膜袋砂围堰在深水中的应用
2016-03-28邹运宝上海铁路局安徽铁道发展集团有限公司
王 杰 邹运宝 上海铁路局安徽铁道发展集团有限公司
膜袋砂围堰在深水中的应用
王 杰 邹运宝 上海铁路局安徽铁道发展集团有限公司
膜袋砂围堰利用砂袋自重，将原地面的软质淤泥挤走，用砂袋筑堤围堰，施工安全性高，止水效果好。深水中修筑土工膜袋砂围堰，在绍兴青甸湖过水桥拓宽工程施工中获得成功应用，为框架涵下穿铁路施工在深水中制作围堰提供了一种新的思路。
深水；土工膜袋；围堰；施工
1 工程概况
绍兴青甸湖过水桥拓宽工程为新建一孔10 m框架桥下穿萧甬铁路上、下行路基，交叉处位于萧甬线钱清至绍兴区间，对应萧甬下行线里程为K35+589，框架中心线与铁路中心线正交，框架桥位于既有47#和48#铁路桥之间，拟建桥位处既有萧甬铁路为直线区段，电气化复线，线间距6.1 m，为P60轨道线路。青甸湖既有铁路桥47#和48#桥规模分别为：
47#桥（K35+555）:下行（1~10）m钢筋砼T型梁，上行（1~ 9）m框构，桥位中心与铁路中心线正交，最低处梁底标高6.16 m。
48#桥（K35+622）:下行（1~8）m钢筋砼T型梁，上行（1~ 8）m框构，桥位中心与铁路中心线正交，最低处梁底标高6.35 m。
本工程施工前需先进行施工围堰施工，主体工程包括一孔箱形涵、箱涵北侧20mU形槽。箱身净宽10m、总宽11.5m，净高5.0 m、总高6.5 m，箱涵总长度24.1 m（两侧接长2 m及7 m的开口箱）；在箱涵北侧出入口设20 m长的钢筋混凝土现浇U形槽与箱涵顺接。
本工程所处地下水类型主要为孔隙潜水。年水位变幅不大，一般在（1.5~2.0）m左右。勘察期间测得钻孔水位在（0.5~ 1.1）m，水位高差（3.8~3.93）m。
本工程计划工期为132天，其中铁路慢行计划时间92天，由于本工程桩基及主体工程时间紧，任务重，施工难度大，要求施工围堰时间短，确保铁路施工各个节点作业不受影响。
2 围堰的总体设计
根据青甸湖水位和勘探地质情况，按照平均水深3 m、入淤泥厚度1.2 m、最高潮水面以上1.5 m设防，围堰总高度为（6.7~7.0）m。膜袋围堰分层填筑，每层高度为1.5 m，共计4层，砂袋长度根据现场具体情况确定。为确保围堰的止水性能，围堰两面须满铺止水薄膜，薄膜外采用钢管横撑加固（见图1）。
图1 模袋围堰断面示意图
本工程围堰概况：围堰总长144 m，围堰宽4 m，高（6.7～7）m，高于现况水面（2.8~3.1）m。
施工工艺流程：施工准备→放线定位→清除堰底处河床上的淤泥杂物→松木桩基础施工→基槽填砂→吹填筑岛基础两层→打φ150mm钢管定位桩→吹填筑岛模袋砂→施工堰内抽水→施工堰内其余项目→围堰拆除、场地恢复。
2.1 总体施工程序
膜袋围堰施工工序：施工准备→放线定位→清淤→松木桩基础施工→基槽填砂→吹填筑岛基础两层→打φ150 mm钢管定位桩→吹填筑岛膜袋砂。
2.2 具体施工方法及技术措施
2.2.1 施工准备
①安排组织机械、设备进场；
②布设吹填管线；
2.2.2 放线定位
膜袋位置由全站仪进行定位，将检验合格的膜袋搬运至施工围堰轴线上，沿围堰轴线垂直方向敷设，膜袋围堰共4层，采用钢管桩固定，沿膜袋两侧布置，在膜袋顶端垂直围堰轴线上布置加强钢管。
2.2.3 清淤
采用抓斗挖泥船对围堰基底清淤，淤泥运往指定地点进行处理，确保不污染青甸湖水质。清淤完成后经过验收达到设计标高，再进行松木桩基础施工。
2.2.4 松木桩基础施工
清淤完成后，采用打桩船配合人工进行松木桩施工，松木桩采用桩径80 mm，桩长8 m，间距2 m，桩位采取依次紧密布置。
成桩时要注意控制好桩顶标高与设计标高相符，木材料应符合设计要求。在贯入过程中发现土中有硬物时，拔出松木桩，在桩下端安装铁桩尖后重新校正锤桩。沉桩过程中，要注意桩身有无位移和倾斜现象，如发现问题应及早纠正使其恢复正确。
2.2.5 基槽填砂
基础松木桩施工完成后，采用皮带卸砂船向基槽内填砂，材料采用细砂，填筑过程中要求填料分布均匀，填筑完成后采用大型船载挖掘机进行找平和夯实，保持膜袋砂围堰基础平整。
2.2.6 φ150钢管定位桩施工
在完成土工格栅施工后，及时施工钢管定位桩，控制好定位、标高，施工中进行测量，确保膜袋砂围堰的准确位置，防止膜袋砂围堰外移。
2.2.7 吹填筑岛膜袋砂施工
围堰采用土工织物充填大砂袋，土工织物充填袋采用丙纶编织土工布，用工业缝纫机缝制而成，缝制线采用尼龙线，强度满足施工作业要求。膜袋应按设计位置进行敷设，并将膜袋固定于钢管桩上，先向膜内填充一定量的水，以保证膜袋能固定在围堰范围内，在膜袋顶部每隔5 m设置一个排浆孔。人工将泵管与膜袋的灌砂口连接，用泥浆泵以一定的压力将砂料吹填入膜袋中，河砂吹入膜袋后沉淀，水分通过排浆孔排出膜袋。填充时应先填充膜袋四角，再填充膜袋中部，保证膜袋能按设计位置进行下沉，保证施工质量，围堰出水后，应安排人员对沙袋进行踩压，保证沙袋充填饱满均匀。
2.3 人员、机械设备配备
2.3.1 人员配备（见表1）
表1 人员配备情况
2.3.2 机械设备（见表2）
表2 机械设备情况
3 质量控制措施
（1）在清淤完成后对基槽填砂，基底填砂要平整，必须经检查验收合格后进行膜袋铺设。
（2）灌填砂前，必须对进场的各种材料和机具进行严格的检测和检测，确保其性能指标满足规范和施工要求。
（3）灌填砂前，必须认真检查压浆管道，确保管道顺畅，清洁，无异物堵塞。
（4）泥砂采用细度模数小于1.8的粉细砂，砂中宜含有20%的泥浆，确保其流动性。
（5）严格控制施工过程中松木桩位及垂直度误差，设置观测点，每施工一层后用全站仪测量一次，如发现局部高差偏大，及时进行调整。
4 安全控制措施
（1）施工前对所有参与施工的人员进行一次针对性地安全教育、培训和考试，培训考试内容结合现场施工实际，经考试合格后方可上岗。施工前要进行安全技术交底，针对不同的施工时段，提前做好每日安全预想，重点做好水上作业的安全控制事项，施工作业前施工人员必须穿戴好安全帽、黄色救生衣等相关劳动保护用品。
（2）加大安全宣传力度，现场采用张贴宣传标语、警示标志等措施，加强安全宣传。
（3）加强施工机械日常的检查、保养，和维修，保证在施工时机械能够正常使用，所有机械操作人员按照规定持证上岗。停止使用施工机械时要及时锁闭，钥匙交项目部统一管理。
（4）佩戴和正确使用劳动保护用品。参加膜袋砂围堰施工人员及作业船上人员必须佩戴安全帽、黄色防护服及救生衣等相关劳保用品，现场用电严格按照临时用电相关规定执行。
（5）加强与当地气象、水文站联系，随时掌握天气动态，合理安排作业，当超过六级大风或暴雨时应立即停止作业，将施工船只停在安全的地方，采取加固措施。
（6）做好应急处置工作。施工前编制好各项可能发生的事故应急预案，并组织开展一次水上作业人员落水应急演练，确保作业人员掌握发生落水时必要的救援方案。水上施工时应备齐专用救生船、应急照明设备等应急抢险设备。
5 施工成效
本工程围堰采用模袋砂围堰，围堰施工结束后在后期箱体预制和顶进施工中未发生渗漏和变形，工程按期完成，经过比较计算，采用模袋砂围堰施工，工期仅是钢板桩围堰1/ 2，造价仅是钢板桩围堰的1/3，即节约工程成本，又缩短施工工期。
6 结束语
膜袋砂围堰施工具有就地取材方便，施工安全方便，施工时使用大型机械较少，对铁路营业线运营影响较小，施工速度快，工程成本低，整体稳定性高，防渗漏效果好，在深水围堰施工中可借鉴使用。
责任编辑：王 华
来稿日期：2016-12-02
