州市仑头～生物岛隧道工程采用沉管法施工，施工过程中，南北两岸主体结构须在河床中进行明挖施工，须在两岸进行围堰筑岛施工。本工程水中围堰及筑岛主要为南北岸接口部位围护结构提供施工场地，围堰无止水要求。围堰筑岛须满足稳定、快捷、渡汛、拆除方便等要求。

2 地质状况

(1) 根据地质资料揭示,工程场区由上而下的地质构成为:

a) 第四系坡残积层和人工填土层。坡残积层主要为种植土层，分布于果树林一带。人工填土层主要由碎块石、粘土及建筑垃圾组成，分布于果树林以外范围。该覆盖层厚0.3～4.0米。

b) 第四系海陆交互相沉积的淤泥层。层厚4. 0米～15. 0米，淤泥具有低强度、高压缩性和灵敏度高等特点。

c) 中砂层。呈松散~稍密，富水性较好。层厚0.0～10.0米。

d) 残积层。主要为砂质粘性土和粘土；呈硬塑。层厚0.00～3.0米。

根据现有地质资料和现场实地调查，堰址处水深约4～5m，河床面层为淤泥层，其具有孔隙比大，压缩性高，灵敏度高，抗剪强度低等特点，具触变性、流塑性和不均匀性。

(2) 潮水资料

广东省水文局广州分局对本河道历史资料分析结果见下表。

3 围堰筑岛施工技术难点

原设计采用粘土筑岛，小编织袋土包护面，抛石护脚，要求在整个基坑开挖时间内（约1年半）内保持稳定，整个围堰筑岛土方量（设计）1.5万方。如按原设计方案施工，将受到交通不便、进度慢、费用高、施工中对水体污染大等不利因素影响，且筑岛完成后还面临度汛困难、稳定性差等危险因素的困扰。所以寻找适合当地条件的筑岛方式就成了当务之急。解决以下技术问题是关键。

（1）筑岛材料能大量迅速运至现场

由于施工现场位于城中村，道路狭窄，如果采用汽车运输土方，土方运输量只能达到500立方米/天，不能满足筑岛的填筑强度要求。

（2）筑岛材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑岛工作时采用进占法筑岛，粘土由自卸车直接倾倒入河中，由于土料为分散体，在水中流失较大，既会造成污染水体，同时也导致土岛施工进度缓慢。

（3）围堰能安全度汛

粘土岛采用编织袋护面，抛石护脚。编织袋在户外极易老化破裂，护面功效只能持续1～2个月，不能满足土岛须度汛的要求。

（4）围堰能适应河岸软基，并能保持稳定。

由于土岛在河岸边软基上修筑，填筑过程中虽然起了挤淤的效果，但是由于地基仍然是深厚软弱淤泥，在土岛填筑完成后，仍面临较大的工后沉降，极易造成土岛产生崩岸现象，并对其上作业的机械和人员产生威胁。

4 堰体方案选择及关键技术要点

根据以上土料筑岛存在的弊病，同时为满足工期和经济的要求，针对现场条件我们大胆采用大砂袋围堰砂料筑岛的工艺，采用大砂袋延半岛岸线围堰，在堰后和原堤岸间采用自卸砂船卸砂筑岛。采用此方案主要依据工程处于河岸边，运砂船舶能方便到达现场，在围堰筑岛材料上选择砂料，它可以迅速大量的运至现场。土工织物大砂袋围堰的施工采用水力充填砂袋，它将采用吹填的方法将含砂水流灌入砂袋中，砂袋将水滤出后砂料留在袋中使袋充满成型。围堰形成后，再采用大型自卸砂船将砂料卸在堰后和原堤岸间形成的水塘中，快速形成陆域。该方案有以下关键技术要点：

（1）采用耐候型土工织物大砂袋

土工织物充填袋采用丙纶编织土工布，土工布要有10个月以上保质期。大砂袋的编织土工布单位面积质量150g/m2，极限抗拉强度不低于18kN/m。选用优质耐候的材料可以保证砂袋充满砂料后不会产生破裂，同时在基础沉降的情况下能适应大变形，保证袋体不发生破裂。

（2）按堰体宽度和长度缝制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工业缝纫机缝制而成，缝制线采用尼龙线，强度不小于150N。土工织物袋横向尺寸从断面顶宽至底宽范围内取值，纵向尺寸为10至20m，充填后厚度为50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工进度，每层堰体均一次成型，同时由于袋体与堰体同宽，长度较长，具有良好的整体性，形成一个大型整体垫层，能将上部荷载均匀分布到地基上，避免了地基土层产生局部破坏。在软基受压产生沉降时，它也能适应整体或不均匀的沉降，不会对堰体产生不良的影响。

（3）水力充填砂袋

由于大砂袋尺寸较大，为迅速充填砂袋，故采用水力充填砂袋。为配合水力充填砂袋，在大砂袋顶面以2m×2m布置衣袖状充填口，充填口长约4m（根据施工现场水深确定）。然后将含砂水流泵从充填口泵入袋中直至砂袋涨满。

3 围堰筑岛施工技术难点

原设计采用粘土筑岛，小编织袋土包护面，抛石护脚，要求在整个基坑开挖时间内（约1年半）内保持稳定，整个围堰筑岛土方量（设计）1.5万方。如按原设计方案施工，将受到交通不便、进度慢、费用高、施工中对水体污染大等不利因素影响，且筑岛完成后还面临度汛困难、稳定性差等危险因素的困扰。所以寻找适合当地条件的筑岛方式就成了当务之急。解决以下技术问题是关键。

（1）筑岛材料能大量迅速运至现场

由于施工现场位于城中村，道路狭窄，如果采用汽车运输土方，土方运输量只能达到500立方米/天，不能满足筑岛的填筑强度要求。

（2）筑岛材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑岛工作时采用进占法筑岛，粘土由自卸车直接倾倒入河中，由于土料为分散体，在水中流失较大，既会造成污染水体，同时也导致土岛施工进度缓慢。

（3）围堰能安全度汛

粘土岛采用编织袋护面，抛石护脚。编织袋在户外极易老化破裂，护面功效只能持续1～2个月，不能满足土岛须度汛的要求。

（4）围堰能适应河岸软基，并能保持稳定。

由于土岛在河岸边软基上修筑，填筑过程中虽然起了挤淤的效果，但是由于地基仍然是深厚软弱淤泥，在土岛填筑完成后，仍面临较大的工后沉降，极易造成土岛产生崩岸现象，并对其上作业的机械和人员产生威胁。

4 堰体方案选择及关键技术要点

根据以上土料筑岛存在的弊病，同时为满足工期和经济的要求，针对现场条件我们大胆采用大砂袋围堰砂料筑岛的工艺，采用大砂袋延半岛岸线围堰，在堰后和原堤岸间采用自卸砂船卸砂筑岛。采用此方案主要依据工程处于河岸边，运砂船舶能方便到达现场，在围堰筑岛材料上选择砂料，它可以迅速大量的运至现场。土工织物大砂袋围堰的施工采用水力充填砂袋，它将采用吹填的方法将含砂水流灌入砂袋中，砂袋将水滤出后砂料留在袋中使袋充满成型。围堰形成后，再采用大型自卸砂船将砂料卸在堰后和原堤岸间形成的水塘中，快速形成陆域。该方案有以下关键技术要点：

（1）采用耐候型土工织物大砂袋

土工织物充填袋采用丙纶编织土工布，土工布要有10个月以上保质期。大砂袋的编织土工布单位面积质量150g/m2，极限抗拉强度不低于18kN/m。选用优质耐候的材料可以保证砂袋充满砂料后不会产生破裂，同时在基础沉降的情况下能适应大变形，保证袋体不发生破裂。

（2）按堰体宽度和长度缝制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工业缝纫机缝制而成，缝制线采用尼龙线，强度不小于150N。土工织物袋横向尺寸从断面顶宽至底宽范围内取值，纵向尺寸为10至20m，充填后厚度为50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工进度，每层堰体均一次成型，同时由于袋体与堰体同宽，长度较长，具有良好的整体性，形成一个大型整体垫层，能将上部荷载均匀分布到地基上，避免了地基土层产生局部破坏。在软基受压产生沉降时，它也能适应整体或不均匀的沉降，不会对堰体产生不良的影响。

（3）水力充填砂袋

由于大砂袋尺寸较大，为迅速充填砂袋，故采用水力充填砂袋。为配合水力充填砂袋，在大砂袋顶面以2m×2m布置衣袖状充填口，充填口长约4m（根据施工现场水深确定）。然后将含砂水流泵从充填口泵入袋中直至砂袋涨满。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看