充泥管袋干法施工技术在海塘堤身构筑中的应用.pdf

第6 期（总第2 9 0 期）2023年6 月D01:10.16799/ki.csdqyfh.2023.06.053城市道桥与防洪URBANROADSBRIDGES&FLOODCONTROL管理施工充泥管袋干法施工技术在海塘堤身构筑中的应用应文斌（上海市堤防泵闸建设运行中心，上海市2 0 0 0 8 0）摘要：充泥管袋筑堤技术因就地取材、成本低廉、施工快捷等特点，在上海以及其他沿海地区海塘工程建设中得到了广泛应用。目前充泥管袋施工工艺以传统充灌施工为主，干法施工应用不多。干法施工技术具有无需设置泥库、占地少、影响小等优点，应用前景广阔。以上海浦东三甲港水闸南侧海塘达标工程为例，介绍了充泥管袋的不同施工工艺及技术要求，重点介绍干法施工技术的技术要点，可为类似项目的设计与施工提供参考。关键词：充泥管袋；堤身构筑；干法施工；技术要点中图分类号：TV871.1文献标志码：B文章编号：10 0 9-7 7 16(2 0 2 3)0 6-0 19 9-0 60 引 言上海地区滨江临海，构筑在沿江沿海的海塘是抵御风暴潮灾害的首道防线。海塘一般由堤身和外坡护面等组成，以土石结构为主。其中堤身构筑，早期海塘一般多采用均质粘土，2 0 世纪8 0 年代后期大力推广使用土工布后，充泥管袋筑堤技术被广泛推广使用。该技术具有就地取材、成本低廉、施工快捷等特点，在上海以及其他沿海地区海塘工程建设中得到了广泛应用。充泥管袋施工工艺可分为传统充灌施工和干法施工两类。其中，传统充灌施工工艺使用液化砂料，主要适用于低滩，应用广泛；干法施工工艺适用于中高滩，用的是严格控制含水量的砂料，具有无需设置泥库、占地少、影响小等优点，但目前在海塘堤身构筑中的应用还较少。本文以上海浦东三甲港水闸南侧海塘达标工程为例，介绍了充泥管袋的不同施工工艺及技术要求，重点介绍干法施工技术的技术要点，可为类似项目的设计与施工提供参考。1工程概述1.1 工程位置浦东三甲港水闸南侧海塘达标工程，位于浦东新区川杨河出海口三甲港水闸南侧。工程范围西起三甲港水闸南侧堤，东至浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程2#围区北侧堤，海塘里程桩号为0 3 0 2.0+7960302.1+448，总长6 2 3 m，见图1。收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 7作者简介：应文斌（19 8 7 一），男，本科，工程师，从事水利工程建设和管理工作。浦东机场2#围区工程终点工程起点三甲港海滨乐园三甲港水闸堤线位置人民塘图1工程位置及范围示意图1.2现状海塘及存在问题(1)海塘现状根据上海市海塘调查资料（2 0 18 年），本工程段现状海塘建于19 9 9 年，设防标准为10 0 a一遇高潮位+11级风下限组合。现有大堤堤顶高程6.6 4 7.0 8 m（上海吴淞高程，下同），堤顶设钢筋混凝土防浪墙，墙顶高程7.53 7.86m。现状堤顶宽约4.3 4.5m，为泥结石路面，横向坡比约为1.0%。现状外坡为复坡结构，上下坡坡比约为1：2.5。上坡护面为灌砌石护坡，中部设有灌砌石消浪平台，平台下坡为钢筋混凝土栅栏板护坡。外侧滩地总体上呈淤涨趋势并趋于稳定，滩地高程约为3.10 4.7 0 m，宽约8 0 3 0 0 m。现状内坡为自然土坡，上坡坡比1：2.5，内青坎高程约为3.7 5 4.2 0 m，宽3.9 5.6 m。内坡及内青坎上均未设置排水沟。青坎内为三甲港海滨乐园，青坎临水面全线设有预制混凝土块护坡，坡比为1：2.5。现状海塘结构断面见图2。199城市道桥与防洪大钢筋混凝土栅栏板3 0 0 厚王砌块石3 50 厚袋装碎石垫层150 厚210gm 反滤一层5001000N抛石表面抛理40kN/m纺织布一层5.28(P=5%)1.301.701:2.6应文斌：充泥管袋干法施工技术在海塘堤身构筑中的应用80001200纵向伸缩缝2.402023年第6 期77504500灌砌块石40 0 厚碎石垫层10 0 厚210g/反滤一层钢筋混凝土防浪墙8.001.0%6.001:2.55.501:2.5聚丙烯纺织布袋350045.00充填泥浆内棱体10003750,2500,2500泥结石路面10 0 厚碎石垫层150 厚无纺布一层混凝土侧石07.15草皮护坡1:2.5临时边梗水力冲填土1.407500500010006000预制混凝土块护面9 0 厚粗砂混细石垫层8 0 厚无纺布一层4.003.00(（浴场内水位)1:2.5 400 1.60 1.40 1.701200宽混凝土镇脚图2 现状海塘结构断面图（单位：mm）(2)存在问题1.3工程任务根据现场踏勘情况、测量资料及对现有海塘稳根据海塘工程现状及相关水利规划，本工程建定的复核计算成果，现状海塘(见图3)主要存在如下设任务是通过对海塘傍宽培厚、结构改造、附属设施问题：完善等工程措施，排除现有海塘存在的安全隐患，使一是防潮标准低。根据上海市海塘调查资料海塘达到规划标准，即满足2 0 0 a一遇高潮位+12（2 0 18 年），本工程段现状海塘建于19 9 9 年，设防级风上限（3 6.9 m/s）的防潮标准。标准为10 0 a一遇高潮位+11级风下限组合。根据1.4工程布置及主要建筑物上海市城市总体规划（2 0 17-2 0 3 5），全市海塘均按(1)设计标准200a一遇高潮位+12 级风设防。本工程范围内现工程设计标准为2 0 0 a一遇高潮位+12 级风上有海塘防潮标准偏低，不能达到以上规划防潮标准限组合，按不允许越浪设计。要求。主要表现在：2 0 0 a一遇潮位+12 级风工况(2)工程总平面布置下，现状海塘设防高程不满足要求；海塘外坡现有灌从平面布局、结构特点、施工难易、占地、造价等砌块石护面结构稳定不满足要求。多方面进行了技术经济比选，确定总平面布置基本二是海塘堤顶宽度不满足规范要求。本工程海以现状海塘内边线为基准，防浪墙外移,堤身向外侧塘为1级堤防，海塘现状堤顶路面为泥结石路面，路傍宽4 5m，有效利用现状内坡及内青坎。面宽约为3 m，不能满足规范要求，不利于海塘的防(3)海塘断面设计汛抢险和日常运行管理，设计的海塘断面结构主要分A型断面、B型断三是内坡、内青坎排水系统缺失。内坡现有植被面两种，且以A型断面为主，占比8 4%，以下重点介生长不均且长势不佳，有坡面冲刷水土流失情况，缺绍A型断面（见图4)：少有效的排水系统。采用复式斜坡堤结构，堤顶临水侧设置钢筋混凝土弧型防浪墙，墙顶高程8.7 0 8.9 0 m，堤顶路面中心线高程7.50 7.7 0 m，顶宽8.0 m，采用沥青混凝土路面，新老路堤结合处路基增铺2 0 0 kN/m土工格栅。堤身傍宽部分全部采用充泥管袋填筑，在进行充泥管袋充填前需将原护坡、护脚结构拆除并清理(a)堤顶及防浪墙(b)外坡护面(c）内青坎内护坡现状图3 现状海塘现场照片沉降线200自然滩面线隔水堤轴线干净；海塘外海侧设5m宽消浪平台，平台顶高程6.06.1m，平台表面为40 0 mm厚c30埋石混凝土护面结构，内外侧分别设6 0 0 mm1000mm的素混凝土格。临水侧上、下坡坡比均为1：3,采用栅栏板护面，栅栏板厚度为3 0 0 mm，栅栏板护面下依次为3 0 0 mm厚的灌砌块石、2 0 0 mm厚的袋装碎石和450 g/m无纺布一层。外侧坡脚设12 0 0 mm1000mm的埋石聚丙烯纺织布袋充填泥浆内棱体混凝土底梗2023年第6 期应文斌：充泥管袋干法施工技术在海塘堤身构筑中的应用城市道桥与防洪C35钢筋混凝土栅栏板3 0 0渣砌块石3 0 0袋装碎石2 0 0无纺布450 g/m+300120060002000原海塘管理保护范围边线C30埋石混凝王40 0临江侧碎石垫层150无纺布450 g/mC35钢筋混凝土栅栏板3 0 0渣砌块石3 0 0袋装碎石2 0 0200a一遇高潮位6.2 9 m格梗无纺布450 g/m500X1000C30埋石混凝土镇脚1200X1000多年平均高潮位3.42 m12.204.90多年平均潮位2.13 m多年平均低潮位0.8 3 m抛石8 0 0（10 0 2 0 0 kg）袋装碎石2 0 0机织布一层3 50 g/m细粒式沥青40粗粒式沥青6 0水泥稳定层3 0 0碎石垫层150500031501000+4000新建C35钢筋混凝土防观墙斜坡平台中心线-8.7015现状橡砌块石结构拆除7900现状栅栏板拆除充砂管袋17 5g/m固定U型钢筋工格栅2 0 0 k/m袋装碎石150机织布一层3 50 g/m80004000堤顶中心线现状防浅墙拆除2%C30素混凝土路肩400X600彩道砖拱肋草皮护坡1:2.5V5200耕植土2 0 04000排水沟工格栅2 0 0 kN/m/250X400现状格梗8250十500064006500200g原海塘管理保护范围边线海边浴场侧图4海塘典型设计断面结构图（堤身傍宽部分采用充泥管袋填筑）（单位：mm）混凝土大方脚，大方脚顶高程4.0 0 m，大方脚外抛石护脚宽5.0 m，厚6 0 0 mm，其下依次为2 0 0 mm厚的袋装碎石和3 50 g/m机织布一层。内侧边坡坡比为1：2.5，内侧上坡护面结构增设彩道砖拱肋草皮护坡，内坡脚高程为4.2 0 m，沿内坡脚布设纵向排水沟一道。1.5砂量、砂质要求根据设计，海塘堤身傍宽部分全部采用充泥管袋填筑，需砂量共3.2 万m。砂性土的填筑标准应结合施工工艺确定。根据滩涂促淤圈围造地工程设计规范（DG/JTO8-20111一2 0 12)8.2.5条，采用干施工工艺筑堤时，1、2级堤防和高度不低于6 m的3 级堤防，相对密度宜大于等于0.6 5。因此，干法施工使用的砂料需严格控制含水量。同时，砂质需满足充泥管袋要求，即：粒径大于0.0 7 5mm的颗粒含量大于50%，粒径小于0.005mm粘粒含量小于10%。2施工工艺与技术要求2.1 工艺比较(1)适用条件充泥管袋筑堤技术具有就地取材、成本低廉、施工快捷等优点，在河口海岸工程中得到广泛应用。充泥管袋的传统充灌施工工艺，主要适用于低滩和深水岸段，可以水下作业；干法施工适用于中高滩，且灌袋后需要碾压作业，对应用场合有着一定制约性。（2）不同工艺优缺点充泥管袋传统充灌施工工艺与干法施工工艺，在场地要求和砂料来源方面有较大区别：一是场地要求方面。传统充泥管袋工法一般需在工程附近提前构筑泥库、吹砂管线等，砂驳船将从砂源地开采的砂料运输至堤前水域，再采用吹泥船将砂驳船中的砂料吹填至泥库中备用，施工时将泥库中的砂料与水混合液化后泵入管袋，所以传统工法中泥库、吹填管线等的布置对施工场地的大小有着一定要求，水力充填管袋的过程中对周边环境影响的范围也较大。与之相对的，干法施工无需备料泥库，砂料自砂源地运输至现场后直接灌袋碾压，工程施工可控制在较小的范围作业，对周边环境影响很小，适合于有施工场地大小限制的工程。二是砂料来源方面。由于三峡大坝建设及多年的长江河道整治，近年来长江上游来砂量持续减少，特别是在长江大保护的特殊背景下，符合长江口采砂规划要求的砂源地越来越少，储量十分有限，传统充泥管袋工法使用的河砂来源单一且不稳定。而干法施工则可以使用工程周边满足设计要求的砂源，来源广泛且也比河中采砂成本更低。2.2技术要求(1)充泥管袋技术要求叫根据滩涂促淤圈围造地工程设计规范（DG/JT08-201112012)8.2.8条，充泥管袋应符合下列要求：a.充泥管袋袋布采用具备强度、抗冲、排水和保土等性能的编织布或机织布，袋布规格及有关设计参数宜根据吹填土的颗分、管袋大小、充填及就位方式、风浪及水流作用、耐久性要求等确定；b.采用充泥管袋作堤身内外棱体、堤芯为吹填土时，充泥管袋充盈度宜控制在8 5%左右；c.全断面采用充泥管袋及水中抛填砂袋，为保证堤身袋体搭接密实，充泥管袋充盈度宜控制在50%左右。（2)充泥管袋施工技术要求根据滩涂促淤圈围造地工程设计规范（DG/JT08-20111一2 0 12)12.4.3 条，充泥管袋施工应符合201城市道桥与防洪应文斌：充泥管袋干法施工技术在海