高樁碼頭下方土工布鋪設施工研究

李英，丁占起

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

1 工程概況

巴新萊城港發展項目潮汐碼頭護岸工程的土工布設計的依據為英標標準，單位面積質量大（550g/m2），單幅長度長（77m），鋪設區域水深深（最大深度達18m），水下有暗流，且鋪設范圍內密布鋼樁。該項目潮汐碼頭區域土工布鋪設范圍長77m，寬240m，理論鋪設面積18 480m2。土工布鋪設范圍大致可分為2 個區域：（1）碼頭下方有鋼管樁的區域，該區域岸坡坡度為1∶2.5，坡上密布鋼管樁；（2）從碼頭前沿線向海側延伸30m 寬度的區域，該區域為平坦的基槽，沒有樁基。該碼頭為高樁梁板碼頭形式，樁基共包含387 根鋼樁，樁徑1067mm，全部為直樁，樁基共分A～H 8 個排架，共77 列。每列樁中心線間距為6300mm（見圖1）。B 排和H 排為軌道梁樁基礎，相鄰樁中心線間距縮小為3150mm，因此，鋼管樁將護坡土工布分割為若干條帶，且各條帶尺寸不同，導致土工布的鋪設難度很大。

2 施工工藝

2.1 施工工藝比選

本工程土工布鋪設有2 種工藝：（1）先鋪設土工布后沉樁工藝；（2）先沉樁后鋪設土工布工藝。先鋪設工藝為在岸坡及基槽開挖完成后，鋼管樁沉樁之前鋪設土工布，土工布采用鋪排船大面積鋪設；后鋪設工藝為本文中提到的工藝，基槽和邊坡開挖完成后，先進程樁基沉樁施工，待樁基施工完成后，再進行土工布鋪設。

2.1.1 先鋪設土工布后沉樁工藝

優點：鋪設效率高，施工進度快。缺點：（1）水上沉樁作業船舶所需作業面大，沉樁作業受土工布鋪設速度制約，需土工布沿岸坡鋪設寬度完成150～200m 后方可進行沉樁作業；（2）土工布從鋪設完成到拋石壓載時間間隔長，土工布被海底水流沖散，岸上水面以上的土工布長時間受太陽照曬，容易老化；（3）沉樁時，樁尖穿透土工布后方能沉入泥面下，該過程容易發生土工布滑動、撕破等；（4）沉樁時，當樁位剛好位于壓布的袋裝碎石或其他壓布石料上時，容易發生樁位偏位。

2.1.2 先沉樁后鋪設土工布工藝

優點：可有效解決先鋪布工藝的缺點。缺點：施工效率低。經過綜合比選，本工程采用后鋪布工藝進行土工布鋪設。

2.2 土工布鋪設的機具

2.2.1 土工布鋪設船機

本次用到的鋪布船共有3 艘：1 艘1000t 的定位方駁；1 艘簡易浮筒船；1 艘小型拖船。方駁作為定位船使用；浮筒船主體為2 個吹泥管線浮筒，2 個浮筒間用槽鋼/工字鋼等型材焊接連接穩固，浮筒用于安放自制卷軸，將土工布卷在浮筒上；拖船為30m3的小型開底駁，用來將浮筒拖到定位方駁處并運輸壓土工布用的沙袋以及作為作業人員拋沙袋的作業平臺。

2.2.2 土工布鋪設卷筒

在鋪設土工布的簡易浮筒船上安裝1 根長度為6m、直徑為10cm 的鋼管作為土工布卷筒，卷筒上裝有手搖柄和制動裝置，用以控制土工布卷布和鋪放的速度及長度。卷布滾軸需使用無縫鋼管，兩端各焊接一個軸承，軸承焊接在用型鋼焊接的支架上，支架焊接在定位浮筒上，支架高度約為1.3m，在滾軸兩端各焊接一圓形鐵板作為布卷的限位板，限位板間距6m。

2.3 土工布制作和卷布

根據碼頭鋼樁樁位布置、雇主的要求以及對搭接寬度的要求，將土工布分為2 種尺寸制作：（1）奇數排架間的布卷，每幅寬6m、長77m；（2）相鄰兩幅6m 寬的布卷處的搭接布卷，每幅寬2.3m、長77m。土工布在廠家定做，用防雨、防紫外線的包裝袋包裝，運輸至現場。

土工布運輸至現場后，將布卷在地面展開，根據圖紙尺寸預先在B 排、H 排偶數樁位處割一直徑1.2m 的圓孔（6m 寬的布卷），然后將布一端用2 根20m 長的尼龍繩套將2 個角拴牢，繩套另一端系在卷布的滾軸上，然后勻速緩慢轉動卷布滾軸，將布整齊的卷在滾軸上。

2.4 鋪布

2.4.1 6m 寬土工布鋪設

卷布完成后，將浮筒用拖船拖至碼頭前沿定位方駁處駐位，浮筒平行駐位方駁，方駁用4 根錨纜固定，錨纜呈八字布置。定位完成后，用1 根50m 長的尼龍繩將布端頭2 個角拴牢，鋪布人員乘坐拖船將繩子送至岸上，岸上的鋪布人員將布卷拖至岸側，并將碼頭后沿陸上部分的土工布展平、壓好。鋪布人員乘坐小船將預先割好的圓孔套在B 排和H 排樁上，使布卷平展在水面上。為防止布卷下沉過程中收縮、打卷，展布完成后，在布與鋼樁接觸處用細尼龍繩繞鋼樁1 圈，繩的兩端與土工布上的標記部位拴牢，尼龍繩套與鋼樁留有20～30cm的間隙，以免布卷下沉過程中繩套卡在鋼樁上,造成土工布下沉困難或無法下沉。

將布拴好后，開始碼頭區域鋼樁部分的土工布下沉，首先在鋼樁處將約25kg 的沙袋系在土工布上，然后將沙袋放在樁帽上，當所有鋼樁處的沙袋都系好后，從陸側向海測依次將沙袋推入水中，使土工布緩慢下沉，直至水底。

鋼樁處土工布鋪設完成后，進行碼頭前沿線靠海測30m寬的土工布的鋪設，鋪設時，緩慢向海測移動定位船，鋪布人員緩慢松動卷布滾軸，定位船每向后移動2m，鋪布人員在土工布上系一排沙袋，將布緩慢沉入海底，鋪布過程中要保持土工布始終處于拉緊狀態。全部土工布卷沉入海中后，繼續向后移動定位船，一邊移船一邊松卷在滾軸上的尼龍繩套，直到土工布完全沉入海底，將繩套解開，抽出。鋪布過程中，潛水員在水下觀察土工布的鋪設情況，對有收縮的地方及時展平，用沙袋壓好。整幅布卷鋪設完畢后，鋪布人員乘坐拖船在已鋪設的土工布上隨機向海內拋沙袋壓布。

2.4.2 2.3m 寬搭接土工布鋪設

相鄰兩塊6m 寬的土工布鋪設完成后，進行搭接幅土工布鋪設。將鋼樁部分的土工布裁剪成設計尺寸，然后將土工布用沙袋沉入水底，潛水員將土工布在水下展開并用沙袋壓好，碼頭前沿靠海側30m 寬的搭接幅鋪設與6m 寬的布幅施工方法相同。

3 機械設備及人員配置

船機設備配置和人員配置如表1 和表2 所示。

表1 船機設備配置

表2 人員配置

4 效率分析

根據現場實際施工情況，每日工作8h 計，每日可鋪設6m寬的土工布3 幅，計1386m2；2.3m 寬搭接幅3 幅354.2m2，合計每臺班鋪設土工布1740.2m2。

5 結語

本工程通過采用鋼樁上套尼龍繩套和用鋪布滾軸將布拉緊的措施，較好地解決了鋪設土工布時如何控制布卷的平整度的問題，對類似工程具有一定的指導意義。