管袋充砂吹填在沿江筑路上的应用

刘月光

中国水利水电第六工程局有限公司   辽宁省沈阳市  110000

摘要：充砂管袋吹填具有施工速度快、成本低、不受雨季影响、节约土源等优点。结合北支江综合整治工程采用充砂管袋吹填工艺进行路基填筑，将管袋充砂吹填技术应用于沿江筑路的实施中，实践表明,该技术就地取材成本低，施工工艺简单，易拆除，是砂质河床水中筑路的新技术，取得了良好的应用效果。

关键词：充砂管袋吹填、沿江路基填筑、潮汐

1.工程概况

北支江综合整治工程下游水闸、船闸工程位于周浦港大桥下游1.2km处，其工程等别为Ⅲ等，水闸为2级建筑物。 水闸、船闸位于富阳区东洲岛岛头，该岛是由泥沙、石块及海涂冲撞慢慢的淤积而成为沙洲，后期经人工加固回填而形成的岛屿。根据原始地形情况，现场原有道路为人工加固的提防且不连续，部分段落在水下且存在深厚淤泥层，现状路宽及高程远满足不了车辆进出场和防汛的需求。

2.设计要求

结合当前的施工条件，在总结多年类似工程施工经验的基础上，通过多次试验研究，在北支江综合整治工程下游水闸、船闸工程1#进场路的施工中应用了管袋充砂吹填方法。原有路宽及高程满足不了车辆进出场和防汛的需求，现将原有道路改建为路宽7m、高程9.50m的沥青路面道路，为后续大面积的施工提供路通保障，改造后道路结构层详见1#进场路典型断面图。

3.工艺原理

由于深厚淤泥层或超软弱地基上承载能力较低且沿江，利用换填等软基处理方式极其困难。根据现场水文地质状况，1#进场路道路沿线水位均高于地面且受潮汐的影响，对路基安全稳定性要求高，河底全是粉砂土及淤泥，故选择采用管袋充砂吹填法进行路基填筑，即利用附近河道资源丰富且当地粉砂土充足的特性由运砂船将砂运送至富春江导流明渠出口停靠吹填施工船处，经由吹填施工船使用大功率泥浆泵机将砂子通过管路输送至1#进场路铺设好的管袋内，待管袋吹填至河道最高水位以上0.7m后进行沉淀即可进行后续施工。为了避免充砂管袋吹填荷载不均造成局部淤泥向上挤压形成臃包，采用全断面平行向路线前进方向吹填推进。在已完成充砂吹填的管袋上采用“全断面进占法”同步填筑宕渣路基向路线前进方向推进，使用小型运输车辆运料，避免行车轨迹一直重复作用在同一个部位造成填筑厚度过厚。充砂管袋吹填及宕渣形成1#进场路的路基结构层，水下为充砂管袋吹填，水上为宕渣，保证路基的压实度与弯沉值，使水上、水下形成整体。

4.工艺特点

（1）可直接在水中作业，铺筑土工格栅，吹填管袋，使管袋顶高程高出水平面并不断提高，使路基宕渣层高于最高水位，将路基层形成水下为管袋水上为宕渣的整体结构层；

（2）采用水陆两用长臂挖掘机对滩涂上的芦苇等杂物进行清理、外运，清表后铺设土工格栅，以防止管袋滑失偏移，土工格栅铺设时需挖掘机配合人工摊铺，垂直于路基轴线方向铺设。

（3）为了避免充砂管袋吹填荷载不均造成局部淤泥向上挤压形成臃包，采用全断面平行向路线前进方向吹填推进。在已完成充砂吹填的管袋上采用“全断面进占法”同步填筑宕渣向路线前进方向推进，使用小型运输车辆运料，避免行车轨迹一直重复作用在同一个部位造成填筑厚度过厚。

（4）充砂管袋吹填具有施工速度快、成本低、不受雨季影响、节约土源等优点。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺

施工准备→测量放线→清表→铺设土工格栅→路基吹填→宕渣填筑→边坡喷混防护→水稳铺设→沥青路面施工。

5.1.1充砂管袋吹填施工工艺流程图

5.2沿江吹填筑路路基施工方法

5.2.1施工准备

（1）砂料场规划

本工程采用外运砂料场，因吹砂船距离规划砂料场较远，故采用在取砂点利用挖砂船将砂挖至运输船上，由运输船将砂沿富春江航道运至码头附近泊船，再安排吹砂船向运输船中注水抽砂泵送至输砂管，由输砂管输送至作业路基区域。

（2）取砂

路基回填砂采用当地资源丰富的粉细砂，经过筛选选取洁净的粉细砂进行路基吹填并灌水振实形成路基。根据现场勘察，在路基以外约18km河流内有合适砂源，该砂质地坚硬，可供充砂管袋吹填路基使用。现场可利用富春江河道利用运输船外运吹填砂，通过运输船和输砂管线吹至施工现场。

（3）主要设备

主要设备：挖砂船、运输船、吹砂船、泵砂机、油加压泵、输砂管等。

（4）吹砂船定位及安装输砂管

根据料场规划、航道要求及施工安排的顺序，吹砂船选择水面高程较高的潮水位开始泊船吹砂，以满足吹砂船的水面和水深要求，即停放在导流明渠出口连接富春江处定位抛锚，沿导流明渠右岸坝顶敷设输砂管至1#进场路位置，再根据线路的走向，沿路中线敷设输砂管。

输砂管线主要是吹砂船送砂泥浆至作业吹填区的管线道路，输砂管出口居中布置作业吹填区内，采用“端进法”吹填直至吹填仓末端；刚开始吹填时，应从低处往高处逐层水平吹填。

5.2.2测量放线

滩涂面测量放线工作比较困难，需要做好技术交底和培训工作，采用滩涂常用的木船座位交通工具，负责定桩拉线，使用全站仪在滩涂面上放样出施工边线，采用线旗做好标记。

5.2.3清表

滩涂面上通常会长满芦苇、杂草或其他水生植物，采用水陆两用长臂式挖掘机进行清表作业，该挖掘机配备了中空浮箱式底盘，从而使其具有在沼泽、滩涂等松软地面上行走和停驻的能力。

5.2.4铺设土工格栅

清表作业完成并经验收合格后后，由挖掘机配合人工摊铺土工格栅。摊铺沿垂直道路轴线方向将土工格栅展开，定位准确后起始边用碎石包固定，再由人工一字排开，依次同步滚动向前展开，中间梅花型布置碎石包压住土工格栅，四周采用长竹钎斜插入泥面下固定布体，防止涨潮时土工布随水飘浮。为便于作业工人行走，布面上可铺设零星竹簾防止下陷；完成一块土工格栅摊铺后紧接着铺设下一块。铺设土工格栅时接头采用“前压后”原则，即前铺土工格栅要压住后铺土工格栅，以确保清宕渣填料进占时搭接处不会被翻起，土工格栅搭接采用高强度尼龙绳进行搭接处理，搭接宽度不小于30cm。

5.2.5管袋铺设

（1）管袋制作

袋体的宽度根据原有道路宽度、高程、堤坡、并适当考虑沉降量而确定，长度取用30m～40m，并要考虑到上下错缝。根据取用的土料、充填机具及充填方法。袋体为筒式，袋体尺寸视棱体断面不同高度上的宽度再加上退挡尺寸缝制，长度一般为30~40m。纺织布的工程技术参数如下：280g/m2防紫外线抗老化土工布，断裂强度60KN/m。每只袋视容积不同设置相应充填管口，要求充填作用区相等，在布袋的上片留2~3对袖管状充砂口。袋体缝制采用35支三股锦纶线缝制，缝三道（先缝一道，折选后再缝二道），保证线缝平顺均匀，缝合牢固。每只袋视容积不同设置相应充填管口，一般每30m2～40m2设置一个管口，管口直径约为12cm，长40cm。一个充砂管袋通常设3～4个管口，成梅花型均匀布设。充填完成后及时用绳子将吹砂管口扎紧，防止管袋中土方流失。

考虑到本工程施工期较长，右岸1#进场路的重要性，故管袋袋布采用防紫外线抗老化土工布。

（2）铺设管袋

铺设前先进行铺设范围内的清障，避免管袋被刺破。人工将管袋拖拉至铺设区域，通过测量放样调整管袋位置，直至符合要求。再由施工人员将吹填进浆袋口与进浆袖口固定，先期充填时需控制充填速度，待管袋基本稳固后再正常充填，充填过程须实时关注管袋充盈情况，防止充填管滑出、管袋炸袋等事件的发生。

5.2.6充砂管袋施工

（1）由人工将袋体摊铺就位，做好固定和管口联结，编织布袋的缝合线要垂直轴线，然后启动泥浆泵开始充填，充填过程中注意观察泥浆的流量、流向和流速，及时调整输送管口的方向，以免袋体受力不均而导致变形移位，泥浆泵管在施工时要视实际情况转动角度保证袋体的平整。

（2）当袋体逐步充满后，在屏浆期间要十分注意对屏浆压力的控制，以防止布袋破裂。充灌结束后需绑扎袖口，防止漏砂。

（3）袋体的充填高度根据充填试验及土料的情况而定，每层袋体厚度控制不宜超过80cm。面积较大的袋子则可稍厚，达不到理想厚度，可采用二次充填。施工时还需特别注意同一层袋体的厚度应基本保持一致，以便于下一层袋的施工和质量控制。

（4）编织袋在充填棱体施工时应分层铺设，与围堰轴线保持平行或垂直，堆迭整齐，上、下层交错排列，不得留有通缝，袋体与袋体间不能留有空隙，铺袋时要压袋施工，压袋长度以0.7～1.0m为优。

（5）当下层管袋不平整时，为防止上层管袋在吹填过程中的水平位移，用袋装砂或袋装碎石进行固定。但严格禁止用块石，避免破坏编织布袋的完整性。另棱体在未固结之前可以踩袋，但不允许无目标走动。

（6）在施工过程中，应经常对管袋进行检查，若发现布袋有损坏，要及时在损坏处上覆盖一张编织布，用针线缝合，以防砂流失。

（7）充填管袋时，要掌握好后几天的天气情况，根据施工进度情况，合理安排每天的工作。

（8）编织袋吹填结束后，外坡采用喷射C20混凝土进行保护。

5.2.7平整及碾压

平整尽量采用在吹填时水流自流形式，配备人工平整方式，以确保吹填砂排水固结后不再受扰动。经过整平的砂料或排水时间较长的砂，必须经过充分灌水，灌水采用吹砂船吹水的方式进行。待充分湿润且排水固结后再进行碾压。当吹填砂排水固结后，在适宜的含水量范围内，必须马上进行碾压，以确保碾压质量。可采用12t级压路机进行碾压，边角碾压不到的地方，采用5.5kw电动振动夯板夯振2遍。

5.2.8检验

当每层施工完成后，对吹填砂进行填筑质量检验，检验其压实度是否满足设计要求，当其压实度满足要求后，才能进行下一工序的施工。在每层施工符合要求并经验收后，尽快安排水稳层等路面结构施工，以减少其他机械上堤对填筑体的扰动破坏，保持其密实性。

5.3宕渣填筑

本工程宕渣填筑与常规道路施工方法一致，按常规方法施工即可。

5.4边坡喷砼

边坡采用铺设土工膜、挂钢丝网、喷射混凝土进行防护，以防止管袋腐蚀，防渗防漂流物撞击，防止潮汐侵蚀，保证管袋路基的整体性。

5.5水稳铺设与沥青路面铺设

水稳施工及沥青路面施工与常规道路施工方法基本一致，此施工方法应用特点主要是路基施工，为常规施工水稳及沥青创造条件，方便施工。

6.效益分析

（1）在水下或深厚淤泥层上直接填料会出现淤泥层深不见底的情况，填料自重和车辆荷载作用造成大量填料通过淤泥层扩散到用地红线以外，造成大量宕渣填料损失，还会有部分填料拥挤到路基底部，造成路基处过大臃包出现；换填及超软基处理投资高，施工周期长，无法保证水中填筑路基质量。

（2）充砂管袋吹填及宕渣形成道路的结构层，水下为充砂管袋吹填，水上为宕渣，保证路基的压实度与弯沉值，使水上、水下其形成整体，克服一系列沿江筑路质量保证的困难。

（3）充砂管袋吹填工艺简单，机械设备投入较少，相比于换填或超软基处理，安全系数较高，投资少，成本低，最大程度发挥了充砂管袋吹填及宕渣在深厚淤泥层或超软弱地基上的应用效果，节省了一定的工期和费用。

（5）1#施工路工程路基采用充砂管袋吹填技术，节省了大量人力物力，取得了明显的经济效果和社会效益，实践证明，在解决沿江湖河海地区大面积填土问题时，吹砂填方是一种有效而实用的处理方法。

7.总结

由于1#进场路路基底为深厚淤泥层或超软弱地基上承载能力较低且沿江，利用换填等基础处理方式极其困难，沿江道路沿线水位均高于地面且受潮汐的影响，对路基安全稳定性要求高，河底全是粉砂土及淤泥，故选择采用管袋充砂吹填法进行路基填筑，此方法不仅克服了深厚淤泥层换填、超软弱基础加固、在深厚淤泥层上摊铺清宕渣填料等一系列困难，还解决了水中填筑路基无法保证压实度的难题，取得了良好的效果。