玻纖復合土工布充填袋施工技術探究

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一、工程概況

1．概述

連云港港徐圩港區西防波堤工程施工項目XXP-SG標段，全長4,507.18m。工程防波堤基礎采用排水板+砂被處理，堤身采用充填袋+開山石混合結構，充填袋作為堤身加筋作用，其中充填袋分為玻纖A型、玻纖B型、普通機織布充填袋3種，堤身典型斷面圖如下：

2．工程所在地水文條件

參考連云港廟嶺潮位站1996~2000年潮位觀測資料統計本海區潮位特征值如下：平均海平面2.97m，年平均高潮位4.84m，年平均低潮位1.18m，多年最大潮差6.11m。多年最小潮差1.40m，平均潮差3.69m。本海區來浪主要以東北風、東南風為主。

3．工程特點的分析

綜合現場情況考慮，玻纖充填袋施工有以下特點：

（l）銜接段及淺灘區一般鋪排施工船舶無法近岸作業，水深較淺處運砂船出入受潮水影響制約較大，淺灘區存在大量的軟弱淤泥，人工無法進行攤鋪施工，因此，除船舶選型應盡量吃水淺外，同時，還需考慮其它施工工藝作為補充。

（2）在夏季臺風及冬季寒潮施工期間，海面風浪較大，充填袋容易在風浪及紊流作用下將會產生變形、鼓包、撕裂、漏砂，除及時覆蓋保護外，還應從材料結構設計方面作出改進。

（3）玻璃纖維經編復合土工布（簡稱玻纖布）是利用玻璃纖維的強度高，延伸率低，防腐防老化的特點制作的300KN/m以上的高強度材料，用于淤泥地基加筋層袋裝砂斜坡筑堤。玻纖布原材料本身就是一項新材料和新技術，而且利用300KN/m以上玻纖經編復合土工布加筋材料用作防波堤充填袋筑堤在國內尚屬首次。與以前類似工程的充填袋施工對比，本工程所用的充填袋材料玻纖布具有單位面積重量大，抗拉強度對比以往充填袋所用材料大等特點，因此為保證玻纖充填袋施工質量，并為今后玻纖充填袋在砂被堤制定成熟的施工工藝，有必要研究玻璃纖維經編復合土工布在淤泥地基中施工工法。

二、玻纖土工布袋體加工

本工程所使用的玻纖充填袋原材料為在生產廠家按照定尺加工，運至工地附近加工廠內進行袋體縫制、粘接、打包。玻纖A型、B型充填袋斷面結構如下：

（1）施工工藝流程來料檢驗→縫制和拼幅→縫制袖口→拼縫粘接→檢驗、打包、入庫

（2）施工方法①袋體縫制玻纖復合土工布充填袋根據各斷面寬度直接委托土工布廠家加工成定尺的布體，玻纖復合土工布加工每幅幅寬為4.5m，兩側預留25cm機織布供現場拼接縫制。因玻纖土工布每平米重量較大，根據現場施工能力，每個玻纖充填袋尺寸寬度定為8m。玻纖袋之間接縫采用丁縫，包縫寬度為5cm，接縫采用3道錦綸線，平行走向，針腳間距控制在7mm。玻纖布之間機織布拼縫完成后應控制在30cm之內。A型玻纖充填袋拼縫采用環氧樹脂膠結，膠結寬度為1m，膠結時，保證接縫寬度一致，并將上下壓緊密。粘接時嚴格按照粘膠配合比進行調制，涂膠時將玻纖布表面涂抹均勻，涂抹完成后用人工滾杠將表面碾平，并壓載重物直至環氧樹脂膠凝固硬化。B型玻纖充填袋拼幅采用自動拼排機進行縫制拼接，拼幅縫制時移動整張排布（袋體），并使前移速度與縫紉機針腳送布速度一致，同時保證縫制線縫順直。袖口布置：在袋體上按照6m間距做標記，在標記的位置上按照袖口大小開圓口，袖口材料可采用砂被袋體制作剩余的250g/m2編織布邊角料，袖口縫制在兩塊玻纖復合布的機織布接縫處，縫制2道線，縫制時注意避免破壞玻纖布。因每個玻纖充填袋尺寸較小，為加快施工進度，計劃鋪排施工時同時下放3個袋體。為保證袋體之間連接緊密，在玻纖A、B型充填袋兩側（沿鋪排方向）縫制加筋帶包邊，縫線2道，針腳間距控制在7mm以內，在包邊處每隔2m設置一道加筋帶拉環。

三、施工技術及工藝

根據不同區段的水深情況，本工程在不同區域采取了定吹船輔助人工施工、傳統鋪排船鋪排等施工工藝。

1．定吹船輔助人工施工

定吹船及人工輔助施工，袋體縫制好后打包，出廠運至堤頭后將袋體轉運至施工區。鋪設前測量部門對鋪放邊線進行測量定位，并用油漆做好標記，將袋體運至施工區后采用人工打開并定位至設計邊線。近岸段吹砂施工采用2條定吹船，停在滿足砂船靠泊并能在低潮時進行施工區域，接浮管至施工區，在泵管處接分管頭，將充砂管插入充填袋袖口開始充砂，并輔以人工踩踏加快粉細砂流動速度，避免在局部地方堆積過高。充砂厚度滿足設計要求后將管頭移至其他袖口繼續充砂，直至充砂完成，并將所有袖口扎緊，防止粉細砂流失。在充填過程中如一次達不到理想高度，待砂袋稍有固結后，再進行二次或多次充填，直至達到理想的充滿度。

2．鋪排施工工藝

采用傳統鋪排工藝，即鋪排船，將玻纖充填袋卷在一條鋪排船的滾筒上，水深滿足施工船舶吃水要求時進至鋪設位置，并開始進行鋪排施工。玻纖充填袋施工方向為垂直于堤身軸線方向，由港內側向外海側進行鋪設。砂船靠在鋪排船的另一側，船上吊機將泥漿泵吊上砂船，利用高壓水槍將砂船內的砂稀釋成砂漿，經泥漿泵將砂漿充灌在袋體內。根據充砂船上的DGPS定位系統的顯示，配合進行移船和充砂施工，直到整個砂袋充灌完畢。

四、施工工藝的改進

1．玻纖充填袋袋體尺寸的選擇

從工程前期試驗袋體情況來看，因玻纖復合土工布材料重量達到1,200g/m2，加工成16m寬袋體重量達到2.69~3.38t不等，且沾水后重量將超過4t，對袋體打包、上船展開、卷滾筒等都造成較大的困難，且施工效率較低，經改成8m幅寬袋體后重量減小，每個袋體重量為1.34~1.69t，袋體制作完成后打包及上船施工都比較方便。根據現場施工能力，玻纖充填袋加工為8m幅寬，為保證施工工效，充填袋卷上滾筒時同時卷3個8m充填袋，有效推進長度為24m。

2．玻纖充填袋卷排工藝的改進

鋪排施工采用傳統的鋪排船施工工藝，即袋體卷上滾筒之后，運砂船靠檔，高壓水槍沖水將粉細砂稀釋，用泥漿泵將充填砂輸送進袋體內。然后，砂漿中的水分通過袋體的孔隙自然排水固結形成棱體。因玻纖布材料重量的問題，8m幅寬袋體逐次下放耽誤大量的移船時間，施工工效低下，因此采用3個袋體一起卷排，袋體之間為防止在下放過程中受風浪流的影響開，從而不能形成有效搭接，在玻纖袋加工過程中，玻纖袋體制作時沿鋪排方向（垂直于堤軸線）在每隔2m縫制加筋帶拉環；鋪排時采用鐵絲將加筋帶拉環緊密連接。

五、結語

由于對玻纖A型充填袋的接縫工藝采取環氧樹脂膠結，并根據現場施工實際情況合理選擇了袋體尺寸及改進了鋪排施工工藝，施工工效和質量均得到了保證，為下步工序的大規模施工創造了有利條件。通過玻璃纖維經編復合土工布在斜坡式防波堤的大規模應用，改進了傳統的鋪排施工工藝，研制了新型土工材料的粘接工藝，滿足了設計及施工要求，為今后類似材料在防波堤工程建設的應用提供了寶貴的施工經驗。

作者：范開翼 杜偉 單位：中交三航局