中低滩圈围工程复合加筋土工布袋装砂龙口护底施工技术

韩祝斌 上海市水利工程集团有限公司

近年来随着圈围工程在技术上的进步，圈围库区逐渐扩大，致使围堤龙口断面扩大，护底也相应增大。现沿海圈围项目普遍在中低滩线上实施，造成龙口部位风险因素增大。龙口护底方案的选择，对整个圈围工程的顺利实施尤为重要。

1.工程背景

上海某圈围工程围区圈围面积为4.81万亩,划分4个围区，根据围区库容及排水量计算，本项目分别在每个围区各设置1个龙口，共4个龙口。龙口设计断面口宽为400m～700m,底高程为-0.5m～0.0m。

2.龙口护底结构要求

护底结构自身的厚度应尽量减少对水流的干扰，从而降低护底结构外缘的冲刷；护底结构应有良好的透水性、保土性能。即护底排（袋）体材料的孔径能阻挡滩面上泥沙级配中大部分泥沙通过，但水能排出；应具有适应河床冲刷变形的能力；自身的强度能满足施工铺放时的受力要求；护底结构要求在水流、波浪作用下保持稳定；护底结构（排体或袋体）的加工、运输、沉放，要满足大规格、大批量、工厂化、标准化、高效安全施工的要求。

3.常用护底结构型式分析

在上海地区的圈围大堤建设中，积累了不少的龙口护底工程经验，龙口护底方式通常有两大类：一是抛石护底，二是软体排护底，上述两种护底为上海地区常用的护底结构。

3.1 抛石护底结构

该结构是在龙口位置铺设一层基垫布，再用充泥管袋压重至龙口设计高程，其上再覆盖290g/m高强度防老化土工布，并用块石顺水流方向呈条带状压重，两端堤头（龙口）也用土工布和块石保护。

图1 龙口剖面示意图

抛石护底结构适用于圈围面积较小，库容较小，龙口部位滩地高程较高（一般大潮汛落潮能露滩的情况），龙口流速在3.0m/s以内，龙口宽度较小（宽度在300m以内）的圈围工程，该方案费用较小，施工简单，但压重块石在龙口合龙时需清除干净，往往在龙口合龙的关键、紧张时刻，块石难以全部清除，对后续龙口的闭气、防渗产生不利影响。

3.2 砂肋软体排护底方案

该结构排体布采用230g/m丙纶长丝机织布，砂肋采用200g/m丙纶长丝机织布，砂肋顺水流方向通长设置，直径一般为300mm，砂肋间距300mm～1000mm，砂肋通过排体上的加筋带制成的砂肋套固定在排体上。软体排长度按龙口顺水流方向确定，宽度一般为40m，排体在工厂定型加工缝制生产，运至现场铺设。高滩人工铺设，水下可采取铺排船铺设，铺设时横向搭接一般为5m～7m。

该护底方案适用于圈围面积较小，库容较小，龙口宽度200m以内，龙口流速在2.0m/s以内，龙口护底结构受波浪作用力小的圈围工程。

3.3 混凝土连锁块软体排护底方案

该结构排体布采用380g/m复合土工布（无纺布150g/m，机织布230g/m），软体排长度按龙口顺水流方向确定，宽度一般为40m，排体在工厂定型加工缝制生产，铺设时，排体上满铺混凝土连锁块，混凝土连锁块单块规格为400mm×400mm×（120～200）mm，间距100mm，各块之间用预埋的Φ14mm丙纶绳纵横联结，混凝土连锁块单元体在预制厂完成预制及连接。采用铺排船水下铺设，铺设时横向搭接一般为5m～7m。

该护底方式适合于库区面积较大，库容较大，龙口宽度较大（宽度700m以内），龙口流速在3.5m/s以内，龙口部位滩地在-0.5m以下的圈围工程。但该方案会因相邻连锁块软体排可能存在局部增厚隆起，形成渗流通道而不利于闭气。

3.4 混合软体排上增加380g/m2复合加筋土工布袋装砂龙口护底方案

该结构排体布采用380g/m复合土工布（无纺布150g/m，机织布230g/m），软体排长度按设计图纸顺水流方向尺寸确定，宽度一般为40m，截流堤范围内采用砂肋软体排，截流堤堤身内、外侧全部采用混凝土连锁块软体排，在混合软体排上，充灌复合加筋土工布袋装砂压载。

该护底方案适用于库区面积较大，库容较大，龙口宽度较大（龙口宽度800m以内），龙口流速较大（龙口流速在4.0m/s以内），风大浪高的低滩圈围工程。

4.护底结构型式的选择

考虑到截流堤底层全部采用混凝土连锁块可能存在渗流通道而不利于闭气，龙口最大流速一般分布在截流堤堤脚上、下游一定范围，因此兼顾、确保护底安全和有效闭气两重因素，龙口护底采用混合软体排保护，混合软体排护底在截流堤范围内采用砂肋软体排，截流堤堤身内、外侧全部采用砼连锁块软体排，在截流堤范围内的砂肋软体排上充灌复合加筋土工布袋装砂。综合四种护底结构的优缺点和适用范围以及结合本工程自身的工况条件，本工程龙口护底采用混合软体排上增加380g/m复合加筋土工布袋装砂方案。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺原理

首先将230g/m丙纶长丝机织布和150g/m的涤纶短纤针刺无纺布进行拼接复合，其次在230g/m丙纶长丝机织布面层拼缝位置通长缝制一道宽5cm加筋带，同时在垂直于拼缝方向通长缝制一道宽5cm间距1m的加筋带，最后加工成袋体并设置一定数量袖口用于充灌施工。

袋体经加工厂打包运输至施工作业点，现场作业人员趁低潮位在护底部位展布平铺于滩地上，袋体摊铺就位后做好固定，袋体袖口与水带管口联结，并采用水枪配合泥浆泵将砂水混合物灌入袋体内滤水固结成型。

5.2 工艺流程

原材进场复试检验（合格后）→土工织物复合→拼缝加筋→缝制成袋体→打包运输至施工部位→现场测量定位→人工铺袋→泥浆泵灌袋→质量验收

图2 380g/m2复合土工布管袋制作示意图

5.3 操作要点

5.3.1 土工织物原材质量控制

土工织物加工前，先对其进行抽样检验，抽样检验批次一般为10000m一组，同时检查质保资料是否齐全，外观及表面有无破损，门幅尺寸、品种规格是否正确，不允许使用有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等材料。对检测合格材料进行编号入库、保存，防止袋布因暴晒老化。原材检测指标如表1、表2所示。

表1 复合土工布技术指标

表2 加筋带检测指标表

5.3.2 土工织物加工

土工布单幅宽度通长为4～6m，首先生产厂家将230g/m丙纶长丝机织布和150g/m的涤纶短纤针刺无纺布进行复合，土工布复合后按图纸尺寸定制拼缝，拼缝采用工业缝纫机缝制，缝合线为35支1000D3×3股锦纶线，采用包缝法缝制（二道锦纶线，针距≤7mm）。土工布拼缝完成后需对拼缝进行抽样检测，缝处抗拉强度不低于土工布断裂强度的70%，其后在230g/m丙纶长丝机织布面层拼缝位置通长缝制一道宽5cm加筋带，同时在垂直于拼缝方向通长缝制一道宽5cm间距1m的加筋带，待以上工序完成后将其缝制为成品袋体，袋体成型尺寸的长度根据龙口护底尺寸进行加工，宽度一般控制在35～40m左右。最后在袋体顶面按间距5m（平行于缝方向）×10m（垂直于缝方向）梅花型开孔，并在开孔处采用230g/m丙纶长丝机织布缝制为袖口用于灌袋及排水使用，袖口尺寸略大于水带管口，直径一般为25cm。

特别注意事项：加工时加筋带和230g/m丙纶长丝机织布在袋体的面层，150g/m的涤纶短纤针刺无纺布在袋体的内层，袋体边缘线5m范围内及拼缝位置不允许设置袖口。

5.3.3 袋装砂施工

合格的袋体经加工厂打包运输至施工现场，施工人员趁低潮按现场放样位置进行人工铺袋，铺袋需确保平服无皱叠，其后采用扎丝将袖口与水带管口绑扎固定。在各项准备工作完毕后启动泥浆泵对铺设的袋体进行充灌。在充灌过程中需注意袋体内水压，特别是在袋体充灌趋于饱满期间，关闭部分泥浆泵减小平桨期间袋内压力，防止爆袋现象的发生。在充灌完毕后对袖口绑扎封闭，并检查充灌质量，对饱满度不足的部位需进行二次充灌。

6.安全保证措施

落实安全生产责任制，严格遵守《安全生产法》等相关安全规章制度；安全部门做好各工种的安全技术交底工作，做好工人登记并进行“三级”安全教育；向当地海洋气象预报中心定制气象预报，每天由专人负责短信通知相关人员；成立安全生产领导小组、配备专职安全员进行现场巡视检查，由技术部门牵头编制《水上水下安全施工专项方案》《应急救援预案》《临时用电专项方案》等相关安全方案及制度；现场用电安全及水上施工为此类工程重大危险源，需重点控制。

7.结语

本文以横沙某圈围工程为例，介绍了复合加筋土工布袋装砂龙口护底施工技术，该龙口护底技术各工序工艺简单，投入设备少，效果良好，关键有效解决了常规圈围工程中龙口护底袋受水流冲刷易出现袋布破损的难题，有效的延长了龙口保护期，对类似工程起到一定借鉴。