充泥管袋在上海青草沙水库工程中的应用
张国泉 陈小刚
摘要：充泥管袋用于中、高滩筑堤的新技术，在青草沙水库工程中得到成功应用。从袋布选择、施工工艺诸方面阐述了充泥管袋在节省工程造价、加快施工进度等方面所具有的优势，同时也对施工的主要控制要点、难点及袋体稳定、经济效益等进行了分析。 充泥管袋作为沿海筑堤挡潮的一种新技术，我国在1989年开始应用于水下充泥袋的研究和应用，取得了较好的效果。经过近几年的实践和试验，它主要用于地基承载力较高的中高滩部位，并要求冲填土体有较好的渗透性，易于排水固结。在上海青草沙水库施工中获得成功。与传统的块石和混凝土构件相比，充泥管袋具有降低工作量、缩短施工周期、节省工程费用、就地取材、降低工程维修费用等特点，尤其对于砂石料较短缺的地区，采用充泥管袋技术不失为一种经济、高效的好方法。 一、工程概况
青草沙水库工程位于长江口长兴岛西北侧水域。南侧水域则为长江口南支南港河段，北侧水域为长江口南支北港河段。
本工程围堤总长约22.988km，共分为10个单位工程进行施工。施工区域受潮流和径流的双重作用，潮汐类型为非正规半日浅海潮。土质为粘性土夹粉性土，以（淤泥质）粘性土为主。比贯入阻力值为0.55～1.39MPa，一般为0.65MPa，呈流塑～软塑状态。主要物理力学指标见下表：
主要物理力学指标
土 层 名 举宫是什么意思称 | 重度 γ ( kN/m3) | 固快直剪 | 比例系数m (kN/m4) | 渗透系数 建议值 K （cm / s） | 静止侧 压力系数K0 |
粘聚力 C （kPa） | 内 摩擦 角 Φ (°) |
（淤泥质） 粘性土夹粉性土 | 17.9 | 9 | 18.5 | 1000 | 4.0×10-5 | 0.51 |
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二、施工内容及袋布选择
1、大堤采用目前常用的充泥管袋子斜坡堤结构，筑堤方式采用充泥管袋和堤芯砂吹填筑堤。堤身底下铺设砂肋软体排一层，采用内外充泥管袋双棱体断面，棱体间吹砂形成围堤，下部堤身标高▽3.5m，外棱体外坡1：3.0，内坡1：1.0；内棱体外坡1：2.0，内坡电动卷帘门控制器1：1.0。平台以上土方采用吹泥管袋小棱体（内外棱体外坡均为1:3）内吹填砂土，堤顶吹填高程▽7.3m，并满覆一层袋装砂土体。
2、主要设计要求及选择依据
袋布是采用聚丙烯、聚乙烯土工布缝制成袋体，用泥浆泵进行充填时，袋布必须满足抗拉强度，透水保沙性能等方面的要求。根据有关试验结果表明，当袋布的抗拉强度大于25KN/m时，采用泥浆泵充填是基本可行的。因此5.5m高程以下棱体采用175g/m2防老化编织布袋体，其余采用150 g/m2编织布袋体。主要设计参数见下表。
充泥管袋主要设计指标
规格 | 单位面积质量 ( g/m2) | 断裂强度 | 断裂延伸率 | CBR顶破强度 （KN） | 等效孔径O90（mm） | 垂直渗透系数（cm/s） |
纵向（KN/m） | 横向 (KN/m) | 纵向（%） | 横向（%） |
150g/m2 编织管 | ≥150 | ≥25 | ≥22 | ≤25 | ≤25 | ≥2 | <0.15 | >1×10-3 |
175g/m2 | ≥175 | ≥33 | ≥30 | ≤25 | ≤25 | ≥2.8内衣消毒柜 | <0.15 | >1×10-3 |
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墨粉三、施工工艺
1、充填袋制作
（1）砂袋制作宽度根据设计断面确定，每只砂袋视大小不同设置多个充填袖口，正方形布置。 （2）砂袋的拼接缝制必须与围堤轴线方向垂直，平行于堤轴线方向的一条接缝设在袋体的一端，拼接强度必须满足设计要求，砂袋加工好后，折叠成形，堆放于阴凉干燥处，并注明尺寸及铺放位置。
2、砂袋的充填
本项目水下砂袋的施工均采用人工候潮施工，采用吸运吹工艺施工砂袋及堤内吹填砂。
（1）退潮露滩或袋体出水后，人工摊铺砂袋就位，砂袋缝垂直于坝轴线，并用袋装碎石压载，防止袋体移位，然后开机充填砂袋。
（2）充填砂袋时，首先沿长边方向进行充填，避免应力集中损坏袋体，并在充填过程中经
常调整出泥管口方向，防止袋体在充填过程中受力不均而移位变形，待袋体固定不再发生位移时，再次充填，直至达到理想的充满度。
（3）充泥袋在充填过程中，在袋体顶面人工来回踩踏，当砂袋充填到一定的饱满度后，用木棍敲打砂袋，使土颗粒重新排列趋于紧密，加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达到屏浆阶段，应适当减少充填砂袋机械或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固结脱水时间。
（4）砂袋的充填高度应控制在适宜水平上，每层的充填高度、泥浆的浓度、充填饱满度、管路出口压力等参数要严格控制。在充填过程中如一次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，再进行二次或多次充填，直到理想的充填高度。
3、施工程序
四、袋体的稳定性
内河施工由于水流速度平缓，流态单一。对袋体的稳定基本没有影响。在水流作用下袋体底部和搭接层面之间的稳定尤为重要。但青草沙水库处于长江入海口，在冬季施工受到的风浪影响较大，并经常有台风袭扰，2007年春节期间受大风影响部分段砂袋棱体受波浪淘刷冲打，出现变形及位移现象，根据当地以往的施工情况，在施工上一层袋体前采用高压水对袋体内不均匀的土体进行整平，袋体的平面位置和厚度达到要求后再施工上部袋体。
五、主要控制要点及难点
（1）袋体分层铺设应堆叠整齐，上下层交错排列，错缝间距不得低于2m，在袋体间不得留有通缝、通孔。
（2）新充袋体不得用锋利的块石堆压，以免割破袋布。
（3）袋体若出现破损或孔洞，应及时修补，修补原则采用相同材料，并且缝接宽度不应小于输电线路监测150cm。
（4）相邻砂袋接头处应挤靠紧密，充灌搭接在另一袋体上部的袋体时，要先向接缝处充灌，使袋体在砂重力的作用下紧贴下层袋体表面，避免该砂袋在接缝处悬空形成三角缝，不得出现通长底部三角缝，如出现局部三角缝要用袋装砂填塞严密。
（5）泥浆泵吹填压力不宜过大，管路出口压力应控制在0.2～0.3MPa。
（6）棱体吹填施工进度必须按计划均匀加荷，施工过程中，每层袋吹填需待下层袋排水固结后，再铺设上层砂袋充砂。施工期间应加强沉降位移观测，如出现异常现象，则立即停止加载，然后根据具体情况采取措施。
（7）护坡整坡或铺设土工反滤布前，应将充泥管袋用砂或袋装砂平、压实，不应破坏原有袋体，若必须破袋削坡必须重新将袋布缝制包好。
六、经济效益分析
青草沙水库工程采用充泥管袋筑堤的施工工艺，结合当地实际情况，分析其
经济效益主要体现在以下两个方面：
1、加快筑堤的施工进度：
青草沙水域地形和航道很不稳定。受潮流和径流的双重作用，潮汐类型为非正规半日浅海潮。属中等强度的潮汐河口，中等潮差，大径流河段。每天两涨两落，呈现较显著的日潮不等现象、且落潮流历时长于涨潮流历时，落潮流流速大于涨潮流流速。年最高潮位通常出现在台风、天文潮和上游大洪水三者或两者遭遇时，其中台风影响比较大。所以充泥管袋施工宜在每年的10月份到来年5月份之间施工。施工进度的快慢在生产上有很大的实际意义，有时甚至影响到整个工程的成败。分析本工程充泥管袋的进度，从1月17日~4月19日，共93个工作日（以日进占长度表示）得知，日进占长度最快30m/d,最慢20m/d平均为23m/d，而本地石料及其短缺，若换成其他类型施工将不可能实现。
2、断面石方、混凝土量减少，费用降低：
采用充泥管袋和块石护坡结构，比抛石填芯、甚至混凝土填芯从成本上节约了35%。可见，采用充泥管袋筑坝的经济效益是可观的。今后的海塘围涂工程应大力发展充泥管袋筑堤施工工艺。
七、结论与建议：
1、在青草沙采用充泥管袋坝具有可就地取材，造价低，施工速度快等优点，
有着广阔的应用前景。
2、用充泥管袋比较适宜于在高、中滩面上施工，如在汛期施工，应充分考
虑风浪、潮流对管袋的影响。
3、用泥浆泵充填土工编织袋筑堤，要求袋布有一定的透水性与保沙性的比
例，青草沙要求砂的粘粒含量应少于10%，并在充泥管袋两侧及时用反滤布覆盖，
碎石包压实保护，降低水流的影响。
4、袋体的稳定着重控制好滩面软体排的铺设，并清除表层淤泥。同时按照
断面设计好袋体尺寸。
5、要防止充填中的暴袋现象，严格控制好每层的填充高度、充填的均匀性，砂源的选择，结合设计要求对含泥量的确定。
6、要预留一定的抛高，根据地勘报告确定沉降的比例。
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