• [报考导航]经管学院:中国农业经济学科起源 不要轻易放弃。学习成长的路上,我们长路漫漫,只因学无止境。


    结合东莞市虎门镇长堤路太平水道段膜袋砂围堰施工试验遇到的地基承载力不够、不均匀沉降过大而发生滑移的难题采取抛石挤淤法、加筋垫层法等手段进行综合处理有效地解决了围堰稳定性问题取得了显著效果为膜袋砂围堰在深厚淤泥层河道中的应用提供了成功范例具有很大的工程实用价值。 关键词膜袋砂围堰;抛石挤淤;加筋垫层;深厚淤泥 . ;;; 473.5 1引言 堤防挡墙作为海滨、河岸道路的挡土防浪结构其基础常常位于深厚软基中施工面临较大困难为了获得干槽作业空间常常需要在水中修筑围堰。目前常见的水利工程施工围堰有土围堰、土袋围堰、套箱围堰、钢筋混泥土围堰、钢板桩围堰、膜袋砂围堰。通过资料调研得知由于膜袋砂围堰具有施工工艺简单、速度快、经济性好等优点被广泛应用于2~6厚的淤泥软基。而本工程中的太平水道流塑状淤泥厚度达到8~22水道每日潮汐落差达1.5针对如此复杂条件采用膜袋砂围堰施工存在很多技术困难。因此选取了120长的试验段进行了施工试验。 试验结果显示地基承载力不够不均匀沉降过大在潮汐的作用膜袋砂围堰发生约5的侧移。对此在新开试验段上采取抛石挤淤法、加筋垫层法等手段进行综合处理最终有效地解决膜袋砂围堰稳定性问题并推广到整个工程中使用成功地解决了深厚淤泥中膜袋砂围堰施工难题。 2围堰结构形式 据勘察资料得知河床位于1.7位置其下淤泥层深度为8~22常水位标高为+1.5潮汐最大高差达到1.5。 因此围堰采取顶宽2.0顶标高位于+3.5底宽16底标高位于4.5总高8.0。围堰底下2.5范围内进行加固设置2厚的抛石区域和0.5厚的碎石垫层碎石垫层上面铺设土工格栅。围堰四周每隔5插打直径500、长12的钢管桩并用钢丝绳拉住膜袋。详见表1和图1。 表1膜袋砂围堰各部位尺寸 图1膜袋砂围堰断面示意图 3围堰验算 根据交通部有关规范模袋围堰砂袋间抗滑稳定性安全系数/ 抗滑稳定安全系数 竖向总荷载 层间土工格栅摩擦系数 围堰所受水平荷载 按照有关规范中砂的密度19.5/3土工格栅摩擦系数按0.5计规范中允许抗滑安全系数不小于1.3。 19.5/3×7231404 水深按4.2米计波浪冲击系数偏安全考虑取1.5则 0.5×ργ ——每延米的水压力/2; ρ——水密度1000/; ——重力加速度10×10/; ——水深; γ——波浪冲击系数偏安全考虑取1.5。 0.5×1000×10×10×4.2×1.5 31.5/2。 围堰所受水平荷载为 31.5/2×4.2132.23。 则围堰抗滑稳定性安全系数 /1404×0.5/132.235.3>1.3。 所以围堰整体抗滑稳定性符合规范要求。 4施工措施 膜袋砂围堰的施工程序为 施工准备→测量放线→打设定位钢管→清基→抛石→碎石垫层→铺土工格栅→定位下沉→砂泵均匀充灌砂料→检查砂袋形状→绑扎砂袋袖口→底层砂袋施工→逐层砂袋施工→铺设止水薄膜→完成围堰。围堰施工实际情况见图2。 图2膜袋砂围堰成功施工实图 ⑴插打定位钢管桩 用全站仪测设定位后使用水上打桩机在围堰控制线四周每隔5插打直500、长12的定位钢管。 ⑵清基 围堰清基主要用水上挖掘机进行作业并配合运输船只及时清运淤泥为抛石挤淤提供一坑槽。清淤前根据测量控制点进行放样在河道两岸及水中做好明显的标记标示清基的范围清基深度根据设计按3进行施工控制。 ⑶反压平台抛石 反压平台抛石应采用抛石船进行先从抛石坑淤泥最深的部位开始然后转向两边较浅的部位抓斗进行整平每天施工完毕均及时进行测量以确保抛石符合要求同时对欠抛部位进行补抛。 ⑷碎石垫层 为了提高基底承载力在抛石区上部铺设0.5厚的碎石垫层垫层上面铺设土工格栅以提高摩擦系数。土工格栅铺设宜在最低潮水位时进行并及时进行固定。为了避免碎石刺破膜袋土工格栅宜选用小格子并在其上下面铺点细沙或者黏土。 ⑸膜袋砂充填 ①土工膜袋。本工程膜袋采用腈纶纺织布规格200/2纵横向断裂强力≥30/断裂伸缩率≤30%渗透系数为101~102/等效孔径为0.08~0.4顶破强度≥3.2。该型号膜袋正常施工时问题不大但对合拢部位由于水位流急、潮差大易被撕裂合拢时采用的膜袋采用加厚型单位面积重量≥300/2。 ②膜袋裁剪。膜袋裁剪一般根据设计堰体的长度、宽度以及充填能力、水流情况等综合考虑。底层膜袋一般体积较大袋容量一般2500~30003左右。接近平均潮水位的膜袋为确保膜袋不被水流冲走宜根据工程实际情况结合河道的特性进行考虑主要是原材料的供应准备情况是否满足短时间充填的要求(一般为2~3左右)以及泵砂船的数量及航道是否满足船只摆放等。由于接近平均潮水位时堰体充填受潮差影响较大膜袋过大充填不及时则易被水流冲裂膜袋因此合理确定膜袋尺寸是围堰能否及时充填的关键。 ③膜袋摊铺。膜袋摊铺宜选择在平流时间进行膜袋下游侧采用管桩固定膜袋上游侧通过两岸的2台挖掘机对拉的钢丝绳来控位避免张力不够拉住膜袋而被水流冲走已剪裁好的膜袋相隔5采用绳索与钢丝绳相连摊铺前辅以人工并用船只沿河岸一侧向对岸摊铺。上游侧2台挖掘机缓缓放松钢丝绳待水位及流速合适时及时固定膜袋。 ④充填砂料。砂料宜选择透水性较小含泥量稍大的海砂。砂料充填均利用泵沙船进行目前载砂船主要由两种一种是单纯载砂、不带辅助充填设备载砂船另一种是配有充填设备的载砂船。采用哪一泵船可根据工程航道、砂料来源情况确定。充填时应注意检查管道的连接特别是连接口的位置。对充填的位置选择一般应布置在膜袋中部及靠四角的位置。泵砂过程中要及时进行排气、排水并确保其均匀充填必要时进行人工踩压以加快排水。膜袋充填不宜速度太快每天充填高度不易太大以确保围堰均匀沉降。每一层膜袋充填完毕应及时进行水下测量确定膜袋成型的平面及高程位置掌握和检查膜袋充填砂的饱满程度对欠充填的部位要做好标示用以指导下一层模袋砂的充填有针对性地进行处理。 ⑹加固措施 ①张拉钢丝绳。在膜袋充填砂的过程中待膜袋定位好用钢丝绳穿过膜袋进行张拉并栓在已经稳固的钢管桩上面。通过调节钢丝绳的位置适当地给下层膜袋施加一定的预压应力以提高膜袋稳定性。 ②坡脚防护。围堰形成后应及时对迎水面坡脚进行防护采取堆积小沙袋等措施。 ⑺防渗措施 堰体防渗是整个工程的一个重要技术问题是工程成败的关键。本工程采用在迎水面铺设止水薄膜防渗背水坡导渗排水等措施防止出现渗流失稳。止水薄膜选择在低水位时施工要求延伸至堰脚5以上薄弱地带需加铺。 5结语 膜袋砂围堰应用于本工程深厚淤泥河道中取得了良好的效果工程安全度过高潮水位期起到了有效止水作用确保了施工的干槽作业条件而且其结构简单、施工速度快的优点也得到了验证确保了工期使得工程施工能够如期进行。尤其重要的在深厚淤泥地基承载力不够试验段膜袋发生滑移的情况下采取抛石挤淤法、加筋垫层法等综合手段提高地基承载力有效地解决了围堰稳定性问题此举在类似工程中很有借鉴价值。 参考文献 [1]高峰.滨海软基上膜袋围堰稳定性分析及沉降预测研究[].岩土力学.201031(4)12331237. [2]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[].北京中国建筑工业出版社2007. [3]高瑞民.砂土膜袋围堰在广州市番禺区水利工程中的应用[].湖南水利水电.2008(1)16. [4]李小鹏.膜袋砂围堰在某水利工程中的应用[].广东水利水电.2011(1)41. [5]吴彦平.膜袋砂围堰在新砺江水闸工程封航截流施工中的应用[].广东水利水电.2010(12)25. [6]王国玉.特种防波堤结构型式及水动力特性研究[].大连大连理工大学2005. 注文章内所有公式及图表请用形式查看。

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