特大型砂袋圍堰在大橋基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

呂志峰

摘 要：本文介紹了在馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋南邊塔基礎(chǔ)施工中，用砂做砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)的成功經(jīng)驗(yàn)，討論了砂袋圍堰及吹砂筑島的設(shè)計(jì)、砂枕制作、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)的施工工藝。

關(guān)鍵詞：特大型；砂袋圍堰；大橋基礎(chǔ)施工；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

基樁水上施工平臺(tái)有多種形式，如填土筑島平臺(tái)、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)、型鋼平臺(tái)等，相對(duì)而言，前兩種平臺(tái)形式成本低、工期短。砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)是在土袋圍堰平臺(tái)基礎(chǔ)上的一種深化和發(fā)展，它適用于較大水深和流速情況下的河床，其具有就地取材、施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、投資小、拆除方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋施工工期短、任務(wù)重、總體安排較為緊迫，加之南邊塔基礎(chǔ)位置施工環(huán)境較為特別，為了保證正常施工工期、加快施工進(jìn)度，基礎(chǔ)施工平臺(tái)選用特大型砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)。

一、工程簡(jiǎn)介

馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋左汊主橋南邊塔位于橋址區(qū)長(zhǎng)江主航道東側(cè)，中心樁位為K9+080m，距江心洲長(zhǎng)江西岸大堤110m，南邊塔位于江灘上，地面高程6.4～7.2m，墩位處向江中心呈漸變泥灘，由于采砂局部形成小型陡坎。根據(jù)水文資料顯示，該流域洪水期為5～8月，枯水期為每年9月至來年4月，墩位處江灘每年有8個(gè)月以上時(shí)間處于無水狀態(tài)，利于陸地施工。

二、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)設(shè)計(jì)

1 圍堰平面尺寸選擇

圍堰寬為60m，包括承臺(tái)寬32.1m、龍門軌道的寬度2×2m、龍門軌道至圍堰邊緣的施工安全距離2×2.4m以及2×9.5m寬的施工便道。圍堰長(zhǎng)99.6m，包括承臺(tái)長(zhǎng)69.6m和2×15m寬的施工便道。在鋼棧橋與砂袋圍堰相接處，設(shè)置11.4m長(zhǎng)的加寬段，寬度由8m加寬至42m，以保證施工機(jī)械有足夠的轉(zhuǎn)彎半徑。

2 圍堰頂標(biāo)高的確定

本橋位處于長(zhǎng)江下游區(qū)域，根據(jù)歷年的水文資料，1954年到1991年最大月平均水位為+6.48m。自2004以來，由于三峽大壩截流工程的不斷擴(kuò)大，引起的削峰、錯(cuò)降作用也不斷增強(qiáng)。自2006年開始試樁施工以來，我部監(jiān)測(cè)到橋位處長(zhǎng)江洪水期最高水位在+8m左右。江心洲長(zhǎng)江西岸大堤頂標(biāo)高在+10.5m～+10.8m；鑒于此，確定砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)頂標(biāo)高為+10.0m，滿足鉆孔期間內(nèi)外水頭差2m的需要。

3 圍堰邊坡確定

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000，為了保證圍堰在施工期處于穩(wěn)定狀態(tài)，砂袋圍堰坡度分兩種：圍堰在上下游、靠江側(cè)的外側(cè)坡度為1：2；圍堰靠大堤側(cè)的外側(cè)及所有內(nèi)側(cè)坡度為1：1。

4 砂袋的選用

沖砂砂袋采用編織袋，圍堰外側(cè)用土工布覆蓋。根據(jù)本工程圍堰所處位置的重要性，砂袋保證在施工期內(nèi)能夠不因沖砂、水流和其他干擾的影響而損壞，其具有隔離、反濾及排水的功能。其優(yōu)點(diǎn)：重量輕、整體性好、連續(xù)性好、滲透性好，且質(zhì)地柔軟能與砂土很好結(jié)合，砂袋的幾何尺寸為4.5m×0.5m×45m、6m×0.5m×45m、8m×0.5m×45m，做工精細(xì)，經(jīng)實(shí)地試驗(yàn)，能滿足要求。

5 砂的選用

砂子采用本地河砂，滿足濾水要求。

三、砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)施工

1 總體施工工藝流程

砂袋圍堰及吹砂筑島平臺(tái)施工流程為：施工準(zhǔn)備→砂袋位置整平→鋼管支護(hù)→砂袋鋪設(shè)及吹砂→圍堰內(nèi)吹砂→施工完成。

2 主要施工機(jī)械

1000t駁船1艘、4臺(tái)100LWB-10泥漿泵（施工時(shí)負(fù)責(zé)吸砂，另備2臺(tái)），砂水混合物輸送膠皮管和高壓水槍配套使用。

3 砂袋吹砂及圍堰內(nèi)吹砂

運(yùn)砂船舶定位后，安裝好泥漿泵，利用水泵抽水沖砂。開啟泥漿泵將砂水混合物抽至已安放好的砂袋中并封口，砂漿在砂袋（編織袋）中濾水，邊濾水邊沖進(jìn)砂漿，排水固結(jié)形成砂枕。鑒于砂袋長(zhǎng)45m，難以一次形成砂枕，我部根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，整條砂袋按4至5段逐段抽砂成枕，由于砂袋吹砂排水固結(jié)的不均勻性，需對(duì)砂袋內(nèi)凹部進(jìn)行回沖砂，以確保砂枕的整體均勻性。每?jī)蓪由按瞪笆┕で邦A(yù)埋好尼龍繩，用于勒緊竹竿壓實(shí)土工布，從而增強(qiáng)圍堰的抗風(fēng)浪、沖刷能力，確保圍堰的耐久性。砂袋圍堰的砂袋及兩列砂袋之間同步吹砂。吹砂過程中，需要進(jìn)行測(cè)量放樣并監(jiān)控標(biāo)高。砂袋圍堰的施工順序?yàn)榭拷瓊?cè)→上下游側(cè)→大堤側(cè)。砂袋圍堰內(nèi)吹砂筑島施工方法同砂袋圍堰。

結(jié)語

特大型砂袋圍堰在馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋施工中的成功應(yīng)用體現(xiàn)出其具有如下優(yōu)點(diǎn)：①砂料廣泛，土工編織物易購(gòu)買，能就地取材，從而減少砂料的運(yùn)輸量。②節(jié)省資金，總投資僅138萬元。經(jīng)測(cè)算，同等規(guī)模的鋼管樁平臺(tái)需要各類鋼材2500t，臨時(shí)材料及施工費(fèi)用近625萬，投標(biāo)時(shí)報(bào)價(jià)僅為220萬。③砂袋圍堰把挖、裝、運(yùn)、卸過程集于一體，故能節(jié)約勞力，且施工速度快（施工期間為枯水期，有利于施工，整個(gè)施工僅用20天），質(zhì)量高。④施工期間，吹砂砂袋堰體比人工砂袋圍堰具有更好的抗風(fēng)浪、沖刷的能力。⑤圍堰形成過后易于維護(hù)、相對(duì)成本低。

筆者認(rèn)為特大型砂袋圍堰在橋梁建設(shè)特別是特大型橋梁建設(shè)施工中具有經(jīng)濟(jì)性、適用性、可行性的優(yōu)點(diǎn)。在砂質(zhì)河床上采用砂袋圍堰是一條有效途徑。

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