膜袋砂圍堰施工作業方法

吳振純

摘要：通過對膜袋砂圍堰施工相關情況進行分析與探究，將理論聯系實際，證明淤泥地區環境及河底存在少量拋石的情況采取膜袋砂圍堰施工方式比較理想。膜袋砂圍堰的優點是在軟土地基環境不易出現沉降和變形，閉水效果好，圍堰本身比較穩定，隨道圍堰內水逐漸抽干，砂土逐漸固結，堰體的強度隨著時間逐漸增長。另外，浙江地區砂土較多，一般情況下可以就地取材，施工相對更加簡單，基本上不需要使用大型機型設備。本文針對膜袋砂圍堰在小水利工程中的應用情況進行探討。

關鍵詞：膜袋砂圍堰、水利工程、應用

紹興市魚瀆江下穿蕭甬鐵路（遵義鐵路橋）擴建工程位于紹興市鏡湖新區東浦鎮魚瀆江流域，最大水深約4m，毗鄰柯橋區，與既有蕭甬鐵路垂直相交于蕭甬線42#橋、43#橋，為減少咽喉區卡控，改善蕭甬鐵路沿線防洪現狀，本工程在既有蕭甬鐵路框架橋（43#橋）的東面（寧波方向）擴建3孔8m框架，河底為淤泥質黏土，σ。=65kpa，且此處河道經過三次改移，河底的地質情況較復雜，存在以前施工時遺留的少量拋石。設計施工方案為12m長拉森鋼板樁+2m寬草袋填筑+25m長φ80@90cm鉆孔灌注樁，封閉43#橋，采用42#橋通水，項目部通過現場調查，設計方案施工難度大，工期長，費用高，不利于項目的推進。通過與監理單位、設計單位、建設單位和地方業主的溝通，河道采用膜袋砂圍堰全封閉施工，確保項目快速安全推進。

1 兩種圍堰施工方法的比較

1.1 設計方案

設計施工方案為12m長拉森鋼板樁+2m寬草袋填筑+25m長φ80@90cm鉆孔灌注樁。

施工難度大：鉆孔灌注樁在河道中施工需要搭設排架平臺采用深護筒施工或河道內全部填土后陸地上施工，兩種施工平臺的措施費用較高，且河道經過3次改道，如河底拋石未清理干凈，需要改用沖擊鉆進行施工。

施工工期長：鉆孔樁平臺施工約1個月，鉆孔樁施工約2個月，拉森鋼板樁與鉆孔樁內2m寬草袋填筑約一個月，整個圍堰施工約4個月。

施工費用高：無論采用排架平臺還是土平臺，施工措施費約100萬左右，鉆孔樁、拉森鋼板樁和草袋填筑的直接工程費約500萬，還不含圍堰的拆除費用。

圍堰拆除難度大：鉆孔樁需要在無水的情況下采用機械鑿除，不能在河道通水的情況下作業，鉆孔樁拆除后12m長拉森鋼板樁不足以抵抗4m水深的壓力，需要在拉森鋼板樁外圍再設置一道圍堰。

圍堰的變型?。簶俄數脑O計監測控制標準累計值為25mm，變化速率為2mm/d，圍堰為剛性結構，穩定性好。

1.2 實施施工方案

變更采取5m寬5m高膜袋砂圍堰。

施工難度?。耗ご皣呤┕C械設備為高功率水泵，主要為人工施工，不需要大型機械設備，人工搭設φ50mm定位鋼管，鋪設膜袋，充填砂土。

施工工期短：魚瀆江上游膜袋砂圍堰長度70m，下游膜袋砂圍堰長度120m，2016年12月施工上游圍堰，考慮到春節應急能力弱，兩側圍堰全部封閉如遇暴雨可能造成水淹線路路基，2017年2月施工下游圍堰，整個圍堰施工2個月，如果不是遇上春節施工節點，上下游圍堰施工可同時進行，工期可進一步縮短。

施工費用低：膜袋砂圍堰施工不需要施工平臺，無措施費，190m圍堰施工及拆除費用約200萬，因紹興地區土方外運費用高（65元/立方米），如當地土方外運費用低，成本還可以降低。

圍堰拆除難度?。簢邇确艥M水后水面上的砂土可以直接用泥漿泵抽走，水面以下的直接用挖泥船挖，可以水中作業，不需要再設置圍堰。

圍堰的變形大：因膜袋砂圍堰為柔性結構，主要靠自重抵抗水側壓力，設計驗算的最大變形為434mm，最大沉降為284mm;實際施工時監測的最大位移變形為88.25mm，最大沉降為57.12mm;位移和沉降變形較大，位移沉降主要發生在抽水期間，膜袋砂圍堰砂土中的水全部滲出后基本沒有位移，砂土在干燥的情況下強度較高，堰體的強度隨著水的滲出逐漸增強。

2 材料選擇

砂土：膜袋和龍心里充填砂采用普通砂土，粒徑大于0.075mm的顆粒超過總質量的85%，粒徑小于0.005mm粘粒的含量小于5%;要求吹填時含砂量不小于60%，含泥量不大于15%，干容重不小于14.5kN/m3。

圍堰大砂袋材料要求：充填砂袋采用大型丙綸編織袋，長度為圍堰通長，盡量避免圍堰中有搭接接頭，增加圍堰的整體穩定，每個膜袋幅寬可根據圍堰的大小調整，本工程膜袋幅寬采用2m，水面以上的膜袋需采用防老化土工布，要求自然暴露6個月后的強度不小于原強度的80%。

定位鋼管：定位鋼管采用建筑上標準φ50mm鋼管，鋼管長度可根據圍堰的高度調整，本工程定位鋼管插入河底1m，鋼管頂采用橫向鋼管扣件聯結，保證在膜袋充填砂時膜袋固定，不要產生移動，線型準確。

3 膜袋砂施工作業流程

定位放線：根據設計圍堰的位置定位放線，因膜袋砂充填位于水下且充填時側向壓力較大，如定位鋼管不夠牢固容易產生位移，為確保達到圍堰內設計工作面放樣時要有一定的富余。

河床清理：定位鋼管施工之前需對圍堤基礎進行適度清理，保證堰基較為平順，沒有尖銳物，避免對膜袋產生破壞。

鋼管定位：本工程定位鋼管選用直徑ф50mm，間距1m，長度6m，保證伸入河床以下不小于1米，每個橫斷面插入四根，插入管樁橫向采用ф50mm鋼管扣件連接，定位鋼管要設置牢固。

膜袋鋪設：膜袋水上鋪設，利用竹排將膜袋在定位鋼管樁間拖運至對岸錨固固定，另一端膜袋口連接泥漿泵管口，灌砂時讓膜袋順定位樁沉入水底。

膜袋充填：充填時先將水與砂土混合造漿，然后用泥漿泵抽取混合漿充填，泥漿泵出口壓力量控制在0.02～0.1Mpa。灌砂應均勻對稱進行，先灌充兩側膜袋，兩側膜袋充填寬度1m、高度1m，充滿度控制在70%左右，再水下充填3m寬1m高龍心。兩側膜袋和龍心充填逐層加高，每層高度1m，兩層袋體充填時間間隔應大于24小時，直到膜袋和龍心堆至設計標高。充填過程中應密切關注定位鋼管的變形，有無發生偏位，當發生偏位時應查明原因，對定位鋼管進行加密加固，保證充填線型準確?！?/p>

基坑抽水：抽水時應嚴格控制水位降幅，每天50cm 左右，并加強堰體位移和沉降觀測，注意堰體脫水、滲水通道，避免集中滲水，形成管涌。

4 結語

在軟基上利用膜袋砂圍堰，可以有效的起到防水、防滲及加固的作用，還能節省空間，就地取材與施工，不需要使用大型機械設備，因此這是一項效率高、實用廣，又簡單易行的可行性技術。又由于膜袋砂圍堰本身重量輕、對地形地貌適應力強，施工難度低，工期短，所以還能夠很有效的降低施工成本。

因為膜袋砂圍堰為 柔性結構，位移量大，通過施工總結和方案的優化，可近一步提升圍堰本身的穩定能力，使其發揮出更大的作用。

橫斷面設計成梯形：紹興市魚瀆江下穿蕭甬鐵路擴建工程圍堰施工為5m寬5m高矩形，圍堰主要靠自重抵抗水的側壓力，圍堰橫斷面設計為階梯形更能增加穩定性，提高抵抗位移變形的能力。

圍堰的線型設計成拱形：紹興市魚瀆江下穿蕭甬鐵路擴建工程圍堰縱向線型為直線，實際施工時監測的最大位可以通過位移使堰體內的砂土進一步密實，提高抵抗變形的能力。

參考文獻

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