淺談充砂管袋技術在水利工程中的應用

楊勤良

一、工程概述

在崇明環島防汛提標及景觀道一期工程段充砂管袋堤身填筑施工組織實施中，施工單位對土工布充砂管袋各關鍵工序進行嚴格、有效的質量控制，保證充砂管袋一次成型，充砂管袋施工提前完工，并一次驗收達標。本文對崇明環島防汛提標大型充砂管袋堤身填筑工程充砂管袋施工方法、堤身加載速率及沉降位移觀測等幾個方面的工程施工質量控制要點作簡要探討。

二、充砂管袋施工方法

土工布充填袋制作的工藝、制作質量的好壞、尺寸的合適與否將直接影響袋體的充填質量和施工效率，因此，充填袋的制作是確保工程質量、加速施工進度、確保工期的重要環節。

（一）袋體尺寸控制

1.充砂管袋施工控制標高的確定

施工控制標高決定了袋體的尺寸，因此，首先需確定施工控制標高。該工程采用如下施工標高控制原則：

充砂管袋施工控制標高=充砂管袋設計標高+預留沉降量

2.充填袋寬度

該工程中充砂管袋頂寬為4m，其下各層袋體外側以1 ∶2、內側以1 ∶1.5 坡度遞增。為了減小鋪設偏差和充填袋膨脹造成的堰體尺寸增大，每層袋體的制作尺寸比設計圖紙小20cm。

3.充填袋長度

充填袋的長度由充砂的效率結合潮水的變化確定，根據該工程砂的特性、泥面以及潮汐等實際情況，結合施工設備的性能，每袋長度以利于制作和施工方便為宜，一般控制在25～40m 之間。在保證充填質量的前提下，應盡量加大充填袋的長度，盡量減少袋體的搭接縫，且最小長度不得小于20m。同時，為了避免上下層袋體間出現通縫以及合理組織充填施工，同一層面的充填袋可制作成2～3 種不同的長度尺寸，以利施工布置的靈活性。

4.充填袋厚度

充填袋的厚度首先要能保證袋體充填的平整度；其次要避免因袋體充填壓力過大而出現破損；最后應根據堤頂標高的變化調整袋體的厚度，以利于控制充砂管袋的頂面標高。一般厚度控制在為0.5～0.6m 左右。

（二）充填袋制作

充填袋材質選用透水性和保土性較好的編織土工布，土工布袋在運輸、制作、施工過程中不得長時間暴露日曬，需露天放置時應及時進行覆蓋。袋體裁剪尺寸應根據設計斷面尺寸加上2m 富余量。裁剪好的充填袋采用工業縫紉機縫制，縫制線采用錦綸線，充填袋的接縫應采用包縫或丁縫。接縫采用二道錦綸線，針腳間距≤7mm，縫制后強度不低于原織物設計強度的70%。同時在長度方向（沿軸線方向）主要受力處不得有連接縫（除兩側邊連接處）。

（三）充填袋的鋪設及充填

1.工藝流程

施工準備→施工測量→鋪設吹填設備→鋪設充灌袋→吹砂充灌作業。

2.施工注意要點

（1）土工織物充填袋材料的指標

布袋采用防老化黑編織土工布，單位面積質量大于200g/m2。袋體內充填料應選用粉土，充填飽滿度為85%，充填后的干重度應達到15kN/m3以上。

（2）充填砂袋的制作

1）砂袋制作成筒狀，袋的尺寸根據棱體斷面不同高度和寬度，加上退檔尺寸及預留沉降尺寸縫制，長度一般在20～50m，袋的沖灌袖口（Φ30cm，L=50cm）數視砂袋的大小而定，一般4～8 個，力求吹灌砂土袋平整。

2）采用三股強度不小于150N 的尼龍線縫三道（先縫兩道，折疊后再縫一道），保證縫合牢固。

3）縫合好的袋子將中線和上、下側做好標志。

（3）定位和袋體鋪放

可利用GPS 定位每層袋體位置。

1）水上鋪放：GPS 定位后作出袋體位置的標記，袋體平面展開鋪放后，利用鋼釬固定位置。

2）水下鋪放：GPS 定位，在鋪設的地方打好定位樁，織物袋通過定位樁固定。

（4）充填袋的充填

1）充填袋袋體固定好后，采用抽砂船上的抽砂機組進行充填砂作業。充填前應先將充砂管插入土工袋上的沖灌袖口內并固定牢靠。進行充砂施工作業，袋體充填飽滿度為85%，充填后袋體內粉土的干重度應達到15kN/m3以上。對充砂口進行有效的人工縫制，確保充填袋的完整性。

2）充填砂性土試驗合格后再予以采用。

3）充填過程中上下袋體的鋪設應錯縫搭接緊靠，同層相鄰袋體鋪設時應預留收縮量，確保充填后相鄰袋體相互擠緊，兩端間隙用小砂袋填平。上下層袋體應錯縫鋪設，充填后的袋體不得形成水平通縫。袋體充填按照“充填—拼漿—二次充填”的順序進行，每層袋體充填厚度按0.5m 控制。袋體充填完成后應對袋體表面進行檢查，袋體在鋪設和充填過程中若出現袋體損傷應及時修復，修復采用外覆法。

4）充填時，應根據每個充填區域工程量的大小，合理配置機械配備，確保每個砂袋的完成。

5）整個土工織物袋體的充填，采用階梯遞進的方法往前推進，相鄰袋體的搭接在150cm 以上。施工時，先在已充填好的砂袋上鋪設袋體，鋪設完畢后，先充填搭接部位，確保土體固結后袋體不再移動，保證搭接部位的平整度、充填質量及搭接長度。上下層之間的砂袋應錯縫堆疊，其搭接縫錯位在3.0m 以上，以免形成通縫。如土體排水固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。

6）砂袋的厚度及平整度控制。對砂袋的厚度控制,可根據砂袋的型號尺寸計算每個砂袋需吹填的土方量,再通過測算砂船中沙的土方量進行間接控制,同時由潛水員水下控制。施工完畢后可通過測量儀器對平整度進行測量檢測。

三、質量控制要點

（一）加強沉降位移觀測，合理控制施工速率，確保堤身穩定

充砂管袋工程堤身穩定性的主要隱患是堤身不均勻沉降，造成充填袋體撕裂，發生側滑或者坍塌現象，使工程蒙受經濟損失，影響堤身觀感和質量。施工過程中合理控制加載速率，便可很好地預防因堤身較大的不均勻沉降而發生的側滑或者坍塌現象。因此，在施工過程中應加強沉降位移觀測，根據觀測數值實時指導堤身加載速率。堤身加載應分層進行充灌，每層袋體施工完畢后，下一層袋體施工前保證適宜的間歇時間，在觀測數據正常的情況下方可進行下一層袋體充灌施工，觀測數據異常時應適當地延長間歇時間，必要時在堤身觀測數據異常處坡腳位置進行拋石反壓，確保堤身安全。

充填袋體發生側滑或坍塌現象大多發生在袋體低潮出水之后，分析原因應與潮汐落潮后水浮托力及側向壓力驟減有關。因此，施工至低潮位置時，應加強沉降位移觀測，合理控制充填袋施工進度，確保堤身穩定不發生質量問題。

（二）嚴格把控充填袋主體施工質量，提升工程施工效益

充填袋是充砂管袋堤身主體結構，充填袋的施工質量將直接影響到工程整體施工質量及施工效益，因此控制充填袋施工質量，有效預防質量事故的發生是充砂管袋施工質量控制要點。

1.充填袋浪損控制措施

（1）充填袋外露部分，因袖口綁扎不及時、袋體破損，造成已充填的砂被海浪淘刷。

（2）充填袋施工進度不統一，局部形成小龍口，造成充填袋體被海浪沖刷流失。

（3）施工加載速率過快，發生袋體撕裂破損，堤身出現側滑、坍塌現象，造成充填砂被海浪沖刷流失。

（4）充填袋體外露部分在潮汐和風浪作用下，充填砂受水流沖刷流失。

2.施工加載速率控制措施

（1）施工過程中，現場管理人員嚴格控制，安排專人巡堤，對充填袖口及時綁扎，發現充填袋破損及時進行修補，避免不必要的流失。

（2）合理安排充填袋施工進度，分層進行加載，避免小龍口的出現。

（3）施工過程中加強沉降位移觀測，及時記錄觀測數據并進行分析，指導充填袋施工加載速率，有效規避風險。

（4）施工過程中采取合理有效的控制措施，減少充填砂的流失量。

3.合理預留施工沉降量

充砂管袋工程沉降量控制是施工中的重點工作，直接影響施工效益。因此，施工前應總結以往附近區域相關工程施工沉降量的經驗，確定合理的施工預留沉降量。施工過程中應加強沉降觀測分析，結合工程實際情況，及時優化調整最佳預留沉降量，確保工程質量滿足設計要求的同時，追求施工效益最大化。

四、結語

充砂管袋結構近年來在水利工程中應用越來越廣泛，采取合理有效的管控措施提高工程質量、提升工程效益顯得尤為重要。由于工程施工差異性較大，施工組織模式差異等原因，施工過程中現場管理人員應加強質量管控意識，在確保工程質量的同時，合理追求施工效益最大化■