水利水電工程土工膜袋施工技術及其應注意問題探析

張貞瑜

【摘要】土工膜是一種新型的工程材料，具有質輕、強度高、伸長率大、防滲性能好、適應變形能力強、施工簡便、易于保證質量、造價低廉等優點，因而廣泛地應用于水利工程。本文就對圍堰土工膜袋施工技術展開分析，對施工過程中中質量控制要點進行探討，對施工中遇到以下幾種情況提出有效的應對措施，供同類工程參考。

【關鍵詞】圍堰土工膜袋施工；質量控制要點；問題應對措施

土工模袋充填筑堤技術是利用土工織物的隔離、透水性和防護功能，將土工織物制成大模袋，利用泥漿輸送設備向袋內充填砂類并疊砌形成的袋體堤。具有適應地基能力強、整體連續性好、施工速度快、工程造價低等優點。因此在水利工程中被廣泛的應用。

1、土工膜袋施工工藝

1.1施工工藝流程

土工模袋現場施工工藝流程圖

圖1 土工模袋水下灌砂流程圖

1.2土工模袋加工

（1）材料

模袋充填材料選用透水性較好的中粗砂。模袋采用防老化丙綸編織土工布，單位質量不小于250g/m?，縱橫向抗拉強度不小于30KN/m，伸長率不大于30%，滲透系數不小于（1-10）×10-1cm/s。

（2）模袋砂制作與保存

模袋砂圍堰施工前，根據圍堰大小確定好各個模袋的尺寸，出廠前通過工業縫紉機將土工布加工成袋形。需要在水中鋪設的模袋，長度按照設計要求17m、24m、26.7m等，高度0.5m，在模袋面層每隔5m設一灌砂孔，灌砂孔加工成衣袖形狀，和模袋連在一起。模袋加工好后運至施工現場，用雨布蓋好，防止暴曬，注意保護好模袋。

1.3基地清理整平

為保證底層模袋能坐落在基本平整的基面上，在模袋安放之前，須對基底進行整平。根據設計提供的海底地形圖，擬定對海底基面“掃平”的位置。用測深儀或打水軟尺，對擬放模袋的范圍的海底地形進行測量，每5～10m一個斷面。繪制出實測地形斷面圖，做出整平方案報監理工程師批準。按監理工程師批準的方案，預先對海底地形，或吸砂，或填砂，進行基底整平處理。

1.4模袋鋪設安裝

模袋定位前應進行基線測量、布設控制樁。施工前要設計好模袋排布圖，水下鋪袋時，為了防止灌砂時模袋移位滾動，需在擬鋪設模袋的兩側每隔3米打好定位樁。在鋪設處四個角插上毛竹，將模袋的角拉環套在毛竹上，灌砂時讓模袋順著定位樁沉入水底。當水位較深時，可將加工好的模袋卷軸，在填充袋施工位置上下游布置機動船，裝有填充袋的一艘機動船在水流的上游垂直于堤軸線方向定位，校正邊線位置并拋錨固定，另外兩艘機動船在水流的下游平行于堤軸線方向定位，待以上的工作準備就緒后，將模袋上的繩子連接到機動船卷揚機上，開啟下游機動船的卷揚機，將模袋平展與水面，再根據放樣標志調整上下游繩子長度，使填充袋處于正確的填充位置，然后系緊繩子，再檢查填充袋位置是否正確，確定無誤后在模袋的邊緣綁扎碎石袋固定，并用鋼管打設定位樁加以固定。

1.5灌砂

完成模袋安裝作業之后，向模袋中灌砂。潛水員將采砂船的吹砂軟管插入土工模袋的袖口中，綁緊袖口后開始向模袋中灌砂。向袋中充砂，由一頭到另一頭，先袋中后袋邊進行。

充填砂袋時，首先沿長邊方向進行充填，避免應力集中損壞袋體，并在充填過程中經常調整出泥管口方向，防止袋體在充填過程中受力不均而移位變形，待袋體固定不再發生位移時，再次充填，直至達到理想的充滿度。灌砂模袋的平整度控制，主要依靠調整吹砂管的方向。吹砂一般是吹砂管出口處的地方先高。當吹砂管處的砂的厚度基本達到砂袋控制厚度時，調整管口方向。若發現原吹砂的地方高了，則站在砂袋上用腳均勻地踩調平袋面。當充灌到一定飽滿度后人工踩踏袋體表面，以利于充填袋中水的排出，充填袋達到預定的充盈度后要控制好充灌壓力以防充填袋破裂。

2、施工過程的質量控制及注意事項

（1）相鄰袋體間的搭接應保持不小于1.0m。施工時，先將砂袋的一端鋪放在已充填好的砂袋上，確保搭接部位的充填質量。

（2）模袋上下層之間應錯縫，其長度應大于2m，以免形成“通天縫”。

（3）底層模袋安裝的位置準確與否直接關系到上一層模袋的位置，底層模袋下沉后，潛水員水下擺鋪好之后，應重新測量檢查一次，然后再開始灌砂。

（4）低潮能出露水面的土工模袋灌砂，應盡量利用低潮作業。

（5）灌砂過程中應控制平整度，檢查密實度。密實度滿足要求后再移管到另一個袖口。

（6）袋裝砂的充灌壓力控制在0.2～0.3MPa；充盈度一般控制在80%左右；充填砂袋邊角處不易飽滿，充填時應充分注意，確保邊角處砂袋的厚度達到要求的厚度。

（7）模袋灌砂密實度的檢查方法：密實度要求達70%，施工過程中應邊灌砂邊用力按或腳踩，明顯感覺砂體不松散，有一定的硬度后才停止灌砂封口。

（8）平整度可按如下方法控制：灌砂模袋的平整度控制，主要依靠調整吹砂管的方向。吹砂一般是吹砂管出口處的地方先高。當吹砂管處的砂的厚度基本達到砂袋控制厚度時，調整管口方向。此時，若發現原吹砂的地方高了，則站在砂袋上用腳均勻地踩調平袋面。

3、監控量測

（1）在圍堰和施工便道每20m設置一個地表沉降監測斷面，每個監測斷面設監測點7～11個（具體根據地形地貌及實際需要確定）。測量頻率為每天一次。

（2）沿圍堰每6～10m設置一個水平位移及沉降監測斷面，預計設置30個監測斷面；每斷面設置測點3個，預計總監測點90個，每天對圍堰進行兩次沉降、位移觀測。

4、施工中遇到以下幾種情況應對措施

當堤身兩側水頭差較大或者承擔擋潮任務時，底層模袋接頭處容易被水流擊穿發生流土，導致堤體垮塌。未避免這樣的情況出現，一般在基層鋪設200-400㎡高強聚稀土工布1至2層，來保護底部的土體。未了控制堤體的不均勻沉陷，土工布還要輔以用尼龍繩組成加筋網絡，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降的差異。

當堤身承擔擋潮或擋水任務時，施工時要避免出現龍口，盡可能均勻的上升。尤其是大堤施工高度達到水位變化區時，在每一次漲退潮時，不可以留下缺口，同一層的模袋應在一次漲退潮期間完成，避免集中水流對堤體的沖刷。

當大堤底寬超30米，頂寬超10米時，可以考慮夾心砂方案，但是底層模袋橫向寬度不宜低于8米，頂層模袋橫向寬度不宜小于3米，用于大堤兩側搭接的模袋間距不應超過30米，搭接模袋縱向寬度不應低于20米。

5、結語

應用土工模袋堤防加固施工方法，進行水利工程堤防加固施工，不僅具有較為的堅固、耐久的堤防加固施工效果，而且提放修筑的外形也具有一定的美觀性，具有一定的應用優勢，在水利工程堤防加固中得到廣泛的應用。其施工技術簡單，優點明顯，但是對工程地質條件有一定的要求，施工前要結合理論實踐經驗和現場試驗選擇最優施工方案。

參考文獻：

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